一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法，涉及材料加工技术领域。该阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法，通过磷酸对玄武岩纤维进行表面改性得到磷酸改性玄武岩纤维的方式提高玄武岩纤维的表面活性，并与磷酸三（2‑氯异丙基）酯共混协同作为阻燃剂制备阻燃型聚氨酯硬质泡沫，可避免玄武岩纤维与聚氨酯硬质泡沫基体直接复合导致的相容性差，力学性能低的问题，达到促进聚氨酯泡沫体系交联网络的形成，提高阻燃型聚氨酯硬质泡沫力学性能的技术效果，磷酸改性玄武岩纤维和磷酸三（2‑氯异丙基）酯作为阻燃剂共混可均匀分散于阻燃型聚氨酯硬质泡沫基体中，可降低聚氨酯泡沫的热释放速率和产烟量，使阻燃型聚氨酯泡沫具备较好阻燃抑烟性能。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
本专利技术涉及材料加工
，特别涉及一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯硬质泡沫（RPUF）以其质轻、保温隔热性好、缓冲减震及降噪，压缩强度高和尺寸稳定性好等优点，广泛地应用于建筑行业，尤其是被用作建筑屋顶、墙板和地板等部位。聚氨酯硬质泡沫含有可燃的碳氢链段、密度小、比表面积大的特点，不经过阻燃改性的聚氨酯容易燃烧分解，产生大量有毒烟雾，其极限氧指数(LOI)为17％左右，属于易燃物，限制了RPUF的应用范围。未来聚氨酯硬质泡沫使用数量将会继续增加，应用领域将会持续拓展，火灾的潜在危险性也与日俱增。玄武岩纤维（BF）是一种高性能纤维，具有高强度、高模量、耐热性、阻燃性较好和尺寸稳定等优点，已被应用于航空航天、建筑、消防环保等领域。由于玄武岩纤维的低烟低毒、较优的耐热性和阻燃性等特性，聚氨酯硬质泡沫的制备工艺通常使用玄武岩纤维材料层与聚氨酯硬质泡沫材料层进行复合加工来制备阻燃型聚氨酯硬质泡沫，从而达到提高聚氨酯硬质泡沫阻燃性能和力学性能的技术效果。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：相关技术提供的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备工艺中，玄武岩纤维通常作为单独的材料层与聚氨酯硬质泡沫进行复合，由于玄武岩纤维表面不仅缺少活性基团，且表面光滑，浸润性较差，玄武岩纤维与聚氨酯硬质泡沫基体间的黏接性很差，从而导致玄武岩纤维材料层与基体间无法形成稳固的界面相，制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的相容性较差，力学性能较低。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。根据本专利技术实施例的第一个方面，提供一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，所述方法包括：将玄武岩纤维置入洗涤液洗涤2h后取出，使用50～60°C的去离子水将洗涤后的所述玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；将烘干后的所述玄武岩纤维放入盛有磷酸溶液的容器中超声处理30min后，放入130°C的烘箱烘焙5min，得到磷酸改性玄武岩纤维，使用去离子水将所述磷酸改性玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；按照烘干后的所述磷酸改性玄武岩纤维：磷酸三（2-氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5：20：100：1.5：0.4~0.6：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min；将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。在一个优选的实施例中，所述洗涤液是由质量浓度为1.0g／L的十二烷基磺酸钠溶液以及质量浓度为2.0g／L的碳酸钠溶液共混形成的混合溶液。在一个优选的实施例中，所述玄武岩纤维与所述洗涤液的浴比为1：50，洗涤温度为95°C。在一个优选的实施例中，烘干后的所述玄武岩纤维与所述磷酸溶液的浴比为1：20。在一个优选的实施例中，所述催化剂包括胺类催化剂和锡类催化剂，所述催化剂中所述胺类催化剂与所述锡类催化剂的重量配比为1：1。在一个优选的实施例中，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡。在一个优选的实施例中，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。根据本专利技术实施例的第二个方面，提供一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫，所述阻燃型聚氨酯硬质泡沫由上述任一所述的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法制备得到，所述阻燃型聚氨酯硬质泡沫包括磷酸改性玄武岩纤维和磷酸三（2-氯异丙基）酯。