《阻燃涂料及阻燃织物.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《阻燃涂料及阻燃织物.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103911866 A (43)申请公布日 2014.07.09 C N 1 0 3 9 1 1 8 6 6 A (21)申请号 201310005898.7 (22)申请日 2013.01.08 D06M 15/564(2006.01) D06M 13/395(2006.01) D06M 11/45(2006.01) D06M 11/44(2006.01) D06M 11/72(2006.01) D06M 101/06(2006.01) D06M 101/32(2006.01) (71)申请人奇菱科技股份有限公司 地址中国台湾台南市仁德区新田里胜利一 街18号 (7。
2、2)发明人刘铮达 汪玉琦 徐振明 陈布伦 高哲一 (74)专利代理机构上海翼胜专利商标事务所 (普通合伙) 31218 代理人翟羽 (54) 发明名称 阻燃涂料及阻燃织物 (57) 摘要 本发明揭示一种阻燃涂料及阻燃织物，所述 阻燃涂料包含：一种水性聚氨酯树脂、一种具有 多个异氰酸基(-NCO)的异氰酸酯类化合物，以及 一种金属氢氧化物，且所述异氰酸酯类化合物的 异氰酸基分别与所述水性聚氨酯树脂及所述金属 氢氧化物产生键合。所述阻燃涂料不含卤素成份， 能提供阻燃性质及符合环保法规。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 。
3、权利要求书1页 说明书6页 (10)申请公布号 CN 103911866 A CN 103911866 A 1/1页 2 1.一种阻燃涂料，其特征在于，所述阻燃涂料包含： (a)一种水性聚氨酯树脂； (b)一 种具有多个异氰酸基的异氰酸酯类化合物；以及 (c)一种金属氢氧化物； 其中所述异氰 酸酯类化合物的异氰酸基分别与所述水性聚氨酯树脂及所述金属氢氧化物产生键合。 2.如权利要求1所述的阻燃涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯树脂、所述异氰酸酯类 化合物及所述金属氢氧化物的固体重量比例为50：0.11：2080。 3.如权利要求1所述的阻燃涂料，其特征在于，更包括一种磷系阻燃剂。 4.如权利要求。
4、1所述的阻燃涂料，其特征在于，更包括一种膨胀石墨。 5.如权利要求1所述的阻燃涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯树脂具有多个磺酸基 或羧基的亲水基。 6.如权利要求1所述的阻燃涂料，其特征在于，所述异氰酸酯类化合物为经亲水性改 性的基于六亚甲基二异氰酸酯的低聚合物。 7.如权利要求1所述的阻燃涂料，其特征在于，所述金属氢氧化物为氢氧化铝或氢氧 化镁。 8.如权利要求1所述的阻燃涂料，其特征在于，所述金属氢氧化物的平均粒径介于1至 15微米之间。 9.如权利要求8所述的阻燃涂料，其特征在于，所述金属氢氧化物的微粒经表面改性 而具有多个胺基。 10.如权利要求1所述的阻燃涂料，其特征在于，更包括一种。
