本发明涉及涂料
技术领域：
，尤其涉及一种阻燃水性聚氨酯涂料。
背景技术：
：水性聚氨酯涂料是以水为主要介质，具有低voc含量、低或无环境污染、施工方便等特点，是溶剂型涂料的主要替代品之一，目前已被广泛应用于车辆涂装、船舶、木材、建筑物涂装、防腐涂装、飞机、塑料、橡胶、皮革的表面涂装等等。但是目前的聚氨酯水性涂料仍存在阻燃性差的缺陷，限制了聚氨酯涂料的使用。技术实现要素：基于
背景技术：
存在的技术问题，本发明提出了一种阻燃水性聚氨酯涂料，其阻燃性好，耐热性能优异。本发明提出的一种阻燃水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括：二异氰酸酯40-65份、聚四氢呋喃醚二醇10-25份、磷改性二元醇15-30份、亲水扩链剂2-5.5份、二甲基硅油2-5份、季戊四醇3-5.5份、二月桂酸二丁基锡0.1-0.2份、三乙胺0.5-2份、乙二胺0.1-1.5份、明胶9-13份、海藻酸钙0.1-1份、空心玻璃微珠2-3.8份、纤维素纳米晶0.3-1.5份、氧化石墨烯0.1-0.8份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂3-8份、消泡剂0.1-0.8份、水10-35份。优选地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯的混合物，且甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯的重量比为2-10：4-9。优选地，所述磷改性二元醇按照以下工艺进行制备：将冰乙酸和4-羟基苯甲酸混合，升温至80-95℃，搅拌均匀后加入二氯化磷酸苯酯，搅拌反应8-12h，反应结束后旋蒸、干燥得到物料a；将物料a、新戊二醇和二月桂酸二丁基锡加入反应装置中，在氮气的保护下升温至105-115℃，搅拌反应2-3.5h，反应结束后降温至90-100℃，并调节真空度为0.05-0.07mpa，搅拌反应100-150min，反应结束后得到所述磷改性二元醇。优选地，在磷改性二元醇的制备过程中，4-羟基苯甲酸、二氯化磷酸苯酯的重量比为18-21：14-16；物料a、新戊二醇的摩尔比为1.1-1.5：1。优选地，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠中的一种或者多种的混合物。优选地，所述空心玻璃微珠为离子液体改性的空心玻璃微珠；所述离子液体为1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或者两种的混合物。优选地，所述氧化石墨烯为环氧氯丙烷改性的氧化石墨烯。本发明所述阻燃水性聚氨酯涂料，其原料中加入了磷改性二元醇，发挥磷元素的阻燃性，赋予涂料优异的阻燃性能；本发明磷改性二元醇的制备过程中，首先以4-羟基苯甲酸与二氯化磷酸苯酯为原料，控制反应的条件，使4-羟基苯甲酸中的羟基与二氯化磷酸苯酯中的氯发生了反应，得到了物料a，之后以物料a为原料，使其在二月桂酸二丁基锡的作用下与新戊二醇发生了反应，得到了磷改性二元醇，将其加入涂料中，一方面，将磷元素引入到了聚氨酯中，与氧化石墨烯、空心玻璃微珠、海藻酸钙、季戊四醇配合，赋予涂料优异的阻燃性，另一方面，因其中引入了刚性的苯环结构，且活泼基团少，显著提高了涂膜的耐腐蚀性和耐热性；二甲基硅油加入体系中，形成的聚合物能逐渐穿插到聚氨酯大分子中，形成嵌段或接枝结构，增加了分子链的长度，提高了分子间作用力，同时与六甲氧基甲基三聚氰胺树脂配合，显著提高了涂膜的拉伸强度；明胶加入涂料中，与聚氨酯分子间产生了相互作用力，与纤维素纳米晶配合后使所得涂膜的拉伸强度增大，热稳定性显著提高；优选方式中，空心玻璃微珠具体以离子液体进行了改性，在涂料燃烧的过程中，降低了热释放速率和总生烟量，同时能向材料表面迁移，促进体系傅克烷基化反应的发生，从而促进聚合物交联成炭，从而改善炭层的结构，增加炭层的强度和热稳定性，进一步提高了涂料的阻燃性和热稳定性。具体实施方式下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1本发明提出的一种阻燃水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括：二异氰酸酯65份、聚四氢呋喃醚二醇10份、磷改性二元醇30份、亲水扩链剂2份、二甲基硅油5份、季戊四醇3份、二月桂酸二丁基锡0.2份、三乙胺0.5份、乙二胺1.5份、明胶9份、海藻酸钙1份、空心玻璃微珠2份、纤维素纳米晶1.5份、氧化石墨烯0.1份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂3份、消泡剂0.8份、水10份。实施例2本发明提出的一种阻燃水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括：二异氰酸酯40份、聚四氢呋喃醚二醇25份、磷改性二元醇15份、亲水扩链剂5.5份、二甲基硅油2份、季戊四醇5.5份、二月桂酸二丁基锡0.1份、三乙胺2份、乙二胺0.1份、明胶13份、海藻酸钙0.1份、空心玻璃微珠3.8份、纤维素纳米晶0.3份、氧化石墨烯0.8份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂8份、消泡剂0.1份、水35份。