水性聚氨酯膨胀型阻燃涂料的研究

21 世纪以来，随着高聚物材料阻燃技能的不断开展，对阻燃剂的归纳功用的要求也越来越高，既要抵达规则的难燃级别，又要有良好的物理功用和机械强度、非腐蚀性、少烟性、光稳定性、耐老化性及热稳定性等。因为胀大型阻燃体系可均匀地松散于聚合物中，聚合物在焚烧时各组分又能协同起效果，能够满意对阻燃剂越来越高的要求，故未来的水性聚氨酯阻燃涂料必然向胀大型阻燃开展。但胀大型阻燃剂仍存在许多不足之处：胀大型阻燃剂与聚氨酯相容性差，并且胀大型阻燃剂的相对分子量低，聚氨酯涂料在单调过程中，阻燃剂易向外表搬迁，产生“霜白”现象，使聚氨酯的力学功用大幅度下降，别的，外观变差；胀大型阻燃剂易吸湿，导致聚氨酯耐水功用下降。未来的开展趋势和研讨方向为：

（1）阻燃剂的外表处理

为了使材料既具有阻燃性又能使其机械功用抵达有用标准，用外表活性剂处理阻燃剂以添加阻燃剂与聚氨酯的相容性是一条很重要的途径。常用的外表处理剂有硅烷偶联剂、钛酸偶联剂、硬脂酸钠等。

（2）阻燃剂的微细化处理

阻燃剂因其颗粒太大而简略产生应力集中会影响材料的机械功用，因此阻燃剂的微细化处理是阻燃技能中的要害一环。

（3）研讨各种阻燃剂之间的协同效应

阻燃剂之间的协同效应是指某些阻燃剂进行复配后，可降低阻燃剂用量，并且进步阻燃剂的阻燃功用，使材料物理机械功用的丢失降到最小程度。

胀大型阻燃剂具有无卤、低烟、低毒的共同特性，是近年来国内外广为重视的新式复合型阻燃剂。胀大型阻燃剂包含 3 个组分，即酸源、碳源和发泡源，关于特定的体系，有时并不需要 3 个组分一同存在，此刻聚合物本身能够充当其间的某一组分。因为具有胀大产生多孔泡沫层的特性，故可广泛用于木材、塑料等易燃基材的保护，亦可用于钢材的保护，防止钢材因为受热和火焰的效果导致其力学强度削弱。胀大型阻燃涂料在火焰或高温下，体系中的酸源、碳源和发泡源与熔体相互效果胀大而构成具有隔热、隔质效果的多孔状碳阻挡层，能有效地阻挠火焰的延伸，是现在应用比较广泛的阻燃涂料。

水性聚氨酯涂料胀大型和非胀大型阻燃体系的功用不同进行了研讨。实验中胀大型阻燃体系选择 APP-PER-MEL 复合胀大型阻燃体系，非胀大型阻燃体系选用 Mg（OH） 2/Al （OH） 3，实验成果发现APP-PER-MEL 胀大型阻燃体系比 Mg（OH） 2/Al （OH） 3非胀大型阻燃体系对水性聚氨酯涂料的阻燃效果要好， APP-PER-MEL 胀大型阻燃体系添加量为 50%时碳化时间为 263 s，而同样添加量的 Mg（OH） 2/Al （OH） 3体系仅为 123 s。用丙烯酸丁酯改性蒙脱土，然后将改性后的蒙脱土来改性聚氨酯，再添加胀大型阻燃剂，制得的聚氨酯具有较好的阻燃防火功用和较高热稳定性，焚烧等级抵达 FV-0 级。用丙烯酸酯改性水性聚氨酯，然后参与三聚氰胺和季戊四醇，明显进步涂料的阻燃功用，并且不会损坏涂料的耐水功用并且无毒无污染，工艺简略。参看国外文献，以新戊二醇、三氯氧磷及苯并咪唑衍生物等为质料，组成得到 3 种新式单组分磷氮胀大阻燃剂，此阻燃剂集酸源、碳源和发泡源于一身，可防止因配比误差而引起的阻燃效果下降的问题。