5、金属粉或金属网。 11.一种阻燃织物，其包含： 一布料；以及 一如权利要求1所述的阻燃涂料，其涂布 在所述布料上。 12.如权利要求11所述的阻燃织物，其特征在于，所述布料为棉布或聚对苯二甲酸乙 二酯布。 权 利 要 求 书CN 103911866 A 1/6页 3 阻燃涂料及阻燃织物 技术领域 0001 本发明是关于一种阻燃涂料及阻燃织物，特别是关于一种无卤素成份的涂布型阻 燃涂料及阻燃织物。 背景技术 0002 为了符合消防安检法规，工业用或室内装潢使用之纺织布料也需要进行阻燃处 理，其中现有纺织布料的阻燃技术使用的阻燃涂料大多以卤素化合物为主成份，并再搭配 一部份锑系阻燃剂。所述卤素成份。
6、例如为聚氯乙烯(PVC)，其具有优异的阻燃效果，并广泛 应用于表面贴皮、壁纸等室内装饰。然而，含有PVC等卤素成份的阻燃涂料在火场中受热时 容易分解产生戴奥辛等有毒气体；同时，此类阻燃涂料也因添加了卤素成份及大量塑化剂， 而造成无法符合欧盟等地区的环保法规，导致其相关产品无法输出至欧洲等地区贩卖。 0003 故，有必要提供一种阻燃涂料及阻燃织物，以解决现有技术所存在的问题。 发明内容 0004 本发明的主要目的在于提供一种阻燃涂料及阻燃织物，其由水性聚氨酯树脂、具 有多个异氰酸基的异氰酸酯类化合物以及金属氢氧化物来组成一种无卤素成份的涂布型 阻燃涂料，因而不但可提供优良的阻燃性质，而且也可符合。
7、无毒涂料环保法规。 0005 为达上述目的，本发明提供一种阻燃涂料，其包含： (a)一种水性聚氨酯树脂； (b)一种具有多个异氰酸基的异氰酸酯类化合物；以及 (c)一种金属氢氧化物； 其中所述异氰酸酯类化合物的这些异氰酸基分别与所述水性聚氨酯树脂及所述金属 氢氧化物产生键合。 0006 在本发明一实施例中，所述水性聚氨酯树脂、所述异氰酸酯类化合物及所述金属 氢氧化物的固体重量比例为50：0.11：2080。 0007 在本发明一实施例中，更包括一种磷系阻燃剂。 0008 在本发明一实施例中，更包括一种膨胀石墨。 0009 在本发明一实施例中，所述水性聚氨酯树脂具有多个磺酸基或羧基的亲水基。 0。
8、010 在本发明一实施例中，所述异氰酸酯类化合物为经亲水性改性的基于六亚甲基二 异氰酸酯的低聚合物。 0011 在本发明一实施例中，所述金属氢氧化物系为氢氧化铝或氢氧化镁。 0012 在本发明一实施例中，所述金属氢氧化物的平均粒径介于1至15微米(m)之 间。 0013 在本发明一实施例中，所述金属氢氧化物的微粒系经表面改性而具有多个胺基 (-NH 2 )。 0014 在本发明一实施例中，更包括一种金属粉或金属网。 说 明 书CN 103911866 A 2/6页 4 0015 另外，本发明提供一种阻燃织物，其包含：一布料；以及一如上的阻燃涂料，其涂 布在所述布料上。 0016 在本发明一实施。
9、例中，所述布料为棉布或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)布。 具体实施方式 0017 为了让本发明上述及其它目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本发明优选 实施例，作详细说明如下。 0018 根据本发明一优选实施例，本发明提供一种阻燃涂料，其包含一种水性聚氨酯 (polyurethane)树脂、一种具有多个异氰酸基(NCO)的异氰酸酯类(isocyanate)化合物 以及一种金属氢氧化物，其中所述异氰酸酯类化合物的这些异氰酸基分别与所述水性聚氨 酯树脂及所述金属氢氧化物产生键合，因而形成有机与无机混成的聚合薄膜。 0019 在本实施例中，所述水性聚氨酯树脂、所述异氰酸酯类化合物、所述金属氢氧化物。
