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一种高效阻燃的聚氨酯泡沫复合材料及其制备方法和用途技术

技术编号:21192735 阅读:53 留言:0更新日期:2019-05-24 23:23
本发明专利技术提供了一种高效阻燃的聚氨酯泡沫复合材料,它是由以下重量份数的原料制备而成:物料A:90~110份多元醇,15~80份特殊包覆聚磷酸盐,5~35份层链状矿物粉末,2~8份扩链剂,1~4份发泡剂,1~4份胺类催化剂,0.1~1份凝胶催化剂,1~4份表面活性剂;物料B:60~90份异氰酸酯。本发明专利技术制备的二元阻燃体系具有优异的协同阻燃作用,其制备的聚氨酯泡沫复合材料具有优异的阻燃效果;同时,层链状矿物粉末的加入,提高了聚氨酯泡沫复合材料的压缩强度,使其具有良好的物理机械性能,在缓冲减振、包装、航天航空飞行器舱内材料、汽车及室内软装材料具有重要的应用前景。

Highly effective flame retardant polyurethane foam composite material and preparation method and use thereof

The invention provides an efficient flame retardant polyurethane foam composite material, which is prepared from raw materials of the following weight parts: A:90 to 110 polyols, 15~80 special coated polyphosphates, 5~35 layers of chain mineral powder, 2~8 chain extenders, 1~4 blowing agents, 1~4 amine catalysts, 0.1 to 1 Gel catalysts, 1~4 surface active agents, and materials. B: 60-90 copies of isocyanate. The two component flame retardant system prepared by the invention has excellent synergistic flame retardancy, and the polyurethane foam composite material prepared has excellent flame retardant effect. At the same time, the addition of the chain chain mineral powder improves the compressive strength of the polyurethane foam composite material, and has good physical and mechanical properties. And indoor soft packaging materials have important application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种高效阻燃的聚氨酯泡沫复合材料及其制备方法和用途
本专利技术涉及复合材料领域,具体涉一种高效阻燃的聚氨酯泡沫复合材料及其制备方法和用途。
技术介绍
聚氨酯泡沫,特别是半硬质聚氨酯泡沫(SPF),由于其优异的抗冲击性能,回弹性能以及压缩性能,被广泛应用于汽车内饰件,保险杠,隔音以及包装材料等。但是,较高的开孔率、较低的密度和分子主链高比例的碳氢元素等结构特点使其极容易燃烧,同时燃烧过程中释放出大量有毒气体,大大限制了半硬质聚氨酯泡沫的实际应用,因此提高其阻燃性能具有重要的意义。卤素阻燃剂曾被广泛应用于聚氨酯泡沫,但其在燃烧过程中会释放出有毒且可能致癌的溴化呋喃和二恶英类化合物,已经被限制使用。聚磷酸盐(AP)是一种化学膨胀阻燃剂,其只有添加量较大时才能在聚氨酯泡沫中发挥较好的阻燃效果,而且单一阻燃剂的阻燃效率较低。同时,高添加量的聚磷酸盐使合成聚氨酯用的白料粘度很大,会影响泡沫的成型过程,导致聚氨酯泡沫的力学强度、使用性能以及使用寿命等在不同程度上受到影响。