一种凝胶涂层及其制备方法和在聚氨酯材料中的应用

本发明涉及一种凝胶涂层及其制备方法和在聚氨酯材料中的应用，属于聚氨酯阻燃。

背景技术：

1、目前，聚氨酯材料由于其低密度、低导热性、高比强度、易生产和低成本等优点，已经广泛应用于轨道交通、航天军工和建筑工程等领域。但另一方面，由于其往往具备多孔的微观结构和高的脂肪族链段含量，使得聚氨酯材料的燃点极低，能够在空气中剧烈燃烧，并释放大量有毒气体和烟雾，严重影响人民的生命和财产。因此，提高聚氨酯的阻燃性是十分重要和必要的。

2、目前的改善措施主要有反应性本体阻燃、阻燃添加剂和表面阻燃涂层。其中，表面阻燃涂层由于不会影响材料本身的性能和特征，表现出了明显的优势。特别地，凝胶型阻燃涂层由于具备良好的阻燃剂负载能力引起了广泛地关注，但兼具阻燃和强粘附性的凝胶涂层少有被报道。

技术实现思路

1、本发明的技术解决问题是：针对现有技术中存在的不足，提出一种凝胶涂层及其制备方法和在聚氨酯材料中的应用。

2、本发明的技术解决方案是：

3、一种凝胶涂层，该凝胶涂层的原料包括多巴胺盐酸盐、碱性水溶液、丙烯酰胺、引发剂、交联剂、催化剂；

4、以该凝胶涂层的原料的总质量为100％计算，各组分的质量百分含量为：

5、多巴胺盐酸盐0.01-0.15％

6、碱性水溶液84-76％

7、丙烯酰胺15-20％

8、引发剂1-4％

9、交联剂0.02-0.04％

10、催化剂0.04-0.2％

11、所述碱性水溶液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液，ph值为11-13；

12、所述引发剂为过硫酸铵或偶氮二异庚腈；

13、所述交联剂为n，n’-亚甲基双丙烯酰胺或2,4-二丙烯酰胺基苯磺酸；

14、所述催化剂为四甲基乙二胺或三亚乙基二胺.

15、一种凝胶涂层的制备方法，该方法的步骤包括：

16、第一步，将多巴胺盐酸盐和碱性水溶液进行搅拌混合，得到溶液a；

17、第二步，将丙烯酰胺、引发剂、交联剂和催化剂加入到第一步得到的溶液a，冰水浴搅拌混合，得到溶液b；

18、第三步，将第二步得到的溶液b倒入模具中，室温放置2-4d，得到凝胶；

19、第四步，将凝胶取出后置于碳酸氢盐水溶液中进行浸泡12-36h，浸泡结束后取出得到凝胶涂层，使用的碳酸氢盐水溶液的质量为凝胶涂层的原料总质量的10-15倍，碳酸氢盐水溶液为碳酸氢钠水溶液或碳酸氢钾水溶液，浓度为0.1～10g/100ml。

20、一种凝胶涂层的应用，将得到的凝胶涂层包裹在聚氨酯材料表面，室温下自然干燥。凝胶涂层厚度为0.1-1mm。

21、有益效果

22、本发明提供了一种凝胶涂层及其制备方法和在聚氨酯材料中的应用，制备工艺简单，对反应过程的设备和条件要求较低，能够实现工业化生产；所制备的凝胶涂层在高温环境下，会释放大量的二氧化碳，阻止内部聚氨酯的燃烧。同时，凝胶涂层与聚氨酯的界面具有良好的粘结作用，解决了凝胶涂层在聚氨酯表面的脱落问题，在聚氨酯阻燃涂层领域中展现了巨大的应用前景。

23、本发明提供了一种凝胶涂层，所述水凝胶涂层的制备中原料多巴胺盐酸盐的添加量和原料碳酸氢盐的含量的协同作用，使得凝胶涂层的粘结效果和阻燃效果达到最佳。

技术特征：

1.一种凝胶涂层，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种凝胶涂层，其特征在于：

3.一种凝胶涂层的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的一种凝胶涂层的制备方法，其特征在于：

5.根据权利要求3或4所述的一种凝胶涂层的制备方法，其特征在于：

6.一种凝胶涂层的应用，其特征在于：将得到的凝胶涂层包裹在聚氨酯材料表面，室温下自然干燥。

7.根据权利要求6所述的一种凝胶涂层的应用，其特征在于：

技术总结本发明涉及一种凝胶涂层及其制备方法和在聚氨酯材料中的应用，属于聚氨酯阻燃技术领域。制备工艺简单，对反应过程的设备和条件要求较低，能够实现工业化生产；所制备的凝胶涂层在高温环境下，会释放大量的二氧化碳，阻止内部聚氨酯的燃烧。同时，凝胶涂层与聚氨酯的界面具有良好的粘结作用，解决了凝胶涂层在聚氨酯表面的脱落问题，在聚氨酯阻燃涂层领域中展现了巨大的应用前景。本发明提供了一种凝胶涂层，所述水凝胶涂层的制备中原料多巴胺盐酸盐的添加量和原料碳酸氢盐的含量的协同作用，使得凝胶涂层的粘结效果和阻燃效果达到最佳。技术研发人员：邹美帅,宿正楠,苏醒受保护的技术使用者：北京理工大学前沿技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/20