与现有技术相比，本专利技术提供的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法具有以下优点：本专利技术提供的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法，通过使用磷酸对玄武岩纤维进行表面改性得到磷酸改性玄武岩纤维的方式提高玄武岩纤维的表面活性，并与磷酸三（2-氯异丙基）酯共混协同作为阻燃剂用于阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备，可避免玄武岩纤维与聚氨酯硬质泡沫基体直接复合导致的相容性较差，力学性能较低的问题，达到促进聚氨酯泡沫体系交联网络的形成，提高阻燃型聚氨酯硬质泡沫力学性能的技术效果，同时，磷酸改性玄武岩纤维和磷酸三（2-氯异丙基）酯作为阻燃剂共混可更均匀分散于阻燃型聚氨酯硬质泡沫基体中，从而降低聚氨酯泡沫的热释放速率和产烟量，使阻燃型聚氨酯泡沫具备较好的阻燃抑烟性能。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并于说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法的方法流程图。图2是根据一示例性实施例示出的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的扫描电镜图。具体实施方式以下结合具体实施例（但不限于所举实施例)与附图详细描述本专利技术，本实施例的具体方法仅供说明本专利技术，本专利技术的范围不受实施例的限制，本专利技术在应用中可以作各种形态与结构的修改与变动，这些基于本专利技术基础上的等价形式同样处于本专利技术申请权利要求保护范围。需要说明的是，各个实施例中所使用的恒速搅拌器为S212型恒速搅拌器，所使用的电热鼓风干燥箱为101A-4S型电热鼓风干燥箱。图1是根据一示例性实施例示出的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法的方法流程图，如图1所示，所述阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，包括：步骤101，将玄武岩纤维置入洗涤液洗涤2h后取出，使用50～60°C的去离子水将洗涤后的所述玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干。其中，洗涤液是为了清除玄武岩纤维表面的油脂、灰尘等杂质。步骤102，将烘干后的所述玄武岩纤维放入盛有磷酸溶液的容器中超声处理30min后，放入130°C的烘箱烘焙5min，得到磷酸改性玄武岩纤维，使用去离子水将所述磷酸改性玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干。玄武岩纤维在浸渍稀磷酸溶液后，沾附在玄武岩纤维表面的稀磷酸在高温下会逐渐浓缩，并对玄武岩纤维进行磷酸化改性。步骤103，按照烘干后的所述磷酸改性玄武岩纤维：磷酸三（2-氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5：20：100：1.5：0.4~0.6：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min。其中，磷酸三（2-氯异丙基）酯（TCPP）是一种高效的液体阻燃剂，磷和氯具有很好的协同阻燃，磷酸三（2-氯异丙基）酯具有很好的成炭能力，磷元素体现在凝聚相，氯元素体现在气相。步骤104，将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。在一个优选的实施例中，所述洗涤液是由质量浓度为1.0g／L的十二烷基磺酸钠溶液以及质量浓度为2.0g／L的碳酸钠溶液共混形成的混合溶液。在一个优选的实施例中，所述玄武岩纤维与所述洗涤液的浴比为1：50，洗涤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将玄武岩纤维置入洗涤液洗涤2 h后取出，使用50～60°C的去离子水将洗涤后的所述玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；将烘干后的所述玄武岩纤维放入盛有磷酸溶液的容器中超声处理30 min后，放入130°C的烘箱烘焙5 min，得到磷酸改性玄武岩纤维，使用去离子水将所述磷酸改性玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；按照烘干后的所述磷酸改性玄武岩纤维：磷酸三（2‑氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5：20：100：1.5：0.4~0.6：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min；将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将玄武岩纤维置入洗涤液洗涤2h后取出，使用50～60°C的去离子水将洗涤后的所述玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；将烘干后的所述玄武岩纤维放入盛有磷酸溶液的容器中超声处理30min后，放入130°C的烘箱烘焙5min，得到磷酸改性玄武岩纤维，使用去离子水将所述磷酸改性玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；按照烘干后的所述磷酸改性玄武岩纤维：磷酸三（2-氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5：20：100：1.5：0.4~0.6：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min；将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：许黛芳，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33