基于电子产品应用的无卤涂料制备研究(修改)12

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1、基于电子产品应用的无卤涂料制备研究第一章绪论1.1课题来源聚氨酯（PU）的化学名称是聚氨基甲酸酯，化学结构是-CO-NH-R-NH-CO-O—R(n)，通常指的是在主链的聚合物含有一个氨基甲酸酯键的重复结构单元-NH-CO-O-的聚合化合物，其构成成分大多是通过逐步聚合反应聚合的二元或多元异氰酸酯与含有两个或更多活性氢的化合物，氨基甲酸酯键和脲、缩二脲等基团都是该缩聚反应的聚合生成物。聚氨酯根据化学性质的不同在类别上又有溶剂性和水性之分。在当前的研究和实际应用中，水性聚氨酯(WPU)正受到越来越多的关注，与溶剂性聚氨酯使用的有机溶剂不同，水性聚氨酯使用的溶剂是水，相较于溶剂型聚氨酯而言

2、，水性聚氨酯的化学气味更单淡，更符合环保理念，操作应用更简单，更节省资源，这些都是溶剂型聚氨酯所不具备的优点。因为水性聚氨酯能通过与多种水性树脂复合达到降低生产成本、提升产品性能的目的，所以已经在轻工纺织、化学印染、皮革生产、木材加工、墙体涂料等众多领域得到广泛使用和推广。因为对水性聚氨酯的应用几乎都集中在易燃材料上，使用的越多，其造成火灾的危险就越大。因此为了降低生产中的火灾发生几率，必然要求水性聚氨酯材料具有更高的阻燃性。所以对水性聚氨酯材料的阻燃处理和阻燃性研究，也成为实现水性聚氨酯材料功能化的一个很重要的领域。当前主要有两种提升水21性聚氨酯的阻燃效果的途径：一是在水性聚氨酯材

3、料中加入一些阻燃剂；二是在水性聚氨酯的合成反应中引进反应单体或扩链剂，反应单体主要是含卤素的聚醚二元醇或多元醇，扩链剂多采用含卤素的小分子二元醇或二元胺。含有卤素阻燃剂的优点是阻燃效能高、成效良好，其缺点是燃烧时会形成烟雾，并产生溴化氢等腐蚀性的毒害气体，这种气体毒性极强、扩散极快，会给参与扑救的消防人员造成极大危险。出于对有卤阻燃剂缺陷的担忧和对环保的要求，人们开始了对无卤阻燃剂产品的研究。文本以无卤阻燃材料的研究为切入点，为提升水性聚氨酯的阻燃性，一是引进含磷的小分子二醇作为扩链剂，二是在水性聚氨酯材料中加入硅溶胶以合成无卤阻燃水性聚氨酯。这在研究和应用中都有一定的价值。1.2国内

4、外研究现状在1940年，P．Schlack等人在实验室中研究出了阳离子型水性聚氨酯，这可以被看作是研究水性聚氨酯的开端。自此，因为具有良好的性能和极高的应用价值，对水性聚氨酯的研究开始广泛兴起，到1967年，已经在工业领域得到实际生产和应用。在1972年，利用水性聚氨酯材料制作的皮革涂饰剂在德国水性聚氨酯行业巨头Bayer公司研制成功；在1975年，我国的研究专家在安徽大学的实验室内，成功将亲水性的二羟甲基丙酸引入聚氨酯分子链中，在水性聚氨酯实现乳化后，研制出了应用价值更高、应用范围更广的高性能水性聚氨酯。自1980年以来，在北美、西欧、日本等发达国家，水性聚氨酯不再局限于实验室研究领

5、域，逐渐在现实中开始了大规模生产和广泛应用。目前国外已经有很多公司致力于水性聚氨酯产业的研发和生产，大量的水性聚氨酯产品见诸于市场，这些产品从类型上几乎全都是21单组分阴离子型。国内自上世纪70年代开始，安徽大学、晨光化工研究所等科学院校和机构最先开始了对水性聚氨酯的研究，随后，其它的科研机构逐步跟进，相继发表了一系列学术性研究论文，更多的企业也开始接介入产品的研发中。国内对水性聚氨酯的研究大多是针对其在皮革涂饰剂的应用上，在1976年，沈阳皮革所开创了研究用水性聚氨酯材料制作皮革涂饰剂的先河，随后，天津PU．1型乳液、北京5号乳液等皮革涂饰材料相继问世。1990左右，国内在水性聚氨酯

6、材料皮革化上的科研成果开始大量转化为实际用途和商业价值，例如安徽大学首创的、被列入“国家火炬计划”的“在水性聚氨酯的合成中引入二羟甲基丙酸”技术，在1991年被安徽大学科招精细化工厂引进后，经过成果转化得到的PUD皮革涂饰剂产品获得了当年的“国家级新产品”称号，年产能达到2000吨，产值在4000万元以上；还有安庆月山化工厂、扬州神龙化工厂、郎溪化工二厂等企业，利用该技术进行成果转化后的产值全都达到2000万元以上。再如成都科技大学、丹东轻化研究院等科研机构也相继将自己的研究成果推向市场进行转化，先后在上海、浙江、河南等地催生了一大批以生产皮革、树脂等聚氨酯制品为主的企业，各企业的年产

7、能在500~3000吨不等，最高的浙江东化厂达到了5000吨。到了90年代后期，外资企业也开始涌入中国，争相在快速发展的水性聚氨酯产品市场中分一杯羹，例如德国的业巨头Bayer公司投入2400万美元，在江苏无锡建设了一家皮革化工厂，专业生产皮革涂饰剂、鞣剂及各种助剂；再如台湾的宏麟华行投资5000万元在浙江嘉兴建厂。到目前为止，全国一共拥有200多家皮化企业，其中50%以上的工厂和企业集中在东部沿海地区，其他则分散在中部地区和北方地区。211.