[發明專利]一種水性聚氨酯微膠囊化無鹵阻燃劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910116285.4
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101503526A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 胡源;倪健雄;宋磊
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K3/32
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 汪祥虬

1.一種金屬離子交聯型水性聚氨酯微膠囊化無鹵阻燃劑，特征在于其為將無鹵阻燃劑加入按其重量1～6倍的水中，然后加入按無鹵阻燃劑與金屬離子交聯型水性聚氨酯的重量比為0.5～20∶1的水性聚氨酯和按無鹵阻燃劑重量0.5～10％的非離子型表面活性劑，室溫攪拌5～20分鐘，再加入金屬離子重量為水性聚氨酯中聚氨酯重量0.1～10％的金屬鹽水溶液，室溫攪拌10～30分鐘，緩慢升溫到30～90℃并保溫0.5～4小時，然后降至室溫，過濾，將濾餅在80～100℃干燥4～8小時，得到的以金屬離子交聯型水性聚氨酯為殼、以被表面活性劑修飾的無鹵阻燃劑為核的微膠囊化無鹵阻燃劑，其中無鹵阻燃劑與金屬離子交聯型水性聚氨酯的重量比為0.5～20∶1；所述無鹵阻燃劑選自無機阻燃劑、膨脹型阻燃劑或有機磷系阻燃劑，其中的無機阻燃劑包括：三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂、草酸鋁、鋁酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣、硼酸鋅、硼砂、膨脹石墨或紅磷；所述膨脹型阻燃劑包括：聚磷酸銨、三聚氰胺、氰脲酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、正磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺、雙氰胺、胍、磷酸胍、磷酸脲、磷腈或磷酸鋅；所述有機磷系阻燃劑包括(RO)₃PO、RP(O)(OR)₂或R₂P(O)(OR)，其中R為烷基、芳基、烯基、氨基、環氧基、硫基或脲基；所述水性聚氨酯是包含一種重均分子量在10000～100000范圍內的聚氨酯的水性分散體，這種分散體是先通過一種二官能多醇、一種二異氰酸酯和親水單體在催化劑存在下反應得到有異氰酸酯端基的預聚物，再與鏈終止劑反應而得；其中二官能多醇為重均分子量為200～10000的聚環氧乙烷二醇、聚環氧丙烷二醇、聚四氫呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或上述單體的均聚或共聚二醇；二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯，六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯或苯二亞甲基二異氰酸酯；親水單體為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、2，3-二羥基丁二酸或1，4-丁二醇-2-磺酸鈉；鏈終止劑為三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水、鹽酸、醋酸或硫酸二甲酯；所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或N-甲基嗎啉。

2.一種金屬離子交聯型水性聚氨酯微膠囊化無鹵阻燃劑的制備方法，其特征在于：將無鹵阻燃劑加入按其重量1～6倍的水中，然后加入按無鹵阻燃劑與金屬離子交聯型水性聚氨酯的重量比為0.5～20∶1的水性聚氨酯和按無鹵阻燃劑重量0.5～10％的非離子型表面活性劑，室溫攪拌5～20分鐘，再加入金屬離子重量為水性聚氨酯中聚氨酯重量0.1～10％的金屬鹽水溶液，室溫攪拌10～30分鐘，緩慢升溫到30～90℃并保溫0.5～4小時，然后降至室溫，過濾，將濾餅在80～100℃干燥4～8小時，即得到水性聚氨酯微膠囊化無鹵阻燃劑產物；

所述無鹵阻燃劑選自無機阻燃劑、膨脹型阻燃劑或有機磷系阻燃劑，其中的無機阻燃劑包括：三氧化二銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂、草酸鋁、鋁酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鈣、硼酸鋅、硼砂、膨脹石墨或紅磷；所述膨脹型阻燃劑包括：聚磷酸銨、三聚氰胺、氰脲酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、正磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺、雙氰胺、胍、磷酸胍、磷酸脲、磷腈或磷酸鋅；所述有機磷系阻燃劑包括(RO)₃PO、RP(O)(OR)₂或R₂P(O)(OR)，其中R為烷基、芳基、烯基、氨基、環氧基、硫基或脲基；

所述水性聚氨酯是包含一種重均分子量在10000～100000范圍內的聚氨酯的水性分散體，這種分散體是先通過一種二官能多醇、一種二異氰酸酯和親水單體在催化劑存在下反應得到有異氰酸酯端基的預聚物，再與鏈終止劑反應而得；其中二官能多醇為重均分子量為200～10000的聚環氧乙烷二醇、聚環氧丙烷二醇、聚四氫呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或上述單體的均聚或共聚二醇；二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯，六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯或苯二亞甲基二異氰酸酯；親水單體為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、2，3-二羥基丁二酸或1，4-丁二醇-2-磺酸鈉；鏈終止劑為三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水、鹽酸、醋酸或硫酸二甲酯；所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或N-甲基嗎啉。