一種噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體及其制備方法，包括A、B兩種組分組成，A組分由40-60份異氰酸酯和40-60份含磷阻燃多元醇組成，B組分由0-30份擴(kuò)鏈劑、0-30份聚醚多元醇、10-75份端氨基聚醚、0-30份碳納米管漿料、0-3份顏料、0-3份助劑組成；制備方法包括下列步驟：將含磷阻燃多元醇加入反應(yīng)釜中，加熱至110℃抽真空3小時(shí)，冷卻至30℃后加入異氰酸酯，加熱至105℃反應(yīng)3小時(shí)，獲得半預(yù)聚物A組分；將B組分依次加入攪拌罐攪拌均勻，進(jìn)入砂磨機(jī)研磨2.5小時(shí)后，制得B組分；將A、B組分采用高壓噴涂機(jī)噴涂，噴涂到表面并快速固化成型。本發(fā)明成膜物穩(wěn)定，阻燃劑不析出，耐久性好；采用本發(fā)明制備方法制備的噴涂型阻燃抗靜電材料，兼具了阻燃性和抗靜電性能，適合阻燃、防爆場(chǎng)合的應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體及其制備方法，屬于涂料組合物領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯彈性體由于具有硬度范圍寬、力學(xué)性能好、耐磨性能優(yōu)越，近年來(lái)被越來(lái)越多的應(yīng)用于礦山、化工、碼頭等領(lǐng)域的耐磨。礦業(yè)工業(yè)中的設(shè)備磨損和腐蝕問(wèn)題一直是困擾該行業(yè)的重要難題。澆注型聚氨酯材料優(yōu)的高耐磨、高強(qiáng)度、搞回彈、耐介質(zhì)等特性已經(jīng)在礦山行業(yè)得到了極大的應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)的澆注聚氨酯采用RIM設(shè)備及模具澆注成型，在大型機(jī)件加工中投資較大，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重。德國(guó)、美國(guó)是噴涂彈性體技術(shù)的發(fā)源地，最早開(kāi)發(fā)噴涂聚氨酯彈性體技術(shù)的是Bayer、BASF、Futura和Uniroyal公司。聚氨醋彈性體噴涂技術(shù)為礦業(yè)界提供了一種全新的選擇，其在工程應(yīng)用中顯示出了無(wú)可比擬的優(yōu)越性它突破了耐磨耐腐非金屬材料成型使用模具的局限性，是一種新型的現(xiàn)場(chǎng)固化快速成型工藝，它將高分子材料的成型技術(shù)擴(kuò)展到一個(gè)全新的領(lǐng)域，極大地?cái)U(kuò)大了其應(yīng)用范圍。同時(shí)，由于它具有優(yōu)異的耐磨性、突出的防腐性能、耐老化性性能、現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)便易行、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]中國(guó)專利CN200410014381.5結(jié)構(gòu)阻燃型噴涂聚氨酯彈涉及一種結(jié)構(gòu)阻燃型噴涂聚氨酯彈性體材料及其施工方法，它包括A組分，由低官能度的多異氰酸酯和聚醚多元醇合成的半預(yù)聚物，B組分，胺類擴(kuò)鏈劑，阻燃聚醚，端氨基聚醚組成。施工時(shí)，將兩種原料A、B精確計(jì)量后，通過(guò)物料輸送管送到噴槍，混合均勻、加壓后噴涂到物體表面，瞬間生成結(jié)構(gòu)阻燃型噴涂聚氨酯、聚脲彈性體材料。
[0004]中國(guó)專利CN201110033135.4涉及一種阻燃型噴涂聚脲彈性涂料，其為現(xiàn)場(chǎng)噴涂成型的A組分和B組分構(gòu)成的雙組分彈性涂料，其中A組分是由30~60重量份多異氰酸酯與30~50重量份聚醚多元醇·合成的半預(yù)聚體和10~30重量份阻燃劑反應(yīng)而得；B組分由30~60重量份端氨基聚醚、20~40重量份液態(tài)胺擴(kuò)鏈劑、O~10重量份顏料、O~5重量份助劑以及10~40重量份阻燃劑組成；A組分與B組分通過(guò)噴涂設(shè)備，經(jīng)快速混合后，噴至基層表面，快速反應(yīng)固結(jié)成為富有彈性、堅(jiān)韌的涂層。
[0005]CN200810139171.7涉及了一種抗靜電柔性聚脲組合物及其制備、施工方法和應(yīng)用，技術(shù)方案是:一種抗靜電柔性聚脲組合物，其特征在于:所述聚脲組合物由A、R兩組分組成，所述A組分是由30~50份多異氰酸酯、20~40份的多元醇以及10~30份的固體抗靜電劑合成的半預(yù)聚物，所述R組分由5~30份的胺類擴(kuò)鏈劑、40~60份端氨基聚醚以及10~30份抗靜電劑組成，所述A、R兩組分按照異氰酸酯指數(shù)為1.1配合使用。