实施例3本发明提出的一种阻燃水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括：二异氰酸酯62份、聚四氢呋喃醚二醇14份、磷改性二元醇27份、亲水扩链剂2.8份、二甲基硅油4份、季戊四醇3.8份、二月桂酸二丁基锡0.18份、三乙胺1份、乙二胺1.3份、明胶10份、海藻酸钙0.8份、空心玻璃微珠2.6份、纤维素纳米晶1.3份、氧化石墨烯0.2份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂6份、消泡剂0.7份、水14份；其中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯的混合物，且甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯的重量比为2：9；所述磷改性二元醇按照以下工艺进行制备：将冰乙酸和4-羟基苯甲酸混合，升温至80℃，搅拌均匀后加入二氯化磷酸苯酯，搅拌反应12h，反应结束后旋蒸、干燥得到物料a；将物料a、新戊二醇和二月桂酸二丁基锡加入反应装置中，在氮气的保护下升温至105℃，搅拌反应3.5h，反应结束后降温至90℃，并调节真空度为0.07mpa，搅拌反应100min，反应结束后得到所述磷改性二元醇；在磷改性二元醇的制备过程中，4-羟基苯甲酸、二氯化磷酸苯酯的重量比为21：14；物料a、新戊二醇的摩尔比为1.5：1；所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸；所述空心玻璃微珠为离子液体改性的空心玻璃微珠；所述离子液体为1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐；所述氧化石墨烯为环氧氯丙烷改性的氧化石墨烯。实施例4本发明提出的一种阻燃水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括：二异氰酸酯46份、聚四氢呋喃醚二醇21份、磷改性二元醇19份、亲水扩链剂5份、二甲基硅油3份、季戊四醇5份、二月桂酸二丁基锡0.13份、三乙胺1.8份、乙二胺0.7份、明胶12.3份、海藻酸钙0.4份、空心玻璃微珠3.5份、纤维素纳米晶0.6份、氧化石墨烯0.7份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂5份、消泡剂0.3份、水32份；其中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯的混合物，且甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯的重量比为10：4；所述磷改性二元醇按照以下工艺进行制备：将冰乙酸和4-羟基苯甲酸混合，升温至95℃，搅拌均匀后加入二氯化磷酸苯酯，搅拌反应8h，反应结束后旋蒸、干燥得到物料a；将物料a、新戊二醇和二月桂酸二丁基锡加入反应装置中，在氮气的保护下升温至115℃，搅拌反应2h，反应结束后降温至100℃，并调节真空度为0.05mpa，搅拌反应150min，反应结束后得到所述磷改性二元醇；在磷改性二元醇的制备过程中，4-羟基苯甲酸、二氯化磷酸苯酯的重量比为18：16；物料a、新戊二醇的摩尔比为1.1：1；所述亲水扩链剂为二羟甲基丁酸、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠的混合物；所述空心玻璃微珠为离子液体改性的空心玻璃微珠；所述离子液体为1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐；所述氧化石墨烯为环氧氯丙烷改性的氧化石墨烯。实施例5本发明提出的一种阻燃水性聚氨酯涂料，其原料按重量份包括：二异氰酸酯58份、聚四氢呋喃醚二醇17份、磷改性二元醇22份、亲水扩链剂4份、二甲基硅油3.5份、季戊四醇4.3份、二月桂酸二丁基锡0.15份、三乙胺1.3份、乙二胺0.9份、明胶11份、海藻酸钙0.7份、空心玻璃微珠2.9份、纤维素纳米晶1.2份、氧化石墨烯0.6份、六甲氧基甲基三聚氰胺树脂6.7份、消泡剂0.5份、水19份；其中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯的混合物，且甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯的重量比为7：5；所述磷改性二元醇按照以下工艺进行制备：将冰乙酸和4-羟基苯甲酸混合，升温至89℃，搅拌均匀后加入二氯化磷酸苯酯，搅拌反应10h，反应结束后旋蒸、干燥得到物料a；将物料a、新戊二醇和二月桂酸二丁基锡加入反应装置中，在氮气的保护下升温至110℃，搅拌反应2.9h，反应结束后降温至95℃，并调节真空度为0.06mpa，搅拌反应130min，反应结束后得到所述磷改性二元醇；在磷改性二元醇的制备过程中，4-羟基苯甲酸、二氯化磷酸苯酯的重量比为20.3：14.7；物料a、新戊二醇的摩尔比为1.3：1；所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠的混合物；所述空心玻璃微珠为离子液体改性的空心玻璃微珠；所述离子液体为1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的混合物；所述氧化石墨烯为环氧氯丙烷改性的氧化石墨烯。对比例1与实施例5的唯一不同在于，不添加磷改性二元醇。对比例2与实施例5的唯一不同在于，不添加氧化石墨烯、空心玻璃微珠、海藻酸钙、季戊四醇。对本发明实施例5以及对比例1-2中涂料的阻燃性能进行检测，按照gb/t2406-1993对氧指数进行测试；按照gb/t2408-1994进行垂直燃烧性能测试；测试结果如下表所示：实施例5对比例1对比例2氧指数/％38.626.830.6总燃烧时间2s＞30s7sf-v3.2mmv-0v-1v-0以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12