[发明专利]一种超支化共混硬段改性后扩链阻燃水性聚氨酯

摘要

本发明涉及一种超支化共混硬段改性后扩链阻燃水性聚氨酯，属于阻燃材料领域。所述水性聚氨酯由如下方法制得：将大分子多元醇脱水后加入亲水性扩链剂和二异氰酸酯，反应至‑NCO含量不变，加入含磷多元醇小分子，至‑NCO含量不变，加入成盐剂A得到预聚体；向预聚体加水，加完水加含磷二胺扩链剂的丙酮/丁酮/N‑甲基吡咯烷酮溶液，得到乳液；将用成盐剂B中和的AWHBPU水溶液加入乳液乳化，旋蒸除去溶剂，得到所述水性聚氨酯。所述水性聚氨酯通过硬段阻燃改性提升了阻燃性能且无卤环保；通过后扩链改性提升了阻燃性能且改善了力学性能、稳定性提高；通过AWHBPU与后扩链阻燃水性聚氨酯共混，进一步改善了力学性能及稳定性。

主权项

一种超支化共混硬段改性后扩链阻燃水性聚氨酯，其特征在于：所述水性聚氨酯是由如下方法制备得到的：将大分子多元醇在110℃～140℃脱水1h～3h，于40℃～80℃加入亲水性扩链剂，再加入二异氰酸酯，升温至80℃～85℃，反应至‑NCO含量不再变化，加入含磷多元醇小分子继续反应，直至‑NCO含量不再变化，降温至20℃～40℃，加入成盐剂A反应10min～30min，得到预聚体；向预聚体中加入0℃～10℃的水进行乳化，加水完毕后立即加入含磷二胺扩链剂的丙酮/丁酮/N‑甲基吡咯烷酮溶液，乳化10min～15min得到乳液；将用成盐剂B中和的AWHBPU水溶液加入到乳液中，继续乳化5min～10min，最后旋蒸除去丙酮/丁酮/N‑甲基吡咯烷酮，得到乳液，为所述的一种超支化共混硬段改性后扩链阻燃水性聚氨酯；所述大分子多元醇为分子量大于500的聚醚或聚酯多元醇；所述亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸、2,2‑二羟甲基丁酸和2,3‑二羟基丁二酸中的一种以上；所述二异氰酸酯为异氟尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,6‑己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和四甲基环己基二异氰酸酯中的一种以上；所述含磷多元醇小分子为N,N‑双(2‑羟基乙基)氨甲基膦酸酯、双(2‑羟乙基)甲基磷酸酯、双(2‑羟乙基)苯基磷酸酯、双(3‑羟基苯基)甲基磷酸酯或双(3‑羟基苯基)苯基磷酸酯；所述成盐剂A和成盐剂B分别独立地包括三乙胺或三正丁胺；所述含磷二胺扩链剂包括双(氨基苯基)苯基氧化磷、2,4,8,10‑四氧杂‑3,9‑二磷杂螺环‑3,9‑二氧‑3,9‑二(3‑氨基苯基)、双(3‑氨基苯基)苯基氧化磷和氨基苯基氧化磷中的一种以上；所述AWHBPU为专利申请CN 102851987A所述的采用乙酸酐作为封端剂的超支化水性聚氨酯；所述用成盐剂B中和的AWHBPU水溶液是通过将AWHBPU用水配置成质量浓度为10％～40％的水溶液后加入成盐剂B，混合均匀得到；以所述大分子多元醇、亲水扩链剂、二异氰酸酯、含磷多元醇小分子、成盐剂A、成盐剂B、含磷二胺扩链剂和AWHBPU的质量总和作为总质量，以所述总质量为100％计，亲水性扩链剂的质量分数为3％～10％，含磷多元醇小分子的质量分数为5％～20％，含磷二胺扩链剂的质量分数为5％～20％，AWHBPU的质量分数为1％～15％；定义r为大分子多元醇、亲水扩链剂、二异氰酸酯、含磷多元醇小分子、成盐剂A、成盐剂B和含磷二胺扩链剂中异氰酸根的摩尔量与羟基摩尔量的比值，2>r>1；成盐剂A的摩尔量与亲水性扩链剂中羧基的含量相同，成盐剂B的摩尔量与AWHBPU中羧基的含量相同；含磷二胺扩链剂中胺基的摩尔量少于预聚体中参与后扩链的异氰酸根摩尔量。