[0006]以上發(fā)明只單獨(dú)提及了阻燃性或抗靜電性噴涂聚氨酯/聚脲材料，采用了在A、B組分(多元醇)中大量添加阻燃或抗靜電助劑的方法。大量的添加型阻燃劑或抗靜電劑的引入導(dǎo)致了材料粘度的增大和固化后物理性能的降低。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，添加型助劑的逸出和與樹脂組分的相分離導(dǎo)致了材料的阻燃性、抗靜電性呈下降趨勢(shì)。[0007]同時(shí)兼具阻燃性和抗靜電性能的噴涂聚氨酯材料尚未有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種粘度低、流動(dòng)性好、滿足阻燃及抗靜電性要求的噴涂型聚氨酯彈性體。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明A組分(半預(yù)聚物組分)由40-60份異氰酸酯和40-60份含磷阻燃多元醇在70-120°C下反應(yīng)制得。
[0010]異氰酸酯包括但不限于二苯基甲烷二異氰酸酯及其聚合體、碳化二亞胺改性二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯、三苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、三甲基1，6-六亞甲基二異氰酸酯的一種或幾種。 [0011]含磷阻燃多元醇包括磷含量8-30%，分子量200-5000的含磷聚醚多元醇的一種或幾種的組合物。含磷多元醇中的羥基與異氰酸酯反應(yīng)生成氨基甲酸酯基，形成長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，磷以化學(xué)鍵的方式存在于該長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)上，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會(huì)析出。燃燒發(fā)生時(shí)，磷燃燒時(shí)生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，覆蓋在材料表面，可促進(jìn)材料表面炭化成炭膜，聚偏磷酸呈粘稠狀液態(tài)覆蓋在塑料表面。這種固態(tài)或液態(tài)膜既能阻止自由基溢出，又能隔絕氧氣，起到阻燃效果。含磷阻燃多元醇以接枝形式結(jié)合到分子鏈上以后，相比物理共混有更好的阻燃效果，不會(huì)析出，長(zhǎng)期使用不失效，不影響材料本身物理性能。
[0012]本發(fā)明的B組分由0-30份擴(kuò)鏈劑、10-75份端氨基聚醚、0_30份聚醚多元醇、碳納米管漿料、顏料、助劑組成。擴(kuò)鏈劑可以是小分子量的二元醇、多元醇、醇胺、二元胺等一種或幾種的組合物。端氨基聚醚是伯氨基、仲氨基封端的聚氧化丙烯醚二胺，分子量400-10000，官能度2-3。聚醚多元醇是分子量400-3000的聚氧化丙烯醚二醇或聚氧化乙烯/丙烯醚共聚物二元醇或三元元醇。
[0013]碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以具有很好的電學(xué)性能。利用納米分散手段對(duì)其進(jìn)行分散，進(jìn)行表面化學(xué)改性，可獲得具有良好儲(chǔ)存穩(wěn)定性的碳納米管漿料。將漿料加入混合聚醚組分中，可以以極少的添加量獲得良好的導(dǎo)電效果。添加量在2%時(shí)，表面電阻率可達(dá)到1Χ108Ω。采用此方式制備的阻燃抗靜電聚脲材料由于只含有5%以內(nèi)非反應(yīng)性功能填料，因此其物理性能，特別是回彈性、強(qiáng)度等較高。
[0014]本發(fā)明制備的A組分不含有任何非反應(yīng)性填料，B組分含有0-5%碳納米管漿料，其粘度低、流動(dòng)性好，可采用雙組份噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂施工。
[0015]本發(fā)明的A組分采用的含磷阻燃聚醚與異氰酸酯反應(yīng)后，形成穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)成為聚氨酯軟段，無(wú)需另添加阻燃劑。
[0016]一種制備所述的噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體的方法，其特征在于，包括下列步驟:
將含磷阻燃多元醇加入反應(yīng)釜中，加熱至110°c抽真空3小時(shí)，冷卻至30°C后加入異氰酸酯，加熱至105°C反應(yīng)3小時(shí)，獲得半預(yù)聚物A組分；
將B組分依次加入攪拌罐攪拌均勻，進(jìn)入砂磨機(jī)研磨2.5小時(shí)后，制得B組分；
將A、B組分采用高壓噴涂機(jī)噴涂，A、B兩種組分料經(jīng)抽料泵輸送到主機(jī)，經(jīng)加溫加壓并精確計(jì)量后在動(dòng)態(tài)混合室內(nèi)混合均勻，噴涂到表面并快速固化成型。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明A組分采用反應(yīng)型阻燃聚醚，不添加非反應(yīng)型阻燃劑。成膜物穩(wěn)定，阻燃劑不析出，耐久性好。
