一种高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料及其制备方法。本发明专利技术利用聚氨酯泡沫边角料醇解得到的回收多元醇，在不加催化剂的情况下，合成环保、无卤阻燃、粘结性好的水性聚氨酯胶黏剂，使其与聚氨酯泡沫边角料制备吸音阻燃材料，本发明专利技术制备的吸音阻燃材料具有优异的阻燃、吸音性能，特别是经模压之后泡沫开孔率提高，吸音效果远优于原泡沫体。

A sound absorbing flame retardant material using polyurethane foam leftover and its preparation method

The invention provides a sound absorption and flame retardant material with high efficiency utilizing polyurethane foam leftover material and a preparation method thereof. The present invention utilizes the polyurethane foam leftover material for alcoholysis to recover polyols, and syntheses an environmentally friendly, halogen free flame retardant and good adhesive waterborne polyurethane adhesive without catalyst, so as to prepare the sound absorbing and flame retardant material with polyurethane foam leftover material, and the prepared sound absorbing and flame retardant material has excellent flame retardant and sound absorption performance, especially after the mold is pressed, the foam opens the hole. The sound absorption effect is much better than that of the original foam.

【技术实现步骤摘要】
一种高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料及其制备方法
本专利技术涉及聚氨酯泡沫边角料再生利用，更具体地，它涉及一种高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯泡沫具有优良的化学稳定性、加工性、粘结性、耐溶剂性和物理机械性能等，其应用领域十分广泛，需求量不断增长，极大地推动了我国工业经济的发展。但伴随的问题是泡沫边角料不断堆积，不仅占用空间，而且污染环境。如何有效且环境友好地处理这些可利用资源，成为目前政府和企业关注并亟待解决的问题。如果将泡沫边角料粘结加工再利用，选择一款合适的胶黏剂尤为重要。水性聚氨酯不含挥发性有机溶剂，不产生难闻刺鼻的化学气味；环氧树脂具有低廉的价格和优良的附着力。结合水性聚氨酯和环氧树脂二者的优点，经环氧基团改性后的水性聚氨酯胶黏剂或涂料具有低污染、高粘结的特点。随着生产要求和生活水平的提高，具有吸音、阻燃性能优良的泡沫制品的需求量越来越大。在阻燃材料方面，含卤阻燃剂曾被广泛应用，但是含卤阻燃材料在遇到火灾时，生成大量有毒的腐蚀性卤化氢气体，危害人体健康，逐渐地含卤阻燃剂被无卤阻燃剂取代。另外，阻燃剂直接复配在水性聚氨酯体系中，会导致水性聚氨酯体系不稳定和阻燃剂难以分散，而设法将阻燃官能团引入到水性聚氨酯链段上，可以有效解决这一问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决以上提出的问题，充分利用聚氨酯泡沫边角料，提供一种高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料，所述阻燃吸音材料包括泡沫边角料和R-水性阻燃胶黏剂，所述的R-水性阻燃胶黏剂不含催化剂，其合成时反应活性由原料自身提供，其包括以下原料组分和占胶黏剂的总固含量的质量百分比：回收多元醇20％-35％；扩链多元醇10％-26％；亲水扩链剂5％-10％；多异氰酸酯17％-25％；阻燃改性剂6％-12％；环氧改性剂4％-7％；成盐剂0.6％-1％。