因此,需要研究一种新的阻燃体系,既能提高聚氨酯泡沫的阻燃性能,又不会影响其发泡过程,保证其基本性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效阻燃的聚氨酯泡沫复合材料及其制备方法。本专利技术提供了一种高效阻燃的聚氨酯泡沫复合材料,它是由以下重量份数的原料制备而成:物料A:90~110份多元醇,15~80份特殊包覆聚磷酸盐,5~35份层链状矿物粉末,2~8份扩链剂,1~4份发泡剂,1~4份胺类催化剂,0.1~1份凝胶催化剂,1~4份表面活性剂;物料B:60~90份异氰酸酯。进一步地,所述特殊包覆多聚磷酸盐的重量份为15~60份;所述层链状矿物粉末的重量份为15~35份。进一步地,所述特殊包覆多聚磷酸盐的重量份为15~60份;所述层链状矿物粉末的重量份为15份。进一步地,前述复合材料是由以下重量份数的原料制备而成:物料A:100份多元醇,15~60份特殊包覆多聚磷酸盐,15份层链状矿物粉末,4份扩链剂,2份发泡剂,2份胺类催化剂,0.2份凝胶催化剂,3份表面活性剂;物料B:60份异氰酸酯。进一步地,前述复合材料是由以下重量份数的原料制备而成:物料A:100份多元醇,60份特殊包覆多聚磷酸盐,15份层链状矿物粉末,4份扩链剂,2份发泡剂,2份胺类催化剂,0.2份凝胶催化剂,3份表面活性剂;物料B:60份异氰酸酯。进一步地,所述多元醇选自聚醚多元醇或/和聚酯多元醇;所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯中的任一种或多种。进一步地,所述特殊包覆聚磷酸盐选自硅烷包覆聚磷酸盐、密胺包覆聚磷酸盐和三聚氰胺包覆聚磷酸盐的任一种或多种;所述层链状矿物粉末选自硅藻土、蛭石、浮石、沸石、海泡石、膨胀珍珠岩中的任一种或多种。进一步地,所述多元醇为聚醚多元醇;所述特殊包覆多聚磷酸盐为三聚氰胺包覆聚磷酸盐;所述层链状矿物粉末为海泡石;所述扩链剂为丁二醇;所述发泡剂为H2O;所述胺类催化剂为由33%的三亚乙基二胺与67%一缩二丙二醇所配置而成;所述凝胶催化剂为二月桂酸二丁基锡;所述表面活性剂为硅油DC-193;所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯;其中,所述聚醚多元醇的结构式为分子量为4000,羟值27~29mgKOH/g;所述丁二醇的结构式为HOH2C-CH2CH2-CH2OH;所述三亚乙基二胺的结构式为一缩二丙二醇的结构式为所述二月桂酸二丁基锡的结构式为本专利技术还提供了一种制备前述复合材料的方法,它包括以下步骤:(1)按重量配比称取物料A和物料B中的各组分;(2)将物料A中的各组分混合均匀,得到混合液;(3)将物料B加入混合液中,搅拌10~30s后,发泡,室温固化24h或70℃固化6h,即得。本专利技术还提供了前述复合材料在制备缓冲减振、包装、航天航空飞行器舱内材料、汽车及室内软装材料中的应用。综上,本专利技术制备的二元阻燃体系具有优异的协同阻燃作用,其制备的聚氨酯泡沫复合材料具有优异的阻燃效果;同时,层链状矿物粉末的加入,提高了聚氨酯泡沫复合材料的压缩强度和压缩模量,使其具有良好的物理机械性能。在缓冲减振、包装、航天航空飞行器舱内材料、汽车及室内软装材料具有重要的应用前景。显然,根据本专利技术的上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下,还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过实施例形式的具体实施方式,对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。附图说明图1为各阻燃体系制备的聚氨酯泡沫复合材料的极限氧指数。图2为各阻燃体系制备的聚氨酯泡沫复合材料的压缩性能。具体实施方式实施例1~4本专利技术二元协同阻燃体系制备的聚氨酯泡沫复合材料1、原料配比表1本专利技术实施例1~4的原料配比表中,聚醚多元醇的结构式为(分子量为4000,羟值27~29mgKOH/g);扩链剂丁二醇的结构式为HOH2C-CH2CH2-CH2OH;胺类催化剂由33%的三亚乙基二胺与67%一缩二丙二醇所配置而成,其中三亚乙基二胺的结构式为一缩二丙二醇的结构式为凝胶催化剂为二月桂酸二丁基锡,结构式为表面活性剂为硅油DC193。