[0018]本發(fā)明采用了碳納米管導(dǎo)電漿料，添加量極少，對(duì)材料物理性能無(wú)影響。
[0019]本發(fā)明中的碳納米管對(duì)含磷聚醚的阻燃性有協(xié)同作用，減少了用量。
[0020]本發(fā)明同時(shí)具備阻燃和抗靜電功能。
[0021]采用本發(fā)明制備方法制備的噴涂型阻燃抗靜電材料，兼具了阻燃性和抗靜電性能，適合阻燃、防爆場(chǎng)合的應(yīng)用。摒棄了非反應(yīng)型阻燃劑，使得原料流動(dòng)性極好，適合噴涂成型。避免了阻燃劑和抗靜電劑的后期析出、分離，具有長(zhǎng)效阻燃、抗靜電效果。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
本實(shí)施案例的阻燃抗靜電噴涂聚氨酯涂層配方如下:
A組分
二苯基甲烷二異氰酸酯MD1-50 50 含磷聚醚多元醇XP-150550
B組分
Ii 4 丁二醇5
4，4-亞甲基雙(2，6 二乙基)苯胺 15 端氨基聚醚T-500015
端氨基聚醚D-200040
聚醚330N20
碳納米管漿料(5%)4
流平劑BYK306I
將50份含磷阻燃多元醇XP-1505加入反應(yīng)釜中，加熱至110°C抽真空3小時(shí)，冷卻至30°C后加入50份MD1-50，加熱至105°C反應(yīng)3小時(shí)，獲得半預(yù)聚物A組分。
[0023]將B組分依次加入攪拌罐攪拌均勻，進(jìn)入砂磨機(jī)研磨2.5小時(shí)后。制得B組分。
[0024]將A、B組分采用高壓噴涂機(jī)噴涂，A、B兩種組分料經(jīng)抽料泵輸送到主機(jī)，經(jīng)加溫加
壓并精確計(jì)量后在動(dòng)態(tài)混合室內(nèi)混合均勻，噴涂到表面并快速固化成型。按照GB9278規(guī)定
條件下放置?天后進(jìn)行性能測(cè)定。^_
【權(quán)利要求】
1.一種噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體，其特征在于，包括A、B兩種組分組成，A組分由40-60份異氰酸酯和40-60份含磷阻燃多元醇組成，B組分由0_30份擴(kuò)鏈劑、0_30份聚醚多兀醇、10-75份端氨基聚醚、0-30份碳納米管衆(zhòng)料、0-3份顏料、0-3份助劑組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體，其特征在于，A組分包括50份異氰酸酯和50份含磷阻燃多元醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體，其特征在于，異氰酸酯包括二苯基甲烷二異氰酸酯及其聚合體、碳化二亞胺改性二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯、三苯基甲烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、三甲基1，6-六亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體，其特征在于，含磷阻燃多元醇包括磷含量8-30%,分子量200-5000的含磷聚醚多元醇的一種或幾種的組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體，其特征在于，擴(kuò)鏈劑是小分子量的二元醇、多元醇、醇胺、二元胺中的一種或幾種的組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體，其特征在于，端氨基聚醚是伯氨基、仲氨基封端的聚氧化丙烯醚二胺，分子量400-10000，官能度2-3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體，其特征在于，聚醚多元醇是分子量400-3000的聚氧化丙烯醚二醇或聚氧化乙烯/丙烯醚共聚物二元醇或三元醇。
8.一種制備權(quán)利要求1所述的噴涂型阻燃抗靜電聚氨酯彈性體的方法，其特征在于，包括下列步驟: 將含磷阻燃多元醇加入反應(yīng)釜中，加熱至110°C抽真空3小時(shí)，冷卻至30°C后加入異氰酸酯，加熱至105°C反應(yīng)3小時(shí)，獲得半預(yù)聚物A組分； 將B組分依次加入攪拌罐攪拌均勻，進(jìn)入砂磨機(jī)研磨2.5小時(shí)后，制得B組分； 將A、B組分采用高壓噴涂機(jī)噴涂，A、B兩種組分料經(jīng)抽料泵輸送到主機(jī)，經(jīng)加溫加壓并精確計(jì)量后在動(dòng)態(tài)混合室內(nèi)混合均勻，噴涂到表面并快速固化成型。
【文檔編號(hào)】C08G18/48GK103709362SQ201310709700
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月21日
【發(fā)明者】張安智, 胡松霞, 劉培禮, 劉連河, 白曉軍, 吳燕芳 申請(qǐng)人:青島海洋新材料科技有限公司