作为优化，所述的泡沫边角料和R-水性阻燃胶黏剂的质量比为1:2-2.8。为了满足材料优良的阻燃特性和拉伸强度，泡沫边角料和R-水性阻燃胶黏剂的质量比设定为1:2-2.8。R-水性阻燃胶黏剂在合成时因向分子中合理地引入阻燃官能团和环氧官能团，使R-水性阻燃胶黏剂同时具备优良的阻燃性和粘结性。泡沫边角料在粉碎之后，过少的R-水性阻燃胶黏剂难以充分湿润碎泡，进而难以达到良好的粘结效果，降低再生材料的拉伸强度，同时材料的阻燃性能不佳，因此R-水性阻燃胶黏剂和泡沫边角料质量比不宜低于2:1；R-水性阻燃胶黏剂以水作为溶剂，使用过量的R-水性阻燃胶黏剂会导致材料中残留水份和胶黏剂没有达到完全固化，进而使材料的阻燃性和粘结性不佳，并且增加材料的克重，因此R-水性阻燃胶黏剂和泡沫边角料质量比不宜高于2.8:1。作为优化，所述的泡沫边角料为密度12-60kg/m3的回弹型聚氨酯泡沫边角料。本专利技术对泡沫边角料的模压工艺使再生材料具有良好的吸音性能，因此泡沫边角料需要具有回弹性满足模压工艺；为了满足实际应用中的混料工艺和产品克重需求，因此泡沫边角料的密度12-60kg/m3为宜。作为优化，所述的阻燃改性剂为N,N-双(2-羟甲基)氨基乙基膦酸二甲酯或2,7-二(N,N-二甲胺基)-1,6,3,8,2,7-八氢二恶二唑二次膦酸中的一种或两种混合。为了实现无卤阻燃，本专利技术引入的为非卤阻燃单体，使材料在遇火时不会产生大量的有毒烟气体；相比较阻燃剂和胶黏剂的复配使用，向分子中引入阻燃单体有效解决了阻燃剂和胶黏剂的相容性问题。作为优化，所述的环氧改性剂为2,3-环氧-1-丙醇。为了胶黏剂具有优良的粘结性。作为优化，所述的回收多元醇为聚氨酯泡沫边角料经醇解得到多羟基回收液，羟值为270-400mgKOH/g；所述的扩链多元醇为具有高活性和吸附醛类、苯类作用的多元醇；所述的亲水扩链剂为双羟甲基丁酸或双羟甲基丙酸中的一种；所述的多异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯或环己烷二异氰酸酯中的一种或多种；所述的成盐剂为三乙胺。作为优化，所述的扩链多元醇为CHE-303N、CHK-350D、330H、360H、TMN-450或TEP3600中的一种或多种。本专利技术还提供一种高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料的制备方法，具体制备方法包括以下步骤：1)、利用泡沫破碎机将聚氨酯泡沫边角料粉碎成当量粒径0.5-1.5cm的碎块；2)、将泡沫碎块和R-水性阻燃胶黏剂充分混合，然后把润湿均匀的泡沫碎块倒入模具内，维持温度110-250℃和压力8-15MPa，利用热压机热压5-15min成型，制备出模压件；3)、模压件在105-200℃烘箱内烘烤30-50min，最终制备出阻燃吸音材料。作为优化，所述的R-水性阻燃胶黏剂具体合成方法包括以下步骤：1)、将回收多元醇、扩链多元醇、亲水扩链剂放置在真空干燥箱中，105-110℃下除水2-3小时；2)、向反应釜中分别加入回收多元醇、扩链多元醇、亲水扩链剂和异氰酸酯，用丁酮稀释反应体系，在N2气氛保护和68-72℃条件下，以100-500r/min的转速搅拌反应1.5-2.5小时，合成末端为NCO的半预聚物；3)、将温度升至88-92℃，向反应釜中加入阻燃改性剂进行NCO半封端反应，再向反应釜中加入环氧改性剂进行NCO全封端反应，半封端、全封端反应过程各搅拌2-3.5小时；4)、降低温度至33-37℃，向反应釜中加入成盐剂，100-150r/min的转速搅拌12-15min；5)、搅拌转速升至2000-3000r/min，向反应釜中加入去离子水，制备乳液，旋转蒸馏出乳液中的丁酮，制备出R-水性阻燃胶黏剂。本专利技术的有益效果如下：本专利技术利用聚氨酯泡沫边角料，提供了一种环境友好的方法再生阻燃吸音材料，既减少了空间占用，又提高了资源利用率。