一種無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于新材料及應用技術領域，具體涉及一種無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著工業(yè)化程度提高和城市化范圍擴大，火災帶來的危害日益嚴重。在工業(yè)發(fā)達 國家，已經(jīng)將消防的重點從"消"向"防"傾斜，阻燃的要求正在被落實到日常生活中各種各 樣的材料當中。然而，對于建筑行業(yè)和日常生活中經(jīng)常使用的油性漆，目前還沒有效果良好 的阻燃劑。這是因為油漆是有機高分子材料，不易阻燃。常規(guī)的無機阻燃劑和鹵系阻燃劑 添加會導致油漆的機械物理性能損傷，如失去光澤，耐水性查，易產(chǎn)生裂紋，附著力下降等。 所以油漆的阻燃一直是阻燃劑領域的巨大挑戰(zhàn)。就我們所知，在世界范圍內(nèi)只有幾個專利 技術關于油漆的阻燃。這幾種阻燃劑都有一些共同的缺點，如影響油漆機械物理性能，含鹵 素，生產(chǎn)成本高等。如歐洲專利EP389,433的環(huán)狀磷酸酯，成本高，工藝流程復雜。且在只適 用于少數(shù)品種油漆。再如美國專利US2010/132332A1，其阻燃劑與樹脂的兼容性較好，但生 產(chǎn)工藝復雜，成本較高，主要用于塑料和橡膠制品的阻燃，對樹脂的適用范圍有一定的局限 性。羅馬利亞專利Rom.R094,457曾公開了一種阻燃油漆的配方，采用不易燃燒的鄰苯二甲 酸酯亞麻籽油作為基質(zhì)，加入磷酸氫銨的水合物和碳酸鈉作為阻燃劑，這是一種防火的亞 麻籽油涂料，不是常規(guī)意義上具有耐腐蝕和保護作用的油漆。磷酸氫銨和碳酸鈉是無機鹽， 與油漆的兼容性查，易吸潮，會改變大部分樹脂的機械物理性能。中國專利CN101629043A 公開了一種防火阻燃油漆，但這種油漆只用于黑色金屬表面阻燃，且生產(chǎn)過程中用到高毒 性和高腐蝕性化合物三氯氧磷。美國專利US2004/6686403使用一定比例的三聚氰胺，季戊 四醇和磷酸三聚氰胺作為酸源和炭源原料，和油漆組分攪拌混勻后形成一種阻燃油漆的配 方，然后經(jīng)過烤漆程序才能具有阻燃效果。因而該專利同樣未能解決在各種油漆中廣譜性 阻燃問題。同樣現(xiàn)有技術中未有解決聚氨酯油性漆易燃的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的：針對上述缺陷，本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供了一種無鹵 環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法。
[0004] 本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是提供了一種無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆。
[0005] 技術方案：為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案為：本發(fā)明提供了 一種無齒環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，將磷化試劑和硝基苯衍生物在金屬催化劑的存在 下，有機溶劑中回流并在氫化催化劑的存在下催化氫化還原得到的磷化苯胺衍生物，在制 備得到的磷化苯胺衍生物中滴加氯甲酸三氯甲酯，室溫下混合攪拌均勻并繼續(xù)反應2-4小 時，即得到磷化苯基異氰酸酯，磷化苯基異氰酸酯和醇類化合物在聚合催化劑的存在下攪 拌3小時，隨后再加入相應的胺類化合物繼續(xù)攪拌2小時，反應混合物真空脫水，即得到相 應的阻燃聚氨酯樹脂，在阻燃聚氨酯樹脂中加入固化劑和溶劑反應即得到無鹵環(huán)保聚氨酯 油性漆。
[0006] 其中，上述磷化試劑是五氧化二磷、磷酸、焦磷酸、多聚磷酸、磷酰胺、聚磷酰胺、三 氯氧磷、亞磷酸酯、鹵代亞磷酸酯或鹵代磷酸酯中的一種或幾種，但不僅僅限于上述幾種。
[0007] 其中，上述硝基苯衍生物為鄰硝基甲苯、間硝基甲苯、對硝基甲苯、鄰二硝基苯、 2, 4-二硝基乙苯、2, 3-二硝基甲苯或間二硝基苯中的一種或幾種，但不僅僅限于上述幾 種。
[0008] 其中，上述金屬催化劑是氯化鈀，氯化鐵，醋酸鈀，溴化銅或磷配體鈀絡合物中的 一種或幾種，不僅僅限于上述幾種。
[0009] 其中，上述氫化催化劑為納米鈀/DNA絡合物、納米金/DNA絡合物、納米鈀/二氧 化鈦絡合物、納米鈀/硅藻土絡合物、蘭尼鎳或鈀碳絡合物中的一種或幾種，但不僅僅限于 上述幾種。
[0010] 其中，上述醇類化合物為甘油、蓖麻油、季戊四醇、均三苯酚、對苯二酚、氨基乙醇、 氨基丙醇、醇胺類化合物、纖維素、淀粉、環(huán)糊精、糖類化合物及多元醇類化合物中的一種或 幾種，但不僅僅限于上述幾種。
[0011] 其中，上述聚合催化劑為三乙胺、吡啶、碳酸氫銨、聚磷酰胺、尿素、氨基脲、肼類化 合物或胍類化合物（鹽酸胍，硝酸胍，磷酸胍）中的一種或幾種，但不僅僅限于上述幾種聚 合催化劑。
[0012] 其中，上述胺類化合物為甲胺水溶液、乙二胺、三乙胺、苯胺、氨水、多元胺類化合 物或醇胺類化合物中的一種或幾種，但不僅僅限于上述幾種胺類化合物。
[0013] 其中，上述無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆反應路線如下：
