一種阻燃與耐光性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種聚氨酯涂料與膠黏劑的制備方法，特別涉及阻燃與耐光性聚氨酯 涂料與膠黏劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 聚氨酯主要應(yīng)用于皮革涂飾、紡織印染、造紙業(yè)、建筑涂料以及膠粘劑等領(lǐng)域。由 于噴涂于內(nèi)外墻體、家具或者金屬器具表面的涂料和油漆，與人類直接或間接接觸，因此有 毒、有害涂料時刻威脅著人們的健康。另外，由于使用的領(lǐng)域常接觸太陽光，而太陽光線中 含有大量對有色物體有害的紫外光，其波長約290~460nm，這些有害的紫外光通過化學(xué)上 的氧化還原作用，使涂料發(fā)生顏色的變化。
[0004] 聚氨酯進(jìn)行聚合常采用二月桂酸二丁基錫做催化劑，但由于重金屬錫隨著聚氨酯 的降解而對環(huán)境造成危害，如何對二月桂酸二丁基錫催化殘余的錫進(jìn)行固定，降低聚氨酯 涂料殘余物對環(huán)境的危害程度，已經(jīng)成為一個技術(shù)難題。
[0005] 為了提高聚氨酯樹脂的耐光性，常采用加入紫外線吸收劑和抗氧化劑的方式，但 傳統(tǒng)的合成抗氧化劑有叔丁基羥基茴香醚、過氧化氫叔丁基和叔丁基對苯二酚等具有較大 的毒副作用和致癌性，而用傳統(tǒng)的加入有機(jī)硅材料提高防水性的效果不能令人滿意，因此 需要尋找更加高效環(huán)保的防水和耐光措施。
[0006] 水性聚氨酯(又稱水基聚氨酯）是一種在聚氨酯的分子鏈中含有親水性基團(tuán)的聚 氨酯樹脂，與水具有很強(qiáng)的親和性，采用特定的工藝能使之在水中分散并形成穩(wěn)定的體系。 水性聚氨酯主要應(yīng)用于皮革涂飾、紡織印染、造紙業(yè)、建筑涂料、膠粘劑和鑄鋼涂料等方面， 所涉及的幾乎都是易燃材料，這些材料在使用時如未經(jīng)阻燃處理，必然成為引發(fā)火災(zāi)的安 全隱患。水性聚氨酯的阻燃化，是水性聚氨酯功能化的重要方向之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種阻燃與耐光性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方 法，提高聚氨酯涂料與膠粘劑的阻燃性和耐光性，并通過對催化劑進(jìn)行有效固定減輕其毒 性。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種阻燃與耐光性聚氨酯涂料與膠粘劑的制備方法，其特征在于： (1)、改性次磷酸錳的制備：將次磷酸錳、硼酸、二乙醇胺、雙（4-羧基苯基）苯基氧化膦 和水按重量比1:2:2. 5:1:5混合，調(diào)節(jié)pH到4,加熱到60°C，攪拌反應(yīng)時間2h，加入次磷酸 錳重量10%的乙二胺四乙酸二鉀，50°C攪拌反應(yīng)lh，得到改性次磷酸錳； 并將聚四氫呋喃醚二醇與異佛爾酮二異氰酸酯按照重量比5:1~2:1混合，加入二月桂 酸二丁基錫作為催化劑，于70~100°C下反應(yīng)l~3h，得到聚氨酯預(yù)聚體A ;所述催化劑用量為 聚四氫呋喃醚二醇與異佛爾酮二異氰酸酯總重量的0.2 ~0. 6% ; (2)、向聚氨酯預(yù)聚體A中加入預(yù)聚體重量I. 2~3. 2%的擴(kuò)鏈劑和聚氨酯預(yù)聚體A重量 12~25%的甲乙酮，于65~85°C條件下反應(yīng)I. 5~3. 5h，加入聚氨酯預(yù)聚體A重量5~10%的改 性次磷酸錳和聚氨酯預(yù)聚體A重量5~6%的4-羧基苯硼酸，反應(yīng)溫度75~95°C，反應(yīng)時間 l~2h，加入聚氨酯預(yù)聚體A重量12~15%的三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)30~50min，加入聚氨酯預(yù)聚 體A重量1~3%的物質(zhì)B，加水進(jìn)行乳化，得到阻燃與耐光性聚氨酯涂料與膠粘劑；所述所述 組分B為維生素 C、4, 8-二羥基喹啉-2-甲酸和水楊酸鈉中的任意一種。
[0009] 擴(kuò)鏈劑優(yōu)選為三羥甲基丙烷、4-二乙氨基酮酸、4- (8-羥基-6-磺基萘-2-胺基） 苯甲酸、5- (1-羥基-2-異丙胺基丁基）-8-羧基喹諾酮和2-氨基苯酚-4- (2'_羧基）磺 酰苯胺中的任意一種。
[0010] 聚四氫呋喃醚二醇的分子量優(yōu)選為2000。
