1.本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种改性聚氨酯防水阻燃涂料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.随着电力电缆输送电压等级的提高，输电安全问题越来越受到人们的关注，尤其在电缆与电缆，电缆与设备连接处是最易发生安全故障的部位。若电缆接头或终端长期暴露在恶劣的环境中，受到水汽及酸雨或者海洋环境的侵蚀，会腐蚀电缆表面材料，使空气中水蒸气进入接头处，导致电缆故障甚至发生安全事故。
3.在实际应用中，一般使用功能性的电缆附件辅材，如防水带材、防火带材等绕接在电缆连接部位或者电缆与设备连接处。但功能性带材受限于操作空间，同时在特别恶劣的环境中，例如在潮湿的电缆沟、长期裸露户外或在受盐雾侵蚀的海洋环境中使用时，难以保证防水性、耐盐雾性等使用性能，而且大多数带材功能单一，为满足使用要求，需要使用不同的带材叠加绕包，造成使用不便。
4.涂料具有施工操作便捷的优势，同时也可以对极小的缺陷及缝隙进行修复，但目前市售的涂料尚不能同时满足防水密封性能达到ipx7标准且耐盐雾、抗紫外老化和附着力均优异的要求，故在恶劣环境下，对电缆连接处或者与设备的连接处的保护作用不够。因此，提供一种具有优异的防水密封性能、耐盐雾性能以及附着力的涂料以提高电缆运行的安全性是十分重要的。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种改性聚氨酯防水阻燃涂料及其制备方法和应用，该改性聚氨酯防水阻燃涂料防水性能更强，达到ipx7防水等级，耐盐雾性能强，且兼具阻燃、绝缘功能，可广泛用于各类管道、电缆、光缆、电器设备的表面防护。
6.本发明的第一方面，提供一种改性聚氨酯防水阻燃涂料，其特征在于，包括以下质量份的组分：
7.a组分：
8.改性蓖麻油多元醇35-55份；
9.阻燃剂30-50份；
10.稀释剂1-20份；
11.紫外线吸收剂1-5份；
12.附着力促进剂1-10份；
13.抗氧剂1-5份；
14.b组分：
15.适量的交联剂；
16.所述改性蓖麻油多元醇的羟值为30-300mgkoh/g，数均分子量900-3000；或者羟值为300-600mgkoh/g，数均分子量100-900。
17.进一步的，所述改性蓖麻油多元醇的羟值为30-200mgkoh/g，例如30-150mgkoh/g、50-200mgkoh/g、50-150mgkoh/g，数均分子量900-2500；或者羟值为300-500mgkoh/g，例如300-450mgkoh/g、350-500mgkoh/g、350-450mgkoh/g，数均分子量100-800，例如100-750、100-700、100-650、100-600、100-550、100-500、100-450、100-400、100-350、100-300、100-250、100-200。
18.在本发明的一些优选的实施方式中，所述改性蓖麻油多元醇为美国凡特鲁斯公司的d-1000、d-2000、t-400、m-365中的至少一种。
19.在本发明的一些实施方式中，所述阻燃剂为六溴环十二烷、十溴二苯乙烷、聚溴化苯乙烯、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、三氧化二锑、五氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁中的至少一种。
20.在本发明的一些实施方式中，所述稀释剂为二甲苯、三甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、环己酮、醋酸丁酯中的至少一种。
21.在本发明的一些实施方式中，所述紫外线吸收剂为uv-531、uv-326、uv-234中的至少一种。
22.在本发明的一些实施方式中，所述附着力促进剂为af-6427、af-5880、byk-4510、coatosil mp200中的至少一种。
23.在本发明的一些实施方式中，所述抗氧剂为胺类、酚类、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
24.在本发明的一些优选的实施方式中，所述抗氧剂为抗氧剂264，抗氧剂1010、三壬基苯基亚磷酸酯中的至少一种。
25.在本发明的一些实施方式中，所述改性聚氨酯防水阻燃涂料的a组分还包括质量份数为1-15份的颜填料。
26.上述的颜填料包括本领域常见的颜料和/或填料，其中，填料通常用于改善涂膜的耐候性、降低成本、提供遮盖力等方面，颜料通常用于着色等方面，以实现遮盖被涂物体，使涂膜呈现色彩的效果。
27.在本发明的一些实施方式中，所述填料为碳酸钙、二氧化钛、二氧化硅、立德粉中的至少一种。
28.在本发明的一些实施方式中，所述颜料为铁铬黑、氧化铁黑、炭黑中的至少一种。
29.在本发明的一些实施方式中，所述填料与颜料的质量比为：(1-10)：(1-5)。
30.在本发明的一些实施方式中，所述交联剂为聚异氰酸酯。
31.在本发明的一些优选的实施方式中，所述交联剂为pm200、desmodur-44v20l、mr-200、huntsman-5005中的至少一种。
32.在本发明的一些实施方式中，所述a组分与b组分的质量比例为(1-12)：1，进一步的，所述a组分与b组分的质量比例为(1-10)：1、(1-8)：1、(1-6)：1、(1-4)：1、(2-12)：1、(2-10)：1、(2-8)：1、(2-6)：1、2：1、4：1、6：1、8：1。
33.本发明的第二方面，提供上述的改性聚氨酯防水阻燃涂料的制备方法，包括以下步骤：
