一种用于安全气囊的阻燃抗撕裂涂料及其制备方法与流程

本技术涉及涂料领域，更具体地说，它涉及一种用于安全气囊的阻燃抗撕裂涂料及其制备方法。

背景技术：

1、安全气囊是安装于正副驾驶位、车内前排、后排、车顶和车侧方向的一项被动安全保护装置，在车辆发生碰撞时，控制器接收传感器的信号并进行处理，发出点火信号以快速给气囊进行大量充气和弹出，减轻驾驶员和乘客身体所受冲击力。因此，安全气囊需要具有较好的阻燃和抗撕裂性能才能稳定为乘客提供保护。

2、现有安全气囊的涂层通常使用氯丁橡胶，但是氯丁橡胶的阻燃性能有限，且其受高热时会分解产生有毒的氯化物气体，给基布织物带来酸性环境，使其脆化，在高温环境下还易与强氧化剂反应发生老化，在气囊快速展开过程中产生撕裂，无法对安全气囊进行有效保护。如何提供一种阻燃抗撕裂涂料，提升安全气囊的阻燃和抗撕裂性能是函待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决涂料兼具阻燃和抗撕裂的问题，本技术提供一种用于安全气囊的阻燃抗撕裂涂料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种用于安全气囊的阻燃抗撕裂涂料，包含以下重量份的原料：聚氨酯分散体50-80份、聚硅氧烷20-30份、去离子水10-30份、消光粉1.0-5.0份、消泡剂0.1-1.0份、流平剂0.3-0.5份、分散剂1.0-5.0份、阻燃剂5-15份、乳化剂5-15份、防沉剂0.5-2.5份、填料5-15份，所述填料包括膨胀型阻燃剂包覆空心微珠和粗化隔热纤维。

3、通过采用上述技术方案，聚氨酯的附着力好，制得的涂料在基布上紧密附着，有利于制得的阻燃抗撕裂涂料的性能发挥充分；聚硅氧烷可以降低固化涂层的表面能，还具有较好的阻燃性能，通过加入一定质量的聚硅氧烷，制得的涂料软、硬链段配合，对基布的附着性能好，抗撕裂；通过加入一定质量的消光粉、消泡剂、流平剂、分散剂、乳化剂、防沉剂，制得的涂料更加均匀、平整；通过加入一定质量的阻燃剂提高涂料的阻燃性能；空心微珠导热系数低，重量轻，比强度大，适用于安全气囊的阻燃抗撕裂涂料，可以较好的绝热，对基布进行保护，保证安全气囊的稳定使用。隔热纤维隔热性能好，强度高，能将应力较好的传导，制得的涂料抗撕裂性能好，通过将隔热纤维进行粗化，制得的纤维表面更加粗糙，与涂料体系形成机械锁结，不易拔出，制得的涂料更加抗撕裂；而且涂料固化过程中会产生一定收缩，粗糙的隔热纤维能够带动涂料基体共同运动，制得的涂料固化后更加平滑、致密，不易导热，阻燃效果好。通过加入一定质量的膨胀型阻燃剂包覆空心微珠和粗化隔热纤维，粗化隔热纤维在涂料中穿插形成隔热网络，膨胀型阻燃剂包覆空心微珠在粗化隔热纤维交叉的空隙间进一步为基布提供隔热效果，阻燃抗撕裂涂料对基布的保护更加均匀全面，在安全气囊受热后，膨胀型阻燃剂膨胀成多孔泡沫焦炭层，进一步填充了隔热纤维和空心微珠之间的间隙，隔绝外界的热量的传递，而且膨胀后的膨胀型阻燃剂将相邻交叉的隔热纤维通过泡沫焦炭层进一步固定在一起，隔热纤维更加不易拔出，制得的阻燃抗撕裂涂料通过隔热纤维、空心微珠、膨胀型阻燃剂的共同配合，阻燃、抗撕裂效果好。

4、优选的，聚硅氧烷的硅氧键含量为65-70％，此时制得的涂料的附着力更好，各组分结合的更加紧密，固化后收缩率低，涂料的隔热网络更加完整，韧性更好拉伸强度更高，使用时不易产生裂纹。

5、在一个具体的可实施方案中,膨胀型阻燃剂包覆空心微珠和粗化隔热纤维的质量比例为1：(1.2-1.5)。

6、通过采用上述技术方案，粗化隔热纤维在制得的涂料中形成的交叉隔热网络排布均匀、紧密，空心微珠在粗化隔热网络交叉形成的孔隙中充分填充，制得的涂料隔热网络隔热效果好，膨胀型阻燃剂包覆空心微珠可以对粗化隔热纤维的交叉空隙形成较好的填充，膨胀型阻燃剂可以对粗化隔热纤维形成较好的包覆，制得的阻燃抗撕裂涂料的阻燃、抗撕裂表现好。

