[發明專利]一種新型阻燃水性聚氨酯分散體、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202210042487.4
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN116478364A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 張傳敏;宋澤峰;孫永建;紀學順;王遠勇;張延成
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司;萬華化學（廣東）有限公司
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/73;C08G18/66;C08G18/61;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/38;C08G18/34;C08G18/28;D06N3/14
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1.一種新型阻燃水性聚氨酯分散體，其特征在于，以各組分的總質量計，包含以下質量百分比的組分反應而成：

2.根據權利要求1所述的新型阻燃水性聚氨酯分散體，其特征在于，所述組分A中至少兩種二異氰酸酯其中一種至少為脂肪族二異氰酸酯；優選地，所述脂肪族二異氰酸為脂環族二異氰酸酯；更優選地，所述脂環族二異氰酸酯選自異氟爾酮二異氰酸酯、1,4’-環己烷二異氰酸酯、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯、4,4’-二環己基丙烷二異氰酸酯中的任一種；進一步優選地，所述至少兩種二異氰酸酯A為4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯和1,6-己基二異氰酸酯，摩爾比為1:1。

3.根據權利要求1所述的新型阻燃水性聚氨酯分散體，其特征在于，組分B中至少兩種聚合物多元醇為至少一種聚酯多元醇和至少一種聚醚多元醇，優選為數均分子量為200～3000的聚酯多元醇和數均分子量為500～4000的聚醚多元醇；優選地，所述至少一種聚酯多元醇和至少一種聚醚多元醇的摩爾比為1:3.3；更優選地，所述聚酯多元醇為聚酯二元醇，選自聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己二酸一縮二乙二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇酯二元醇、聚己二酸新戊二醇己二醇酯二元醇、聚鄰苯二甲酸己二醇酯二元醇、聚鄰苯二甲酸一縮二乙二醇酯二元醇、聚碳酸酯二元醇或聚己內酯二元醇中的至少一種；所述聚醚多元醇選自聚四氫呋喃二元醇、聚丙二元醇、聚乙二醇二元醇、聚乙二醇單甲醚、三羥甲基丙烷乙二醇單甲醚、三羥基聚氧化丙烯醚中的至少任一種。

4.根據權利要求1所述的新型阻燃水性聚氨酯分散體，其特征在于，所述組分C中親水化合物為二羥甲基烷基酸，優選為二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸。

5.根據權利要求1所述的新型阻燃水性聚氨酯分散體，其特征在于，所述組分D中DOPO阻燃劑具有式(I)的結構通式，此時組分E可反應官能團的聚硅氧烷質量百分比不能為0，優選為0.2～2.0wt％：

其中，R選自氫、直鏈或支鏈的烴鏈、任選取代的碳環、任選取代的雜環中的任一種，X₁和X₂為與異氰酸酯可反應的位點，各自獨立地選自氫、羥基、胺基、氨基甲酸酯或脲基；優選地，所述的碳環選自環烷基、環烯基、芳基或稠合的碳環基；所述的雜環包括選自O、S、N或Si的一個或多個雜原子；

更優選地，所述組分D中DOPO阻燃劑衍生物具有式(II)的結構通式，此時組分E可反應官能團的聚硅氧烷的質量比為0-3.0wt％，優選為0-2.0wt％：

其中，W選自直鏈或支鏈的烴鏈或含有N、O雜原子的直鏈或支鏈的烴鏈；Y₁、Y₂和Y₃為與異氰酸酯可反應的位點，各自獨立地選自氫、羥基、胺基、氨基甲酸酯、脲基、直鏈或支鏈的烴鏈，且Y₁、Y₂和Y₃不同時為直鏈或支鏈的烴鏈。

6.根據權利要求5所述的新型阻燃水性聚氨酯分散體，其特征在于，所述式(II)結構通式的DOPO阻燃劑衍生物由以下步驟的方法制備得到：

(1)將一定量的DOPO、可接枝的硅氧烷以及溶劑加入到三口燒瓶中；

(2)將溫度升至80～120℃，反應回流4～10h；

(3)將反應后獲取的溶液在80～120℃下進行減壓蒸餾2～4h，最終制備得到式(II)結構通式的DOPO阻燃劑衍生物；

優選地，步驟(1)中所述可接枝的硅氧烷選自含氯硅氧烷、含環氧基團的硅氧烷、含羥基基團的硅氧烷中的任一種；

優選地，DOPO的P-H基團與可接枝的硅氧烷中活性基團的摩爾比例1.05～1.1:1；

優選地，所述溶劑選自苯，甲苯、四氫呋喃、丙酮、N,N二甲基甲酰胺中的任一種；以DOPO和可接枝的硅氧烷的總重量計，溶劑質量占比為10～20％。