34.将所述改性蓖麻油多元醇、阻燃剂、稀释剂、紫外线吸收剂、附着力促进剂、抗氧剂混合，若有颜填料，还包括加入所述颜填料混合，制成a组分；取所述交联剂，作为b组分。
35.上述a组分的制备过程中，其中所有组分的混合可以一步混合，也可以分步混合。
36.本发明的第三方面，提供一种涂层，由上述的改性聚氨酯防水阻燃涂料经固化制得。
37.本发明的第四方面，提供一种制品，包括上述的涂层；进一步的，所述制品包括电缆附件或电缆。
38.根据本发明实施方式的改性聚氨酯防水阻燃涂料，至少具备如下有益效果：
39.(1)本技术的改性蓖麻油多元醇基于绿色可再生的蓖麻油进行改性得到，在此基础上，本技术进一步采用满足一定羟值和数均分子量的改性蓖麻油多元醇，通过将所述改性蓖麻油多元醇与其他组分搭配，制得的改性聚氨酯防水阻燃涂料具备优异的防水性能，检测结果表明防水等级能够达到ipx7；另外，本技术的改性聚氨酯防水阻燃涂料还具备优异的耐盐雾性能、阻燃性、绝缘性、附着力以及抗紫外老化功能，尤其是三氧化二锑搭配十溴二苯乙烷形成的溴-锑协同阻燃体系可以提高涂料的阻燃效果；
40.(2)本技术的改性聚氨酯防水阻燃涂料制备方法简单可行易操作，有利于实现大规模推广，其中，稀释剂可用于降低体系的运动粘度，增加涂料施工过程中的可操作性；
41.(3)本技术的改性聚氨酯防水阻燃涂料具有广阔的市场前景，尤其适用于电力电缆或电缆附件的表面涂层，可以对极小的缺陷及缝隙进行修复，以应对潮湿泡水或者盐雾侵袭等恶劣环境；如果在特别恶劣的环境下，还可以先涂覆一层本技术的涂料，再包绕功能性辅助带材，对电缆连接处或者与设备的连接处进行双重保护，从而提高电缆运行的安全性，延长电缆的使用寿命。
具体实施方式
42.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
43.实施例
44.实施例1-4的配方如表1所示。
45.表1(单位：质量份)
[0046][0047]
实施例1-4的一种改性聚氨酯防水阻燃涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0048]
将m-365、三氧化二锑、立德粉、十溴二苯乙烷、三甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、af-5880、byk-4510、uv-531、抗氧剂264、炭黑混合；开启搅拌，加热至110℃～130℃，开启真空泵抽真空4h～6h，冷却至室温后将a组分密封保存；使用时，将a组分与b组分(聚异氰酸酯)按a:b＝4:1混合均匀。
[0049]
对比例1
[0050]
参照实施例1的制备方法，与实施例1不同的是，改性蓖麻油多元醇改为广州市润宏化工有限公司的聚丙二醇ppg-2000。
[0051]
对比例2
[0052]
参照实施例1的制备方法，与实施例1不同的是，改性蓖麻油多元醇改为德国alberdingk公司的蓖麻油聚酯多元醇albodur 912。
[0053]
对比例3
[0054]
参照实施例1的制备方法，与实施例1不同的是，改性蓖麻油多元醇改为湖南聚仁化工新材料科技有限公司的聚己内酯二元醇ha2。
[0055]
对比例4
[0056]
市售eicr-8016双组份室温固化聚氨酯浇注树脂。
[0057]
测试例
[0058]
检测常规技术指标：密度、抗紫外老化性能、防水密封性能、击穿电压、附着力、阻燃等级、耐盐雾性能。
[0059]
(1)密度：依照gb/t 6750-2007进行；
[0060]
(2)抗紫外老化性能：依照gb/t 16422.3-2014进行，性能指标：暴露于紫外辐射下1000h后，材料表面颜色无明显变化，无气泡、无开裂情况，则为“通过”；
[0061]
(3)防水密封性能(ipx7)：依照gb/t 4208-2017进行；
[0062]
(4)击穿电压：依照gb/t1408-2016进行；
[0063]
(5)附着力：依照gb/t 9286-1998进行；
[0064]
(6)阻燃等级：依照ul94进行；
[0065]
(7)耐盐雾性能：依照gb/t 10125-2012进行，性能指标：盐雾试验1000h后，材料表面无明显变化，无气泡、无开裂、无腐蚀情况，则为“通过”。
[0066]
将待测样品浇注至涂刷了脱模剂的150mm
×
150mm
×
1mm金属模具中，常温常湿下24小时后取下试片，以测试密度和击穿电压；浇注至涂刷了脱模剂的150mm
×
150mm
×
3mm金属模具中，常温常湿下24小时后取下试片，以测试阻燃等级；涂刷至150mm
×
70mm的紫铜板上至其完全固化，存放24h后测试抗紫外老化性能、防水密封性能、附着力、耐盐雾性能。
[0067]
实施例1-4和对比例1-4的测试结果如表2所示。
[0068]
表2
[0069][0070]
由表中数据可以看出，4个实施例制备的改性聚氨酯防水阻燃涂料均具有优异的防水密闭性、阻燃性、耐盐雾性能、抗紫外老化性能以及附着力。对比例4为市售商品，与实施例相比，对比例4的防水密封性能未达到ipx7标准，另外，对比例4的耐盐雾性能、抗紫外老化性能和附着力也较差。对比例1-3在实施例1的基础上，分别将改性蓖麻油多元醇用聚丙二醇ppg-2000、蓖麻油聚酯多元醇albodur 912、聚己内酯二元醇ha2替代，得到的涂料防水密封性能均未达到ipx7标准，且附着力较差。除此之外，对比例1与对比例3的耐盐雾性能也不如实施例。因此，本技术的改性蓖麻油多元醇与其他组分搭配使用，有助于提升涂料的
防水密封性能、附着力以及耐盐雾性能。
[0071]
上述对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。