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水性聚氨酯阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-11-4 11:10:28
水性聚氨酯涂料由于其综合性能优越,是水性涂料中发展最快的品种之一。水性聚氨酯阻燃剂得到了广泛研究。

为了进一步提高水性聚氨酯阻燃剂的性能,通常要对水性聚氨酯阻燃剂进行改性。

水性涂料是以水为分散介质的一类涂料,它具有资源消耗少,挥发性有机化合物低(VOC),无毒无污染等优点。水性聚氨酯固化剂合成的水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂料的高固含量,耐腐蚀性,机械性能强,涂膜附着力好等优点与水性涂料的低VOC含量相结合,降低了对环境的危害。

随着着人们环保意识的逐渐提高,以及各国环保法规对涂料中含有的有机挥发物含量的严格控制,使得开发低污染高性能的水性聚氨酯涂料成为热点.应用较早的水性聚氨酯涂料,具有低固化度,高断裂伸长率,常温下干燥等特点.与传统的溶剂型聚氨酯涂料相比,水性聚氨酯涂料化学性,耐溶剂性低,涂膜手感不佳,光泽差,需要通过改性技术提高其各方面性能。本文综述了近几年来在水性聚氨酯固化剂改性方面的研究进展。

环氧树脂具有优良的物理化学性能,较强的粘结强度,较高的热稳定性等优点,在环氧树脂与聚氨酯反应中将支化点引入主链,形成部分网状结构,形成固化,提高聚合物相对分子质量,从而提高水性聚氨酯的机械性能、耐水性、和附着力等。

王晓荣等通过向水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液(WPUA)中引入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和可聚合乳化剂烯丙氧基羟丙基磺酸钠(AHPS),制备出固含量约为43%的水性聚氨酯/聚丙烯酸酯。

GMA中具有双键和环氧基团,环氧基团与DMPA中的羧基反应,进行固化;AHPS可以降低乳液的界面能,其含有的基团结合到聚合物粒子表面,可以提高固含量.结果表明,经过改性的涂料的耐水性、硬度、附着力等都得到了改善.




磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)为无色至微黄色油状液体,溶于苯、醇、四氯化碳等有机溶剂,不溶于水和脂肪族烃,相对密度1.27-1.31,折光率1.4916(21.5),粘度58mm2/S,含氯量32.8%,含磷量9.5%,由于分子内同时含有磷氯两种元素,阻燃性能显著,同时还有增塑、防潮、抗静电等作用.磷酸三(2-氯丙基)酯其物化性能类似于TCEP,但对水和碱的反应性能较低.具有优良的阻燃性能和化学稳定性,能提高制品的耐油性、耐水性和阻燃性.

磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)主要用于软硬聚氨酯泡沫,环氯树酯,聚本乙烯,醋酸纤维素,乙基纤维素树脂和酚醛塑料,及枪式泡沫填缝剂的生产.特别推荐用刚性聚氨酯泡沫中具有优良的热导及水解稳定性,特别适用于ASTM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不饱和树酯及酚醛塑料在低温时具有低粘性.通常还与三氧二锑配合使用,以提高阻燃效率.

磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)是用于条状﹑快状泡沫生产中的火焰阻燃剂.它是一种成本低廉的火焰阻燃剂,且具有良好的稳定性.用于阻燃聚氨酯泡沫塑料,不饱和聚酯,液态酚醛树脂,粘合剂等重要的阻燃性增塑剂。也可用在矿用运输带(特别是煤矿)、导风筒、电线电缆、蓬布、壁纸、人造革、卷布滚等。在氰酸醚或聚醚与催化剂的混合物中的储存稳定性甚佳。


黎兵等通过KH550中的伯胺先打开环氧基团,然后改性的水性聚氨酯作为大分子扩链剂街道水性聚氨酯预聚体中,成功地制备了稳定的水性聚氨酯乳液.用仪器对树脂的结构进行了表征,结果表明KH550成功地打开了环氧基团,并且接上了有机硅类功能性材料,使得合成的树脂接触角大大提高。

丙烯酸酯具有较好的耐水性和耐候性,受紫外照射不变黄等优点,将丙烯酸树脂和聚氨酯树脂复合可以起到互补作用,制备出的水性聚氨酯涂料具备两者综合性能。

ZHU等研究表明,在紫外光照射下,脂肪族聚氨酯的涂层电阻下降,涂层电容和孔隙度增加度高于丙烯酸酯聚氨酯,脂肪族聚氨酯涂层电阻减少至106Ω?cm-2需要28d,而丙烯酸酯聚氨酯复合涂料需要35d,这主要归因于丙烯酸酯聚氨酯的断裂时C=O键断裂缓慢.从这可以看出丙烯酸酯聚氨酯与同类型聚氨酯相比的优势所在。

三溴苯基缩水甘油醚或溴代甲酚类缩水甘油醚与低级脂肪胺如二乙烯三胺加成反应得到阻燃固化剂,其溴含量大于25%,固化后具有一定的阻燃性。

苯基缩水甘油醚无色透明液体 ,易溶于乙醚、苯,不溶于水,能随水蒸气挥发。储存在设有排水管或下水道的阴凉场所。与强氧化剂、强碱、强酸和胺类分开存放。保存在暗处。用作环氧树脂胶黏剂的活性稀释剂,有机合成的中间体。

苯基缩水甘油醚由苯酚;环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下缩合而得。将苯酚;氢氧化钠;混合搅拌至全部溶解,冷却至5-6℃,缓缓加入环氧氯丙烷。加毕,于25℃搅拌45h,反应物用乙醚提取,提取液加无水碳酸钾干燥,过滤。滤液回收乙醚,经减压蒸馏,收集120-123℃(1.46kPa)馏分即为环氧丙基苯基醚。


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