7、在一个具体的可实施方案中,空心微珠包括粉煤灰空心微珠、玻璃空心微珠、碳空心微珠中的一种或多种。

8、通过采用上述技术方案，空心微珠的制取较为方便简单，隔热效果好，耐热性较好，使用效果较为稳定，质量较轻，适用于阻燃抗撕裂涂料的使用。

9、在一个具体的可实施方案中,粗化隔热纤维为硅酸盐纤维或玻璃纤维中的一种或多种。

10、通过采用上述技术方案，纤维的耐热、隔热效果较好，受热后不易产生有毒气体，有利于使用者健康，适合作为安全气囊涂料的组分使用。

11、在一个具体的可实施方案中,膨胀型阻燃剂包括质量比例为7：4：3的聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸和双季戊四醇。

12、通过采用上述技术方案，膨胀和成碳效果好，阻燃表现好，对隔热纤维和空心微珠的固定效果较好，制得的涂料在受热后稳定保持隔热网络，阻燃效果好，隔热纤维不易拔出，抗撕裂效果好。

13、在一个具体的可实施方案中,粗化隔热纤维的制备步骤包括：

14、s1：将氟化氢加入35-45％配方量的水中，搅拌均匀，再加入硫酸钠、氟化镁、余量水，搅拌均匀，得到粗化液；

15、s2：将隔热纤维加入s1制得的粗化液，搅拌均匀，2-3分钟后取出，洗涤、干燥，得到粗化隔热纤维。

16、通过采用上述技术方案，隔热纤维的粗化效果好，不明显降低隔热纤维的强度的同时，隔热纤维表面形成均匀的腐蚀位点，制得的隔热纤维在体系中不易拔出。

17、在一个具体的可实施方案中,膨胀型阻燃剂包覆空心微珠的制备步骤包括：

18、将空心微珠投入0.5-1mol/l的硝酸中搅拌0.5-1小时，真空抽滤，得到酸化空心微珠，将酸化空心微珠投入2-3.5wt％环氧树脂、0.1-0.3wt％环氧树脂固化剂的混合液，超声分散0.5-1.5小时，真空抽滤，常温固化8-24小时，得到预处理空心微珠，将预处理空心微珠投入膨胀型阻燃剂，搅拌均匀，得到膨胀型阻燃剂包覆空心微珠。

19、通过采用上述技术方案，制备过程简单，膨胀型阻燃剂对空心微珠的包覆效果好，涂料混合过程二者不易分离，膨胀碳化后可以将空心微珠和粗化隔热纤维充分固定。

20、在一个具体的可实施方案中,膨胀型阻燃剂经过有机化改性。

21、通过采用上述技术方案，膨胀型阻燃剂与涂料体系的相容性更好，制得的膨胀型阻燃剂包覆空心微珠与涂料体系的相容性也更好，在涂料体系中分散均匀，充分填充入粗化隔热纤维交叉形成的空隙中，制得的阻燃抗撕裂涂料性能更加稳定。

22、在一个具体的可实施方案中,空心微珠的粒径为10-25um。

23、通过采用上述技术方案，空心微珠的空气空腔大小适中，导热系数低，同时在此粒径下可以均匀的在体系中分布，相容性好，制得的涂料表面光滑、平整，对隔热网络的填充效果好。

24、第二方面，本技术提供一种用于安全气囊的阻燃抗撕裂涂料的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：

25、s1：将聚氨酯、消泡剂、流平剂、分散剂，60％配方量的去离子水、搅拌10-20分钟，300-500转/分；

26、s2：加入剩余配方量的组分，以1500-2000转/分的转速搅拌30-35分钟，再300-500转/分的低速搅拌下，继续搅拌10-20分钟。

27、通过采取上述方案，制备方法较为简单，制得的阻燃抗撕裂涂料各组分分布较为均匀，形成的粗化隔热纤维、空心微珠、膨胀型阻燃剂隔热网络共同作用效果好，粗化隔热纤维充分交叉，膨胀型阻燃剂膨胀后可将粗化隔热纤维和空心微珠有效固定，制得的阻燃抗撕裂涂料的阻燃、抗撕裂效果好。

28、综上所述，本技术具有以下有益效果：

29、1.本技术通过加入一定质量的膨胀型阻燃剂包覆空心微珠和粗化隔热纤维作为填料，交叉形成隔热网络，膨胀型阻燃剂膨胀进一步填充纤维与空心微珠之间的孔隙，隔热网络的分布均匀合理，加入较少的填料就能获得较好的阻燃效果；通过将隔热纤维粗化和膨胀型阻燃剂膨胀将隔热网络固定，纤维在涂料中不易拔出，制得的涂料抗撕裂效果好，在高温下也能保持较好的抗撕裂能力。

30、2.本技术通过将膨胀型阻燃剂进行有机化改性、对空心微珠的粒径进行限定，制得的膨胀型阻燃剂包覆空心微珠在涂料中分散的效果更好，分布的更加均匀，形成的隔热网络隔热效果更好。

31、3.本技术制得的阻燃抗撕裂涂料为水性涂料，低voc，绿色环保，能满足使用者对于健康的需要，适用于安全气囊使用，可以直接喷涂于安全气囊，使用简单方便。