[发明专利]一种无卤阻燃聚天门冬氨酸酯及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃聚天门冬氨酸酯及其制备方法和应用，制备方法为：（1）用马来酸酐和含羟基磷酸酯反应得到马来酸二磷酸酯；（2）用二氯甲基膦与二元胺反应得到二氨基磷氮中间体；（3）用得到的马来酸二磷酸酯与二氨基磷氮中间体反应得到所述无卤阻燃聚天门冬氨酸酯。本发明用羟基磷酸酯类和胺基磷酸酯类对聚天门冬氨酸酯进行改性，获得磷系阻燃剂改性的聚天门冬氨酸酯，显著提升其阻燃性能；用其与磷化苯基异氰酸酯复配成双组份涂料后，防火等级得到了明显提升，同时还能提高涂膜的保温性能及断裂伸长率。

技术领域

本发明涉及阻燃涂料技术领域，尤其是涉及一种无卤阻燃聚天门冬氨酸酯及其制备方法和应用。

背景技术

用聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂混合制得的聚天门冬氨酸酯聚脲涂料作为近年来研发出的新型涂料，具有高耐候、高性能、环保性能好等特点。聚天门冬氨酸酯聚脲涂料光泽度高，且在基材表面具有很高的附着力；此外，聚天门冬氨酸酯聚脲涂料在具有合适适用期的同时，干燥时间较快，聚天门冬氨酸酯聚脲涂料还具有优异的耐酸、耐碱及耐盐雾性能。因此聚天门冬氨酸酯聚脲涂料以其优异的性能，便捷的施工获得人们的推崇。

但是现有聚天门冬氨酸酯聚脲涂料，防火等级不高，容易燃烧并产生浓烟，限制了材料的使用。中华人民共和国公安部与住房和城乡建设部就建筑外保温系统制定了相关标准规范，在《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009]46号)第二条中规定了：民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级，且不应低于B2级。按照我国《建筑材料及制品燃烧性能分级GB 8624—2006》的相关规定，A级铺地材料应同时满足GB/T 5464—2010不燃性试验(ΔT≤30℃，Δm≤50％，tf＝0s)和GB/T 14402—2007燃烧热值试验(PSC≤2.0MJ/kg)。但使用聚天门冬氨酸酯聚脲涂料的地坪无法达到A级防火等级。

目前，已有一些对聚天门冬氨酸酯聚脲涂料进行阻燃改性的尝试，例如中国专利CN105602424A公开了一种“耐候无卤阻燃绝缘聚脲涂料”，通过添加阻燃填料和阻燃协效剂提高涂料的阻燃性能；中国专利CN104610525A公开了一种“无卤环保聚氨酯油性漆及其制备方法”，通过对异氰酸酯固化剂进行阻燃改性，获得磷化苯基异氰酸酯固化剂，从而提升材料的阻燃性能。

然而，添加阻燃填料和阻燃协效剂虽然有助于提高阻燃性能，但这些外加添加剂与基体的相容性不佳，不但阻燃效果的提升不明显，而且会对涂膜的性能造成影响；单纯对固化剂进行改性，作为涂料主体的聚天门冬氨酸酯仍不具备阻燃性，得到的产品阻燃效果也有限，现有的改性方法均无法获得具有优良阻燃性能和涂膜性能的聚天门冬氨酸酯聚脲涂料。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的聚天门冬氨酸酯聚脲涂料阻燃性能不足，无法满足建筑材料的防火标准要求的问题，提供一种无卤阻燃聚天门冬氨酸酯及其制备方法和应用，用羟基磷酸酯类和胺基磷酸酯类对聚天门冬氨酸酯进行改性，获得磷系阻燃基团改性的聚天门冬氨酸酯，显著提升其阻燃性能；用其与异氰酸酯复配成双组份涂料后，防火等级得到了明显提升，同时还能提高涂膜的保温性能及断裂伸长率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无卤阻燃聚天门冬氨酸酯，结构式为：

其中，R为环烷基或烷基，R₁和R₂为烷基。

本发明将磷酸酯基团和胺基磷酸酯基团引入聚天门冬氨酸酯的分子结构中，上述引入的有机磷基团作为磷系阻燃侧基，可以对整个分子起到包裹保护作用，从而使得到的改性聚天门冬氨酸酯具有良好的阻燃性能，并具有低烟、无毒、无卤的优点。

作为优选，R为乙基或丙基，R₁选自甲基、乙基、丙基中的一种；R₂为甲基或乙基。如果R基过长，空间位阻较大，磷系阻燃侧基无法对分子有效包裹，会影响阻燃性能的提升。