[发明专利]阻燃、防水与低VOC的聚氨酯涂料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯涂料的制备方法，特别涉及阻燃、防水与低VOC聚氨酯涂料制备方法。

背景技术

聚氨酯主要应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料以及胶粘剂等领域。由于喷涂于内外墙体、家具或者金属器具表面的涂料和油漆，与人类直接或间接接触，因此有毒、有害涂料时刻威胁着人们的健康。另外，由于使用的领域常接触太阳光，而太阳光线中含有大量对有色物体有害的紫外光，其波长约290～460nm，这些有害的紫外光通过化学上的氧化还原作用，使涂料发生颜色的变化。

聚氨酯进行聚合常采用二月桂酸二丁基锡做催化剂，但由于重金属锡随着聚氨酯的降解而对环境造成危害，如何对二月桂酸二丁基锡催化残余的锡进行固定，降低聚氨酯涂料残余物对环境的危害程度，已经成为一个技术难题。

水性聚氨酯（又称水基聚氨酯）是一种在聚氨酯的分子链中含有亲水性基团的聚氨酯树脂，与水具有很强的亲和性，采用特定的工艺能使之在水中分散并形成稳定的体系。水性聚氨酯主要应用于皮革涂饰、纺织印染、造纸业、建筑涂料、胶粘剂和铸钢涂料等方面，所涉及的几乎都是易燃材料，这些材料在使用时如未经阻燃处理，必然成为引发火灾的安全隐患。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。

聚氨酯涂料，即氨基甲酸酯涂料，其涂膜分子中含有相当数量的聚氨基甲酸酯键。聚氨酯涂料除含氨酯键以外，还含有脲键、醚键、酯键、脲基甲酸酯键，是一种性能优良、应用广泛的涂料

VOC(Volatile Organic Compounds)是指溶剂型涂料中可挥发的与人体接触或吸入后可导致疾病的溶剂。聚氨酯涂料中常含有 VOC。VOC 对人体的健康危害很大，它不但对皮肤具有侵蚀作用，而且对人体中枢神经系统、造血器官、呼吸系统有刺激和破坏作用，可引起头疼、恶心、胸闷、乏力、呕吐等症状，严重时会抽搐、昏迷甚至死亡。全球每年因使用有毒化学溶剂型涂料而造成的环境破坏和人体伤害带来的经济损失高达数百亿美元。因此，世界上主要的涂料生产国纷纷出台了限制 VOC 的排放污染法规。例如在国际上，按照欧共体生态标志产品——有关 VOC 限量的规定，人们家庭装修使用最多的一类涂料是30 g/L，我国的涂料国家强制性标准《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》规定 VOC 不得超过 200 g/L。因此，发展低 VOC 聚氨酯涂料是聚氨酯涂料发展的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供阻燃、防水与低VOC的聚氨酯涂料制备方法，并通过选择催化剂进行有效固定减轻其毒性并提高聚合产率，降低VOC含量。

本发明的技术方案如下：

1.阻燃、防水与低VOC的聚氨酯涂料制备方法，其特征在于：

（1）、改性次磷酸锰的制备：在带有搅拌器、温度计的250ml三口瓶中加入次磷酸锰11.2g、硼酸25.6g、二乙醇胺28g、六苯氧基环三磷腈7.2g和根皮甙2.8g以及水65g，调节pH到4，加热到80℃，搅拌反应2h，加入乙二胺四乙酸二钾1.6g，70℃搅拌反应1h，得到改性次磷酸锰；

（2）、在带有搅拌器、冷凝管、温度计的250ml三口瓶中加入偶氮二甲酸二苄酯0.25g、聚四氢呋喃醚二醇72g与六亚甲基二异氰酸酯18g，于70℃下反应1h，得到聚氨酯预聚体A，所述聚四氢呋喃醚二醇的分子量为500；

（3）、向预聚体A中加入0.68g六氢均三氮硼烷和8.8g甲乙酮，于70℃条件下反应3.0h，加入1g步骤（1）制备的改性次磷酸锰、3.2g4-羧基苯硼酸和N-羟基硫代琥珀酰亚胺3.5g，反应温度70℃，反应时间1h，加入7.8g三乙胺进行中和反应70min，水70g进行搅拌乳化1h，得到阻燃、防水与低VOC的聚氨酯涂料。

2. 阻燃、防水与低VOC的聚氨酯涂料制备方法，其特征在于：

（1）、改性次磷酸锰的制备：在带有搅拌器、温度计的250ml三口瓶中加入次磷酸锰5.2g、硼酸8g、二乙醇胺18g、二苯基乙醇酸14g和4-羟基苯乙胺2.9g以及水70g，调节pH到4，加热到60℃，搅拌反应2h，加入乙二胺四乙酸二钾1.6g，70℃搅拌反应2h，得到改性次磷酸锰；

（2）、在带有搅拌器、冷凝管、温度计的500ml三口瓶中加入；四甲基氯化铵0.74g、聚四氢呋喃醚二醇70g和六亚甲基二异氰酸酯30g，于80℃下反应4h，得到聚氨酯预聚体A，所述聚四氢呋喃醚二醇的分子量为1000；