10、 之固体重量比例可为50：0.11：2080，必要时，也可额外包含一种磷系阻燃剂，例如聚磷 酸铵。此时，所述水性聚氨酯树脂、所述异氰酸酯类化合物、所述金属氢氧化物与所述磷系 阻燃剂的固体重量比例可为50：0.11：2080：540。另外，也可额外包含一种膨胀石墨，以 使阻燃涂料适合作为饰板，所述膨胀石墨的固体重量比例则依产品需求调整，本发明并不 加以限制。 0020 在本实施例中，所述水性聚氨酯树脂可分为阴离子型、阳离子型及非离子型水性 聚氨酯，其中阴离子型又可分为磺酸型及羧酸型两大类，即所述水性聚氨酯树脂可以具有 多个磺酸基(-SO 3 H)或羧基(-COOH)的亲水基。 0021 再者，所。
11、述异氰酸酯类化合物为一种预先经过亲水改性处理的交联剂 (crosslinker，又称为架桥剂)，并且各具有多个异氰酸基(-NCO)。所述异氰酸酯类化合物 例如为经亲水性改性的基于六亚甲基二异氰酸酯(hexamethylene diisocyanate)的低聚 合物(oligomer)，其中所述异氰酸酯类化合物能以其异氰酸基键合在所述水性聚氨酯树脂 上。 0022 另外，所述金属氢氧化物指预先进行表面改性处理且具有预定平均粒径的氢氧化 铝(Al(OH) 3 （aluminum trihydroxide，ATH)或氢氧化镁(Mg(OH) 2 )的微粒，其中所述预定 平均粒径优选控制在介于1至15微。
12、米(m)之间。所述金属氢氧化物的微粒经表面改性 后各具有多个胺基(-NH 2 )，所述胺基只位于所述微粒的表面上，其中各所述微粒经由所述 胺基键合在所述异氰酸酯类化合物的其中至少一所述异氰酸基上。待后续所述阻燃涂料在 火场中受热时，所述金属氢氧化物的微粒才会受热释放出水气并转而成为氧化铝(Al 2 O 3 )， 以阻隔热能。 0023 在本实施例中，上述阻燃涂料预先被涂布在一布料上，以形成一种阻燃织物，其中 所述布料例如为棉布或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)布，但并不限于此。 0024 在本发明一实施例中，上述阻燃涂料及阻燃织物可由下述液态组成物经由混合、 涂布及烘干而加以制造，所述液态组成物包。
13、含：一种水性聚氨酯分子、一种亲水改性的交联 分子、一种表面改性的氢氧化铝微粒以及纯水，其中所述水性聚氨酯分子是以水代替有机 溶剂作为分散介质的聚氨酯(polyurethane)体系，所述水性聚氨酯分子各具有多个亲水 基，所述亲水基可选自磺酸基(-SO 3 H)或羧基(-COOH)，且所述水性聚氨酯分子已预先合成 说 明 书CN 103911866 A 3/6页 5 备用。 0025 再者，所述亲水改性的交联分子例如为各具有多个异氰酸基(-NCO)的异氰酸酯 类化合物，例如经亲水性改性的基于六亚甲基二异氰酸酯的低聚合物，其中各交联分子在 与所述水性聚氨酯分子反应后能以其至少一所述异氰酸基键合在所。
14、述水性聚氨酯分子上。 在本实施例中，所述交联分子例如具有下述代表式(I)： (I)。 0026 其中R选自H或C1-C12的直链或支链的烷基或烯基。上述交联分子经过亲水改 性处理后具有异氰酸基，因此当其预先在水中调配成反应液时，多个所述交联分子的主分 子链部份因同属亲油性质，因而聚集在一起成为乳化微滴状，但所述乳化微滴的表面的交 联分子则因异氰酸基与水反应生成聚脲(urea)层做为一亲水性膜层。因此，使得所述交联 分子暂时以具有亲水性膜层的乳化微滴的状态均匀散布在水中，进而保护内部未反应的异 氰酸基，减缓其消耗速度。 0027 另外，本实施例的表面改性氢氧化铝微粒的预定平均粒径系介于1至15微。