2、制备方法按表1中所示的原料配比称取各组分,并将物料A置于容器中混合,并用高速机械搅拌均匀,搅拌速度为2500r/min,得混合液;搅拌均匀后,将物料B倒入混合液中,搅拌10~30s后;迅速把容器内所有的混合物倒入到自制好的模具中进行发泡,同时在室温固化24h或70℃固化6h,即得聚氨酯泡沫复合材料。3、实施例1~4聚氨酯泡沫复合材料的制备根据表1所示的原料配比,并利用上述制备方法,制备实施例1~4的聚氨酯泡沫复合材料(SEP=15,AP=15~60),并分别命名为SEP-15/AP-15、SEP-15/AP-30、SEP-15/AP-45和SEP-15/AP-60。对比例1~5三聚氰胺包覆聚磷酸盐作为阻燃剂制备的聚氨酯泡沫复合材料1、原料配比表2对比例1~5的原料配比表中,聚醚多元醇的结构式为(分子量为4000,羟值27~29mgKOH/g);扩链剂丁二醇的结构式为HOH2C-CH2CH2-CH2OH;胺类催化剂由33%的三亚乙基二胺与67%一缩二丙二醇所配置而成,其中三亚乙基二胺的结构式为一缩二丙二醇的结构式为凝胶催化剂为二月桂酸二丁基锡,结构式为表面活性剂为硅油DC193。2、对比例1~5聚氨酯泡沫复合材料的制备根据表2所示的原料配比,并利用实施例中的制备方法,制备对比例1~5的聚氨酯泡沫复合材料(SEP=0,AP=0~60),并分别命名为AP-0、AP-15、AP-30、AP-45和AP-60。对比例6~9海泡石作为阻燃剂制备的聚氨酯泡沫复合材料1、原料配比表3对比例6~9的原料配比表中,聚醚多元醇的结构式为(分子量为4000,羟值27~29mgKOH/g);扩链剂丁二醇的结构式为HOH2C-CH2CH2-CH2OH;胺类催化剂由33%的三亚乙基二胺与67%一缩二丙二醇所配置而成,其中三亚乙基二胺的结构式为一缩二丙二醇的结构式为凝胶催化剂为二月桂酸二丁基锡,结构式为表面活性剂为硅油DC193。2、对比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效阻燃的聚氨酯泡沫复合材料,其特征在于:它是由以下重量份数的原料制备而成:物料A:90~110份多元醇,15~80份特殊包覆聚磷酸盐,5~35份层链状矿物粉末,2~8份扩链剂,1~4份发泡剂,1~4份胺类催化剂,0.1~1份凝胶催化剂,1~4份表面活性剂;物料B:60~90份异氰酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种高效阻燃的聚氨酯泡沫复合材料,其特征在于:它是由以下重量份数的原料制备而成:物料A:90~110份多元醇,15~80份特殊包覆聚磷酸盐,5~35份层链状矿物粉末,2~8份扩链剂,1~4份发泡剂,1~4份胺类催化剂,0.1~1份凝胶催化剂,1~4份表面活性剂;物料B:60~90份异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于:所述特殊包覆多聚磷酸盐的重量份为15~60份;所述层链状矿物粉末的重量份为15~35份。3.根据权利要求2所述的复合材料,其特征在于:所述特殊包覆多聚磷酸盐的重量份为15~60份;所述层链状矿物粉末的重量份为15份。4.根据权利要求3所述的复合材料,其特征在于:它是由以下重量份数的原料制备而成:物料A:100份多元醇,15~60份特殊包覆多聚磷酸盐,15份层链状矿物粉末,4份扩链剂,2份发泡剂,2份胺类催化剂,0.2份凝胶催化剂,3份表面活性剂;物料B:60份异氰酸酯。5.根据权利要求4所述的复合材料,其特征在于:它是由以下重量份数的原料制备而成:物料A:100份多元醇,60份特殊包覆多聚磷酸盐,15份层链状矿物粉末,4份扩链剂,2份发泡剂,2份胺类催化剂,0.2份凝胶催化剂,3份表面活性剂;物料B:60份异氰酸酯。6.根据权利要求1~5任意一项所述的复合材料,其特征在于:所述多元...

【专利技术属性】
技术研发人员:邹华维罗银富莫雪华梁梅陈洋
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:四川,51

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