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聚氨酯树脂具有耐低温、粘接强度大和柔韧性好等优良性能,被广泛用做防火涂料的基料。本文以聚碳酸亚丙酯二元醇(PPC)为多元醇组分合成聚氨酯树脂,并用羟基硅油对其进行改性,然后用羟基硅油改性聚氨酯树脂为主要成膜物质,通过添加膨胀型阻燃体系,制备出防火性能和耐水性能优良的聚碳酸亚丙酯型聚氨酯防火涂料。由于PPC是利用二氧化碳为原料合成的聚合物,具有可降解性,因此本研究对CO2的回收利用和保护生态环境具有重大意义。并且其自身含碳量高,在燃烧时有利于炭质骨架的建立,从而延缓燃烧,保护基材。本文研究内容分为两部分,第一部分是制备单组份聚碳酸亚丙酯型聚氨酯防火涂料。采用聚碳酸亚丙酯二元醇(PPC)和甲苯二异氰酸酯(TDI)反应生成预聚体,以1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,合成聚氨酯基料,而后添加由聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)和季戊四醇(PER)组成的膨胀型阻燃体系制备成防火涂料。对合成聚氨酯基料中的R值(-NCO基与-OH基的比例),预聚条件,扩链条件等进行了优化,同时对防火涂料中阻燃体系含量以及阻燃体系中各阻燃剂的配比进行了探讨。结果表明当R值为1.4,预聚条件为70℃反应3h,扩链条件为70℃反应2h,所制备的防火涂料具有良好的防火性能和耐水性能。采用羟基硅油改性该聚氨酯,研究发现随着羟基硅油含量的增加,防火涂料的耐火时间先延长后减少;当羟基硅油含量为聚氨酯有效含量的3%时,防火涂料的防火性能最好。阻燃体系中三种阻燃剂比例不同对防火涂料涂膜膨胀、发泡以及最终形成的炭质层影响较大,当APP:MEL:PER=30:25:15时,防火涂料燃烧时形成的炭质层高且连续,防火效果最好;随着阻燃体系用量的增加,防火涂料的耐火时间先延长后略有减少,当阻燃体系用量为聚氨酯固体质量的80%时,防火涂料耐火时间达到725s,防火效果最佳。第二部分是制备双组份聚碳酸亚丙酯型聚氨酯防火涂料。采用PPC、TDI、BDO和羟基硅油合成双组份聚氨酯中的A组分(-NCO组分),将A组分与B组分(市售的多羟基组分)按比例混合,而后添加膨胀型阻燃体系制备成防火涂料。探讨出A组分最佳合成工艺条件是R值为2.3,预聚条件为70℃反应1h,扩链条件为70℃反应1.5h,羟基硅油用量为A组分中有效含量的5%。随着A组分在双组份防火涂料中比例的增加,防火涂料的耐火时间先延长后减少,耐水性先增加后降低,当A组分与B组分以2:1的质量比混合,添加膨胀型防火涂料,制备的防火涂料耐火时间达到904s,耐水性良好。最后,对所合成的两种防火涂料涂膜进行了理化性能比较、数字photo图像分析和热重分析(TG)。理化性能比较表明两种防火涂料涂膜干燥时间,硬度和耐水性均较好,并且双组份防火涂料优于单组份防火涂料;数字photo图像分析表明双组份防火涂料燃烧时涂膜起泡比单组份防火涂料更高更连续;TG分析表明两种防火涂料的残余碳量及碳化程度均提高,形成的碳质层有一定厚度,且有良好的隔热、隔氧和抑烟的作用。