15、米之 间。所述氢氧化铝微粒经表面改性后各具有多个胺基(-NH 2 )，所述胺基只位于所述氢氧化 铝微粒的表面上，其中各所述氢氧化铝微粒用以经由所述胺基键合在所述交联分子的其中 至少一所述异氰酸基上。待后续所述阻燃涂料在火场中受热时，所述氢氧化铝微粒才会受 热释放出水气并转而成为氧化铝，以阻隔热能。 0028 本发明将在下文利用多个实施例来说明本发明如何利用上述配方来调配制作阻 燃涂料的方法，并对比探讨其阻燃性质是否有所提升。 0029 实施例1： 首先，预调配含一种水性聚氨酯分子的水溶液备用，欲进行下述反应时，则在所述水性 聚氨酯分子的水溶液中进一步加入去离子水进行稀释，随后再加入表面改性的氢。
16、氧化铝微 粒(粒径1及8m)，并搅拌至均匀分散成为稀释混合水溶液。 0030 接着，预先调配一亲水改性的交联分子的水溶液，使所述交联分子表面的异氰酸 基(-NCO)先与水反应而形成乳化微滴状及亲水性膜层。随后，再将此乳化微滴状交联分子 的水溶液加入到上述稀释混合水溶液中，并搅拌至均匀，如此即调配完成一液态涂料，此时 所述液态涂料仍含有水份，其组成物重量比如下表1所示： 表1、实施例1的组成物重量比例 说 明 书CN 103911866 A 4/6页 6 在上述表1的液态涂料中，水性聚氨酯分子、交联分子、氢氧化铝微粒及磷系阻燃剂 (聚磷酸铵)的固体重量比例为50：0.5：40：10。其中，上述表。
17、格中，约有4550g的水重量 来自于上述预备调制的水性聚氨酯分子的水溶液的水重量。 0031 最后，再将搅拌均匀的液态涂料以湿式刮涂方式涂布于一布料上，其中所述布料 可选自棉布或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)布。接着，以160烘干所述液态涂料，待其水份 蒸发后即成为一阻燃涂料层。在烘干期间，亲水改性的交联分子的微滴表面的亲水性膜层 (聚脲层)因膜层干燥体积压缩而破裂，内部未反应的异氰酸基(NCO)获得释放，并在 高温下与所述水性聚氨酯分子(R-NH-COOR)进行交联反应，同时表面改性的氢氧化铝微 粒(ATH-NH 2 )进行接枝反应形成有机/无机混成(hybrid)的阻燃涂料层，其膜厚约0.3。
18、毫 米。所述阻燃涂料层可以涂布在所述布料的单一表面或两表面，以共同构成一阻燃织物。 0032 接着，所述阻燃织物以30至45度倾角置于一火焰上方进行薄材阻燃试验，测量所 述阻燃涂层表面的碳化区面积的结果显示确实可通过加热两分钟的CNS-7614防焰二级标 准，详如下表2所示： 表2、实施例1的试样结果栏 其中，余焰时间(秒)、余烬时间(秒)及碳化长度(cm)的经向与纬向测试结果的单位 值需分别等于或小于5、60及10。经由经向与纬向分别三次的测试结果，分别皆为0、0及9， 显然位于5、60及10的规范内，换言之，本试验结果显示确实可通过加热两分钟的CNS-7614 防焰二级标准。 0033 实。
19、施例2： 本实施例的阻燃涂料的调配方法相似于实施例1，首先，预调配含水性聚氨酯分子的水 溶液备用，欲进行下述反应时，则在所述水性聚氨酯分子的水溶液中进一步加入去离子水 进行稀释，随后加入表面改性的氢氧化铝微粒(粒径8 m)以及进一步加入磷系阻燃剂 (例如聚磷酸铵)，并搅拌至均匀分散成为稀释混合水溶液。 0034 接着，预先调配亲水改性的交联分子的水溶液，得到乳化微滴状交联分子的水溶 说 明 书CN 103911866 A 5/6页 7 液，并将其加入到上述稀释混合水溶液中，并搅拌至均匀，如此即调配完成一液态涂料，此 时的液态涂料仍含有水份，其组成物重量比例如下表3所示： 表3、实施例2之组成物。
