[发明专利]一种新型阻燃水性聚氨酯分散体、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种新型阻燃水性聚氨酯分散体、制备方法及其应用，所述新型阻燃水性聚氨酯分散体通过引入阻燃剂9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物（DOPO）或其衍生物以及可反应的聚硅氧烷至聚氨酯主链上，形成P‑O和Si‑O协同阻燃作用，从而使织物的阻燃性能提高，材料的热释放速率、火焰蔓延速率以及分解速率均明显降低且不降低产品的耐水性能。本发明的新型阻燃水性聚氨酯分散体可广泛应用于织物材料中，应用前景广阔，市场价值大。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯材料领域，具体涉及一种新型阻燃水性聚氨酯分散体及其制备和在织物上的应用。

背景技术

随着国家对环保要求的逐渐提高和人们对于友好环境的需要，水性聚氨酯由于具有无毒、环保以及安全等优点，正逐渐替代传统溶剂型聚氨酯，越来越广泛地应用于皮革涂饰、织物整理、粘合剂等领域。

众所周知，皮革、织物等材料都为极易燃材料，一般需要进行阻燃处理。而聚氨酯的氧指数只有14％～16％，也属于易燃材料。在燃烧受热时，解聚和裂解会产生许多复杂的低分子物、气态有毒物质(HCN、CO等)，这些物质可继续燃烧，放出大量热使聚氨酯加快裂解，形成正反馈循环。因此，阻燃防火是聚氨酯在广泛应用时的重要问题。目前，非反应型阻燃剂在改善聚氨酯阻燃性能方面应用最为广泛，如卤系和有机磷系阻燃剂。这类阻燃剂的加入会影响聚氨酯的性能、甚至造成环境污染，危害人类健康。

CN200480043181公开了一种阻燃性聚氨酯及其添加剂，该专利发明了一种包含氯、溴等卤素的反应型阻燃剂。然而，其所用的阻燃剂都是有毒的卤素，对环境和人体产生了严重的健康危害。

CN200810204199公开了一种高性能阻燃涤纶内饰纺织品的制备方法，该专利提出了一种采用含磷含氮的阻燃剂与水性聚氨酯复配的形式涂覆在织物表面上。该发明所得纺织品燃烧性能达国家B1级，烟毒性测试满足波音公司Boeing BSS7239标准要求。但是其具有不耐水洗，阻燃剂易迁移等缺点。

CN201810928073公开了一种用于建筑家具涂层的水性聚氨酯阻燃涂料及其制备方法，该专利通过制备微孔内网络谷朊粉、三聚氰胺的二氧化硅气凝胶作为成碳阻燃剂，与水性聚氨酯等添加剂混合均匀，制备高效的阻燃水性阻燃涂料。但是，该方法影响与水性聚氨酯的相容性，对产品的性能产生一定的波动。

CN201410815368公开了一种有机磷改性水性聚氨酯阻燃涂层及其制备方法。该方法通过反应将磷元素引入到水性聚氨酯结构链上，制备了无卤，环保的水性聚氨酯涂层。但是，该方法存在耐水性差，阻燃性能一般的缺点。

CN201410089774发明了一种聚硅氧烷改性聚氨酯水分散体的制备方法。该发明提升了产品的耐水性，耐化学性以及耐磨性；但是本发明制备的材料在阻燃性能提升有限，并不能广泛使用，限制了该产品的发展。

WO2020/130831A1公开了一种不含卤素的阻燃型水性聚氨酯分散体，该方法通过引入磷多元醇至聚氨酯链段中提高产品的耐燃性，但是该产品在所述的纺织产品使用中寿命有限，耐水性极差，综合性能不好。

因此，如何提高水性聚氨酯在织物的阻燃性能的同时，防止阻燃剂的迁移，改善其相容性以及耐水性，提出了新的挑战和发展前景。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种新型、高效的阻燃水性聚氨酯分散体，同时减少引入阻燃剂导致水性聚氨酯分散体在织物上的耐水性下降。

本发明的另一目的在于提供这种新型阻燃水性聚氨酯分散体的制备方法。

本发明的再一目的在于提供这种新型阻燃水性聚氨酯分散体在织物上的应用。

为实现以上目的，本发明采用以下的方案：

一种新型阻燃水性聚氨酯分散体，以各组分的总质量计，包含以下质量百分比的组分反应而成：