[發明專利]一種阻燃涂料及其應用

有效

• 申請號: 201410008209.2
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103756546A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 高敬民;彭博;張浩;李鴻巖;姜其斌
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C09D7/12;C09D5/18;C08G18/48;C08G18/60;C08J7/04
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發明屬于高分子材料制備技術領域，具體涉及一種環保型的阻燃涂料及其用途。

背景技術

隨著軌道交通的發展和普及，高鐵動車組、地鐵、城軌等高速交通工具在大中型城市中正成為人們工作和生活出行的日益依賴的交通工具，而這種普及和重要性也使人們對其乘坐的舒適性和低噪聲要求提出了越來越高的要求。其中在機車車輛的牽引、支撐系統構件中使用橡膠減隔振器件是解決這一問題的可靠辦法。目前機車轉向架上用的傳統金屬橡膠彈簧減隔振件已逐漸向純橡膠彈簧演變，以提高其吸收阻尼和振動的作用。普通的橡膠彈性體元件通常由異戊二烯橡膠或天然橡膠改性制造而成，這類產品一個突出的問題就是阻燃性能不理想，在遇到高熱或是明火情況下，它們均容易被點燃并且引發火災，而且還會排放大量的氣體和黑煙，這些都會危機人的生命安全，并且造成相應設備毀壞。

目前橡膠制品和大量彈性體的阻燃往往采用向本體中添加大量的含有鹵代的磷系阻燃劑和氫氧化鎂/鋁，其添加量要超過40%才能達到應有的阻燃效果。鹵代阻燃劑的使用被認為會對人體和環境不利，而摻入如此高含量的阻燃劑也會讓彈性體材料失去其關鍵特性，如抗周期性應力、阻尼特性。

一種可以來解決上述問題的新方法就是在這些橡膠彈性體表面涂覆或使用防火涂層。專利CN102239205主要是采用一種用于機車懸架產品表面的阻燃彈性涂層，其阻燃成分主要是可膨脹石墨、聚磷酸銨、氫氧化鋁和硼酸鋅等，其添加量大于40%，且處理時采用了大量的溶劑，不利于工藝操作，且會對人體造成傷害，對環境造成污染。另外，該專利的涂層中的阻燃物質的添加量過高，這不利于阻燃涂層與橡膠彈性元件基材協同應變，容易導致涂層在長期周期性應力作用下與基材剝落。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提供了一種環保的阻燃涂料、涂層及其應用。根據本發明提供的阻燃涂料，其無需使用大量的溶劑，降低了成本、提高了安全性，經濟環保；且其阻燃劑的添加量小，具有非常好的阻燃效果。將本發明中的阻燃涂層涂覆在基底材料（即基材，如橡膠元件）的表面得到的阻燃涂層，其具有非常好的阻燃效果，且其與基底材料的附著力高，不易與基材剝離，且所述具有阻燃涂層的阻燃材料具有非常的力學性能如機械機械性能和抗疲勞特性。

根據本發明的一個方面，提供了一種阻燃涂料，包括以下組分：

組分1）異氰酸酯預聚物；

組分2）阻燃劑，包括選自丙烯腈改性聚醚和有機氮化合物改性聚醚的阻燃聚醚；和

組分3）含胺基的擴鏈劑。

根據本發明中所述的涂料在使用時，所述的組分1）異氰酸酯預聚物中包含的異氰酸根基團能夠和組分2）中的阻燃聚醚上的羥基以及擴鏈劑的胺基反應，能夠使體系進行擴鏈和交聯，形成具有阻燃效果且為本體阻燃的、附著力好、彈性好的涂層；具有寬廣的應用前景。

根據本發明所述的阻燃涂料，所述丙烯腈改性聚醚指采用丙烯腈化合物對聚醚進行改性得到的產物；所述有機氮化合物改性聚醚是指采用有機氮化合物對聚醚進行改性得到的產物。在一個具體的實施例中，所述阻燃聚醚選自三聚氰胺改性聚醚。在一個具體的實例中，所述三聚氰胺改性聚醚為POP290。在一個具體的應用例中，所述有機氮化合物改性聚醚的分子量為5000-6000，粘度為2000-2300，羥值為27～31%。

根據本發明所述的阻燃涂料的一個具體實施例，所述阻燃劑還包括阻燃填料。所述阻燃填料與阻燃聚醚夠成的阻燃劑，具有更好的綜合效果。所述阻燃填料為本領域內常用的阻燃填料。在一個優選的實施例中，所述阻燃填料選自聚磷酸銨（如微膠囊包覆性聚磷酸銨）、季戊四醇、三聚氰胺氰尿酸鹽/磷酸鹽、可膨脹石墨、鈦酸鋁、二乙基次磷酸鋁和硼酸鋅。

根據本發明所述阻燃涂料的一個具體實施例，所述阻燃填料與阻燃聚醚的重量比為3:1～6:1，優選4:1～6:1。

根據本發明所述的阻燃涂料，其特征在于，所述組分1）和組分2）的重量份數的比值為1:1～2:1，優選為1:1～1.5:1。

根據本發明所述的阻燃涂料的一個具體實施例，所述組分1）異氰酸酯預聚物包括含異氰酸根基團的化合物A1和異氰酸酯預聚體A2，所述A1和A2的摩爾比以異氰酸根計為1:1～3:1。

根據本發明所述的阻燃涂料的一個具體實施例，所述含異氰酸根基團的化合物A1包括二異氰酸酯及其低聚體。所述含異氰酸酯基團的化合物A1優選包括二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）和六亞甲基二異氰酸酯（HDI）以及其低聚體中的一種或多種。本發明中，所述低聚體包括二聚體、三聚體、四聚體等等。