[0011] 本發(fā)明具有以下特點：本發(fā)明選擇耐光性好的異佛爾酮二異氰酸酯與聚四氫呋喃 醚二醇在二月桂酸二丁基錫催化下進(jìn)行反應(yīng)，利用甲乙酮作溶劑，用具有成炭性好的三羥 甲基丙烷、4-二乙氨基酮酸、4- (8-羥基-6-磺基萘-2-胺基)苯甲酸、5- (1-羥基-2-異 丙胺基丁基）-8-羧基喹諾酮和2-氨基苯酚-4- (2' -羧基）磺酰苯胺作為擴(kuò)鏈劑，選擇甲 乙酮作溶劑進(jìn)行反應(yīng)，同時加入抑煙性強(qiáng)的改性次磷酸錳降低燃燒的釋放煙霧量，來達(dá)到 阻燃與耐光的雙重效果，同時選擇維生素 C、4, 8-二羥基喹啉-2-甲酸和水楊酸鈉對殘余催 化劑進(jìn)行固定，降低催化劑的毒性。
[0012] 具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1)、選擇成炭性好的材料作為擴(kuò)鏈劑，通過改性次磷 酸錳提高了聚氨酯的阻燃性； (2) 、選擇維生素 C、4, 8-二羥基喹啉-2-甲酸和水楊酸鈉對殘余催化劑進(jìn)行固定，降低 了催化劑的毒性； (3) 、在水性介質(zhì)中，次磷酸錳、硼酸、二乙醇胺和雙（4-羧基苯基）苯基氧化膦進(jìn)行反 應(yīng)，生成一種具有錳、硼和磷的絡(luò)合物，該絡(luò)合物在水性中有較好的溶解度，同時具有抑制 煙霧和良好成炭性的功效； (4) 、4_羧基苯硼酸不僅起到擴(kuò)鏈作用，而且具有一定的成炭性。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合實例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0014] 實例一 (1) 、改性次磷酸錳的制備：在帶有攪拌器、溫度計的250ml三口瓶中加入次磷酸錳 l〇g、硼酸20g、二乙醇胺25g、雙（4-羧基苯基)苯基氧化膦IOg以及水50g，調(diào)節(jié)pH到4,加 熱到60°C，攪拌反應(yīng)2h，加入乙二胺四乙酸二鉀lg，50°C攪拌反應(yīng)lh，得到改性次磷酸錳； (2) 、在帶有攪拌器、冷凝管、溫度計的250ml三口瓶中加入二月桂酸二丁基錫0. 12g、 聚四氫呋喃醚二醇50g與異佛爾酮二異氰酸酯10g，于70°C下反應(yīng)lh，得到聚氨酯預(yù)聚體 A，所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000 ; (3) 、向預(yù)聚體A中加入0. 72g三羥甲基丙烷和7. 2g甲乙酮，于65°C條件下反應(yīng)I. 5h， 加入3g步驟（1)制備的改性次磷酸錳和3g4-羧基苯硼酸，反應(yīng)溫度75°C，反應(yīng)時間lh，加 入7. 2g三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)30min，加入維生素 CO. 6g，加水60g進(jìn)行攪拌乳化，得到阻燃 與耐光性聚氨酯涂料與膠粘劑。
[0015] 實例二 (1) 、改性次磷酸錳的制備：在帶有攪拌器、溫度計的250ml三口瓶中加入次磷酸錳 l〇g、硼酸20g、二乙醇胺25g、雙（4-羧基苯基)苯基氧化膦IOg以及水50g，調(diào)節(jié)pH到4,加 熱到60°C，攪拌反應(yīng)2h，加入乙二胺四乙酸二鉀lg，50°C攪拌反應(yīng)lh，得到改性次磷酸錳； (2) 、在帶有攪拌器、冷凝管、溫度計的500ml三口瓶中加入二月桂酸二丁基錫0. 54g、 聚四氫呋喃醚二醇60g和異佛爾酮二異氰酸酯30g，于KKTC下反應(yīng)3h，得到聚氨酯預(yù)聚體 A，所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000 ; (3) 、向預(yù)聚體A中加入4-二乙氨基酮酸2. 9g和甲乙酮22. 5g，于85°C條件下反應(yīng) 3. 5h，加入步驟（1)制備的改性次磷酸錳9g和4-羧基苯硼酸5. 4g，反應(yīng)溫度95°C，反應(yīng)時 間211，加入三乙胺13.58進(jìn)行中和反應(yīng)5〇1^11，加入4,8-二羥基喹啉-2-甲酸2.78，加水 90g進(jìn)行攪拌乳化，得到阻燃與耐光性聚氨酯涂料與膠粘劑。
[0016] 實例三 (1) 、改性次磷酸錳的制備：在帶有攪拌器、溫度計的250ml三口瓶中加入次磷酸錳 l〇g、硼酸20g、二乙醇胺25g、雙（4-羧基苯基)苯基氧化膦IOg以及水50g，調(diào)節(jié)pH到4,加 熱到60°C，攪拌反應(yīng)2h，乙二胺四乙酸二鉀lg，50°C攪拌反應(yīng)lh，得到改性次磷酸錳； (2) 、在帶有攪拌器、冷凝管、溫度計的500ml三口瓶中，加入二月桂酸二丁基錫0. 42g、 聚四氫呋喃醚二醇75g和異佛爾酮二異氰酸酯30g，于85°C下反應(yīng)2h，得到聚氨酯預(yù)聚體 A，所述聚四氫呋喃醚二醇的分子量為2000 ; (3) 、向預(yù)聚體A中