20、重量比例 在上述表3的液态涂料中，水性聚氨酯分子、交联分子、氢氧化铝微粒、及磷系阻燃剂 (聚磷酸铵)的固体重量比例为50：0.5：25：30。其中，上述表格中，约有4550g的水重量 来自于上述预备调制的水性聚氨酯分子的水溶液的水重量。 0035 最后，同样将搅拌均匀的阻燃涂料以湿式刮涂方式涂布于一布料上，并以160烘 干所述液态涂料，待其水份蒸发后即成为一阻燃涂料层，其膜厚约0.5mm。所述阻燃涂料层 可以涂布在所述布料的单一表面或两表面，以共同构成一阻燃织物。 0036 接着，本实施例的阻燃织物同样以30至45度倾角置于一火焰上方进行薄材阻燃 性质试验，测量所述阻燃涂料层表面的碳化区面积的。
21、结果显示确实可通过CNS-10285A1阻 燃标准，详如下表4所示： 表4、实施例2的试样结果栏 其中，由上表得知，经加热或着火反应后，并搭配经向与纬向的试验，其余焰时间 (秒)、余烬时间(秒)、碳化面积(cm 2 )及碳化长度(cm)的单位值皆分别小于3、5、30及 20，换言之，本试验结果显示确实可通过CNS-10285A1阻燃标准。 0037 实施例3(对照组)： 本实施例的阻燃涂料的调配方法与实施例1相似，首先预调配含水性聚氨酯分子的水 溶液备用，欲进行下述反应时，则在所述水性聚氨酯分子的水溶液中进一步加入去离子水 进行稀释，但所述稀释水溶液中并不加入表面改性的氢氧化铝微粒或磷系阻燃剂。
22、。 说 明 书CN 103911866 A 6/6页 8 0038 接着，预先调配亲水改性的交联分子的水溶液，得到乳化微滴状交联分子的水溶 液，并将其加入到上述稀释混合水溶液中，并搅拌至均匀，如此即调配完成一液态涂料，此 时液态涂料仍含有水份，其组成物重量比例如下表5所示： 表5、实施例3(对照组)的组成物重量比例 在上述表5的液态涂料中，水性聚氨酯分子、及交联分子的固体重量比例为50：0.5。其 中，上述表格中，约有4550g的水重量来自于前述预备调制的水性聚氨酯分子的水溶液的 水重量。 0039 最后，同样将搅拌均匀的液态涂料以湿式刮涂方式涂布于一布料上，并以160烘 干所述液态涂料，待其。
23、水份蒸发后即成为一阻燃涂料层，其膜厚约30微米。所述阻燃涂料 层可以涂布在所述布料的单一表面或两表面，以共同构成一阻燃织物。 0040 接着，本实施例(对照组)之阻燃织物同样以30至45度倾角置于一火焰上方进行 薄材阻燃性质试验，结果所述阻燃织物完全烧毁，因此确认无法通过CNS-7614阻燃标准。 0041 如上所述，实施例3的阻燃织物完全烧毁无法通过阻燃标准，本发明实施例1及2 由一种水性聚氨酯树脂、一种具有多个异氰酸基的异氰酸酯类化合物以及一种金属氢氧化 物来组成一种无卤素成份的涂布型阻燃涂料，其可涂布在所述布料上烘干形成所述阻燃涂 料层，其确实能兼顾提供阻燃性质及符合无毒涂料环保法规的双。
24、重诉求；在实施例2中，则 可进一步加入用量相对较少的磷系阻燃剂(聚磷酸铵)，如此不但能具有实施例1的阻燃优 点，而且也能另外提供磷系阻燃剂的阻燃作用，同时也相对减少磷系阻燃剂所造成的耐候 性差及易吸湿等缺点。 0042 本发明的阻燃涂料也可另外添加至少一种金属粉或金属网，如此可增加散热性， 避免热能集中于阻燃织物单点的功效；更进一步地，甚至可进而避免热量集中而烧穿阻燃 织物的情形。 0043 虽然本发明已以优选实施例揭露，然其并非用以限制本发明，本领域技术人员，在 不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与修饰，因此本发明的保护范围以权利要 求书的内容为准。 说 明 书CN 103911866 A 。