本专利技术利用聚氨酯泡沫边角料醇解得到的回收多元醇，在不加催化剂的情况下，向分子链上引入阻燃官能团和环氧基团，合成环保、无卤阻燃、粘结性好的水性聚氨酯胶黏剂，解决了阻燃剂和水性聚氨酯的相容性问题，避免了含卤阻燃剂在遇火时产生大量有毒烟气体的问题。本专利技术利用所合成水性阻燃胶黏剂和聚氨酯泡沫边角料制备出的产品具有优异的阻燃、吸音性能，特别是经模压之后泡沫开孔率提高，吸音效果远优于原泡沫体。附图说明图1：实施例2吸音阻燃材料样品和实施例2所用边角料原泡沫的吸音对比：1—样品2，2—实施例2边角料原泡沫，测试方法：GB/T18696.1-2004。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例进行进一步详细说明：实施例1将回收多元醇、扩链多元醇、双羟甲基丙酸放置在真空干燥箱中，110℃下除水2小时。向反应釜中分别加入70g回收多元醇、34.8g扩链多元醇、10g双羟甲基丙酸和48.6g异佛尔酮二异氰酸酯，用丁酮稀释反应体系，在N2气氛保护和70℃条件下，以200r/min的转速搅拌反应2小时。将温度升至90℃，向反应釜中加入21.4g阻燃改性剂进行NCO半封端反应，再向反应釜中加入14g2,3-环氧-1-丙醇进行NCO全封端反应。半封端、全封端过程各搅拌反应3小时。降低温度至35℃，向反应釜中加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料，其特征在于，所述阻燃吸音材料包括泡沫边角料和R‑水性阻燃胶黏剂，所述的R‑水性阻燃胶黏剂不含催化剂，其合成时反应活性由原料自身提供，其包括以下原料组分和占胶黏剂的总固含量的质量百分比：回收多元醇20％‑35％；扩链多元醇10％‑26％；亲水扩链剂5％‑10％；多异氰酸酯17％‑25％；阻燃改性剂6％‑12％；环氧改性剂4％‑7％；成盐剂0.6％‑1％。

【技术特征摘要】
1.一种高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料，其特征在于，所述阻燃吸音材料包括泡沫边角料和R-水性阻燃胶黏剂，所述的R-水性阻燃胶黏剂不含催化剂，其合成时反应活性由原料自身提供，其包括以下原料组分和占胶黏剂的总固含量的质量百分比：回收多元醇20％-35％；扩链多元醇10％-26％；亲水扩链剂5％-10％；多异氰酸酯17％-25％；阻燃改性剂6％-12％；环氧改性剂4％-7％；成盐剂0.6％-1％。2.根据权利要求1所述的高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料，其特征在于，所述的泡沫边角料和R-水性阻燃胶黏剂的质量比为1:2-2.8。3.根据权利要求1所述的高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料，其特征在于，所述的泡沫边角料为密度12-60kg/m3的回弹型聚氨酯泡沫边角料。4.根据权利要求1或2或3所述的的高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料，其特征在于，所述的阻燃改性剂为N,N-双(2-羟甲基)氨基乙基膦酸二甲酯或2,7-二(N,N-二甲胺基)-1,6,3,8,2,7-八氢二恶二唑二次膦酸中的一种或两种混合。5.根据权利要求4所述的的高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料，其特征在于，所述的环氧改性剂为2,3-环氧-1-丙醇。6.根据权利要求1所述的高效利用聚氨酯泡沫边角料再生的吸音阻燃材料，其特征在于，所述的回收多元醇为聚氨酯泡沫边角料经醇解得到多羟基回收液，羟值为270-400mgKOH/g；所述的扩链多元醇为具有高活性和吸附醛类、苯类作用的多元醇；所述的亲水扩链剂为双羟甲基丁酸或双羟甲基丙酸中的一种；所述的多异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯或环己烷二异氰酸酯中的一种或多种；所述的成盐剂为三乙胺。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁响亮，马国维，周立，楼娣，刘国旺，朱博忻，
申请(专利权)人：浙江华江科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33