【主權項】
1. 一種無齒環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，其特征在于，將磷化試劑和硝基苯衍生物 在金屬催化劑的存在下，有機溶劑中回流并在氫化催化劑的存在下催化氫化還原得到的磷 化苯胺衍生物，在制備得到的磷化苯胺衍生物中滴加氯甲酸三氯甲酯，室溫下混合攪拌均 勻并繼續(xù)反應2-4小時，即得到磷化苯基異氰酸酯，磷化苯基異氰酸酯和醇類化合物在聚 合催化劑的存在下攪拌3小時，隨后再加入相應的胺類化合物繼續(xù)攪拌2小時，反應混合物 真空脫水，即得到相應的阻燃聚氨酯樹脂，在阻燃聚氨酯樹脂中加入固化劑和溶劑反應即 得到無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆。
2. 根據(jù)權利要求1所述的無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，其特征在于，所述磷化 試劑是五氧化二磷、磷酸、焦磷酸、多聚磷酸、磷酰胺、聚磷酰胺、三氯氧磷、亞磷酸酯、鹵代 亞磷酸酯或鹵代磷酸酯中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權利要求1所述的無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，其特征在于，所述硝基 苯衍生物為鄰硝基甲苯、間硝基甲苯、對硝基甲苯、鄰二硝基苯、2, 4-二硝基乙苯、2, 3-二 硝基甲苯或間二硝基苯中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權利要求1所述的無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，其特征在于，所述金屬 催化劑是氯化鈀，氯化鐵，醋酸鈀，溴化銅或磷配體鈀絡合物中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權利要求1所述的無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，其特征在于，所述氫化 催化劑為納米鈀/DNA絡合物、納米金/DNA絡合物、納米鈀/二氧化鈦絡合物、納米鈀/硅 藻土絡合物、蘭尼鎳或鈀碳絡合物中的一種或幾種。
6. 根據(jù)權利要求1所述的無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，其特征在于，所述醇類 化合物為甘油、蓖麻油、季戊四醇、均三苯酚、對苯二酚、氨基乙醇、氨基丙醇、醇胺類化合 物、纖維素、淀粉、環(huán)糊精、糖類化合物及多元醇類化合物中的一種或幾種。
7. 根據(jù)權利要求1所述的無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，其特征在于，所述聚合 催化劑為三乙胺、吡啶、碳酸氫銨、聚磷酰胺、尿素、氨基脲、肼類化合物或胍類化合物中的 一種或幾種。
8. 根據(jù)權利要求1所述的無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，其特征在于，所述胺類 化合物為甲胺水溶液、乙二胺、三乙胺、苯胺、氨水、多元胺類化合物或醇胺類化合物中的一 種或幾種。
9. 根據(jù)權利要求1所述的無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，其特征在于，所述無鹵 環(huán)保聚氨酯油性漆反應路線如下：
所述Ri基團是烷基，芳基或不飽和基團；所述X=H，Cl，Br;所述R2是烷基，胺基或芳 基；R3是烷基，烷氧基或芳基；n= 1?5。
10.權利要求1所述的無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法制備得到的無鹵環(huán)保聚氨酯 油性漆。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆的制備方法，將磷化試劑和硝基苯衍生物在金屬催化劑的存在下，有機溶劑中回流催化氫化還原得到的磷化苯胺衍生物，滴加氯甲酸三氯甲酯，室溫下混合攪拌均勻并繼續(xù)反應2-4小時，得到磷化苯基異氰酸酯，磷化苯基異氰酸酯和醇類化合物在聚合催化劑的存在下攪拌3小時，再加入胺類化合物繼續(xù)攪拌2小時，反應混合物真空脫水，即得阻燃聚氨酯樹脂，加入固化劑和溶劑反應即得到無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆。本發(fā)明還公開一種無鹵環(huán)保聚氨酯油性漆。本發(fā)明是具有磷氮協(xié)同效應的膨脹型環(huán)保聚氨酯阻燃油性漆。該阻燃劑生產(chǎn)過程原料便宜易得，制備方法無高熱高壓過程，操作簡單，生產(chǎn)過程能耗低。整個生產(chǎn)過程節(jié)能環(huán)保。
【IPC分類】C09D5-18, C09D175-04, C08G18-71, C09D175-12, C08G18-32
【公開號】CN104610525
【申請?zhí)枴緾N201510096940
【發(fā)明人】汪志勇
【申請人】南京通源新材料科技有限責任公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年3月4日