本发明专利技术公开了一种高分子材料技术领域的硬质聚氨酯绝热保温发泡材料及其制备方法。其组分及含量重量份为：聚醚多元醇100、多亚甲基多苯基多异氰酸酯140～160、物理发泡剂HFC-365mfc30～50、泡沫稳定剂1.5～5、催化剂1～3、阻燃剂：50～105。制备方法为：将聚醚多元醇、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、阻燃剂粉末进行干燥处理，放置室温待用；多亚甲基多苯基多异氰酸酯为组分A，其他组分混合处理后为组分B，再进行聚合发泡处理，得到浇筑模坯；脱模后将浇筑模坯进行熟化处理，得到密度介于60～80kg/m3的发泡材料。本发明专利技术制备的泡沫材料兼具高阻燃性能以及良好的绝热性能和力学性能，并且采用了HFCs类第三代零ODP环保型发泡剂和环境友好型的阻燃剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种高分子材料
的聚氨醋发泡材料及其制备方法，特别是一 种高阻燃低导热系数的硬质聚氨醋绝热保温发泡材料及其制备方法。
技术介绍
硬质聚氨醋泡沫材料因其优异的综合性能，特别是具有较低的导热系数，已成为 在建筑、船舶、化工、交通运输等诸多领域有广泛应用的绝热保温材料。然而，聚氨醋硬泡本 身易燃，极限氧指数通常只有18左右，而且燃烧后会产生大量烟雾及有害气体，故而用单 纯的聚氨醋硬泡作保温材料，在使用上有很大安全隐患。因此，如何在保持聚氨醋硬泡材料 良好绝热保温性质的同时，提高其阻燃性能对安全应用非常重要。提高聚氨醋硬泡保温材 料的阻燃性能，通常是通过添加阻燃剂的手段来实现。添加型阻燃剂通常分为金属氧化物 (氨氧化物）类、面素类、有机磯酸醋类W及膨胀阻燃剂类。其中面素类阻燃剂虽然阻燃效 率高、产品自焰性好，但由于燃烧时会产生有毒气体，近年来不被提倡使用。然而，并非所 有的含面阻燃剂都对环境有害。例如，十漠二苯己烧是上世纪90年代来开发生产的一种新 型、广谱、高效且环保的添加型阻燃剂，其热裂解或燃烧时不产生有毒的多漠代二苯并二恶 烧（P抓0)及多漠代二苯并快喃（P抓巧，用其阻燃的材料完全能符合欧洲关于二恶英条例 的要求，对环境不造成危害。十漠二苯己烧本身也无毒性，不会对生物产生致崎性，对水生 物如鱼等无副作用，符合环保的要求。 聚氨醋发泡材料制备中主要是通过用化学发泡剂与多异氯酸醋反应生成c〇2来 发泡，W及为了降低密度或提高绝热效果，而采用物理发泡剂。随着氣氯姪类（CFCs)发 泡剂的禁止使用和氨氣氯姪类（HCFCs)发泡剂的限制使用，零0DP的zone D巧ression 化tential，臭氧消耗潜能）发泡剂的研究成为热点，如采用水、超临界二氧化碳、戊烧类 W及氨氣姪（如HFC-245fa、HFC-365mfc)等。该其中，在10°C时，C〇2气体的导热系数 为15. 3mW/m?K、环戊烧气体的导热系数为11. 5mW/m ? K、HFC-245化气体的导热系数为 11. 6mW/m?K，而HFC-365mfc气体的导热系数为9. 6mW/m?K。可见在零0DP的发泡剂中， HFC-365mfc的导热系数要低于其他同类发泡剂。此外，戊烧类发泡剂易燃，与空气混合后一 定条件下会发生爆炸，且在聚離中溶解度差；水和C〇2生产的聚氨醋泡沫，低密度时泡沫较 脆，导热系数偏高，并且C〇2气体分子小，容易从泡孔中缓慢逸出，导致绝热性能下降。HFCs 类发泡剂中的HFC-365mfc具有最低的气相导热系数，较高的沸点（40°C )，室温下为液态， 与聚離多元醇有较好的相容性，使得它既方便储存和添加，又能够很容易气化，达到迅速发 泡的效果。HFC-365mfc还具有较高的安全性，较低的毒性，且0DP值为零。 已公开的专利和文献中，使用HFCs类发泡剂的硬质聚氨醋泡沫保温材料，在保 证有较低导热系数的同时，往往达不到较好的阻燃性能；而阻燃性能优异，氧指数能> 30 的泡沫材料，又难W确保其具有低的导热系数。例如授权公开号为CN101781395A和 CN101781396A的中国专利，使用HFC-365mfc作为主发泡剂，少量水作为辅助发泡剂， 采用DEEP和DMMP作为阻燃剂制得的硬质聚氨醋泡沫密度，在密度为60~80kg/m3时， 25°C导热系数为0. 024~0. 027W/m?K，然而其最高的氧指数都只能达到27. 0。专利申请CN1724577A、CN2003611A、CN1495213A和CN101088435 中添加了膨胀石墨巧G)作为阻燃剂， 但是都会因EG的加入，使得制品导热系数增高。申请公开号为CN102875762A的专利，使 用了含漠和氯的阻燃剂，当漠：氯为5:1、漠含量为33份时，制得的硬质聚氨醋泡沫材料氧 指数可达到30,但专利并未给出泡沫材料的其他性能，如导热系数、压缩强度、闭孔率等。 在文献方面；SungHeeKim等化imS.比，H.LimandB.K.Kim.Effects ofinitiatortypeinrigidpolyurethanefoams.PolymerEngineering&Scien ce. 2008. 48 巧）：1518-1523)WHFC-365mfc为发泡剂，制得的密度介于 60 ~80kg/m3 的硬质聚氨醋泡沫材料，导热系数为0. 022~0. 024W/mK，然而由于体系中并未添加阻 燃剂，因此材料的极限氧指数小于20;AnzhenSlang等狂hangA.etal.Synergistic effectsofhydroxidesanddimethylmethylphosphonateonrigidhalogen-free andflame-retardingpolyurethanefoams.JournalofAppliedPolymer Science. 2013. 128(1) :347-353)研究了DMMP和氨氧化侣的对硬质聚氨醋泡沫材料 的复配阻燃效果发现，当DMMP的质量分数为10%，氨氧化侣的质量分数大于45 %时， 制得的泡沫材料氧指数大于30,而此时材料的力学性质已大幅下降，最大压缩强度 只有0. 17Mpa，且文献未给出材料的导热系数和闭孔率等；Modesti等（ModestiM， LorenzettiA，SimioniF，etal.Expandablegraphiteasanintumescentflame retardantinpolyisocyanurate-polyurethanefoams.PolymerDegradationand St油ility. 2002. 77 (2) : 195-202)研究了EG填充硬质聚氨醋泡沫复合材料的阻燃性能发 现，EG的加入可W提高泡沫材料的阻燃性能，但随EG含量的增加，泡孔尺寸增大，导热系数 提高；XianyanMeng等（MengX.，etal.,Effectsofexpandablegraphiteandammonium polyphosphateontheflame-retardantandmechanicalpropertiesofrigid polyurethanefoams.JournalofAppliedPolymerScience. 2009. 114(2):853_863)研 究了EG与聚磯酸锭（AP巧复配体系对硬质聚氨醋泡沫阻燃性能的影响，发现当EG:APP为 1:1，填充质量分数15%时，体系的极限氧指数可达到31，但文献并未给出材料的导热与力 学等性能参数。 因此，本领域的技术人员致力于开发一种密度介于60~80kg/m3,极限氧指数 > 30,导热系数<0. 03W/mK，且力学性能良好的硬质聚氨醋泡沫绝热材料。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高阻燃的硬 质聚氨醋绝热保温发泡材料及其制备方法，该泡沫材料具有高闭孔率，兼具良好的绝热性 能、力学性能W及高阻燃性能，并且使用的发泡剂为环保型物理发泡剂，对臭氧层无破坏， 同时使用的阻燃剂为环境友好型本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种阻燃型硬质聚氨酯绝热泡沫材料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：聚醚多元醇100份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯140～160份、物理发泡剂30～50份、匀泡剂1～4份、催化剂1～3份、阻燃剂50～105份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙军坤，蔡志祥，靳蔷薇，俞炜，张洪斌，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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