一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于三聚氰胺泡沫塑料技术领域，具体涉及一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫及其制备方法。本发明专利技术以三聚氰胺、多聚甲醛为原料合成三聚氰胺树脂液并添加阻燃剂、疏水剂、疏油剂对其进行改性，制备出一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫，其具有良好的憎水憎油性，且其吸水率低于0.75%，吸油率低于0.8%，同时对其氧指数和表面可燃性进行了试验，结果表明其具有较好的阻燃性能，可以作为建筑、车船和管道等表面材料，具有良好的应用前景。

High flame retardant, hydrophobic and oil dispersed melamine foam and preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫及其制备方法和应用
本专利技术属于三聚氰胺泡沫塑料
，具体涉及一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫及其制备方法和应用。
技术介绍
三聚氰胺泡沫，属于高分子有机软质泡沫塑料，是一种开孔率高、密度低的材料，因其具有优良的吸音、降噪、隔热、耐高温、低发烟率、易二次加工等性能，使其在民用、工业、建筑、交通、航空、军事、日用、电子信息等领域具有十分重要的应用价值。所以，其特别适合在阻燃、高温、低频噪音吸收要求的环境条件下使用，是具有远大应用前景的新型节能环保材料。建筑材料、车船和管道吸音保温领域，高阻燃性和防水性十分重要。在传统的三聚氰胺泡沫中，以及固有的易燃性，往往由于燃烧时残留质量低，难以形成有效的炭阻隔层，使得泡沫在持续的高温火焰下易燃烧、易收缩，达不到隔离火焰的效果。美国专利US6350511B2公开了对三聚氰胺甲醛泡沫进行一种简单的阻燃改性，该改性的方法是将铵盐水溶液涂在三聚氰胺甲醛泡沫的表面，在实际应用过程中阻燃涂层容易被水洗掉而导致阻燃改性失效。为了改善三聚氰胺甲醛泡沫阻燃性能，提高其在火灾中的成炭阻燃效率，以扩大三聚氰胺甲醛泡沫的应用范围，急需提供一种高阻燃，同时又疏水疏油的泡沫塑料材料。
技术实现思路
本专利技术主要提供一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫及其制备方法和应用，以解决现有三聚氰胺泡沫阻燃性不高，且在使用过程中其成分不稳定的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：（一）三聚氰胺树脂液的合成：在反应釜内加入150-200重量份水、2-10重量份30%氢氧化钠溶液、0.1-0.5重量份的氢氧化镁，180-240重量份多聚甲醛升温搅拌；温度达到50-70℃时加入250-400重量份三聚氰胺、10-30重量份改性剂（所述改性剂为亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠，硫脲、双酚A、聚乙烯醇、羟基丁腈乳胶、碱式碳酸铜、超细聚酰亚胺树脂粉、聚酰胺66、聚酰胺6、聚酰胺610、聚酰胺612、苯代三聚氰胺、三-（2-羟乙基）异氰酸酯、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、三聚磷酸钠、四硼酸钠、三苯基硼、三甲氧基硅烷、硅酸钠、偏硅酸钠中、硼酸、木质素磺酸钠中的至少一种）继续加热反应；温度达到85-90℃时保温40-60min后降温；当温度降到50-70℃时，用氢氧化钠溶液调节pH值为8-9之间，加入10-50份阻燃改性剂（PEG-8二甲硅油水溶性硅氧烷或α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷）保温20min后冷却至室温，得到改性三聚氰胺树脂液；（二）高阻燃性三聚氰胺泡沫发泡液的制备：在搅拌釜中首先加入100-150重量份步骤（一）中所制备的三聚氰胺树脂液，依次加入3-10重量份乳化剂、2-10重量份固化剂、10-50重量份发泡剂后（顺序不能颠倒），加入2-10重量份阻燃性功能单体（三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、硼酸三聚氰胺、氢氧化镁、氢氧化铝、改性氢氧化镁、改性氢氧化铝、三氧化二锑、硼酸锌、可膨胀石墨中一种或几种任意比例混合物），0.05-5重量份塑料光稳定剂或热稳定剂、0.1-5重量份色浆，在1000-12000rpm下乳化搅拌1-3min即可得发泡液；（三）高阻燃性三聚氰胺泡沫的制备：用1-3kw微波对步骤（二）所制备的发泡液进行发泡1-20min，干燥，即得，并可以根据使用需要将其切割成所需的大小；所述干燥温度为160-250°C，干燥时间为10-60min；（四）高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫的制备：（1）浸渍液的配制：将1.5-3重量份聚硅氧烷或氟碳类高分子聚合物（氟碳系防水防油剂、有机硅类防水防油剂或有机硅有机氟复配物）加入到20-50重量份水或者极性有机溶剂（乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、乙醚、丙酮或四氢呋喃中的一种）中，慢速搅拌10-40min，即得；（2）将步骤（三）所制备的高阻燃性三聚氰胺泡沫置于上述步骤（1）的浸渍液中，放置1-10min后取出，挤出表面的部分液体，再放入脱水桶中进行脱水，放入烘箱160℃、30min进行干燥，冷却后即得高阻燃、疏水疏油三聚氰胺泡沫。具体的，步骤二所述乳化剂可以是阴离子表面活性剂二苯并呋喃磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷烃磺酸盐、烷基萘磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、脂肪醇聚乙二醇醚硫酸盐、醚硫酸盐、α-磺基脂肪酸脂、酰基羟乙基磺酸盐、烷基醚羧酸盐中的一种；所述乳化剂或者为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚乙二醇醚、脂肪醇聚乙二醚、脂肪酸聚乙二醇醚、脂肪酸烷醇酰胺、EO-PO嵌段共聚物、脂肪酸甘油酯、脱水山梨醇酯或烷基多糖苷；所选乳化剂可以任选以上一种或者几种混合物。具体的，步骤二所述发泡剂为分解温度低于200℃的化学发泡剂或者沸点低于100℃的物理发泡剂中的一种或者多种复配；化学发泡剂为：碳酸盐、碳酸氢盐、偶氮二碳酰胺、异氰酸酯和氯化铵中的一种；物理发泡剂包括丁烷，正戊烷、异戊烷、环己烷、正己烷、正庚烷、异辛烷、石油醚、1，2-二氯甲烷，甲醇或者三氯三氟乙烷中的一种；所选发泡剂可以任选以上一种或者几种混合物。具体的，步骤二所述固化剂为有机酸或者无机酸；有机酸为甲酸、乙酸、乙二酸、对甲基苯磺酸、酰胺基磺酸、磺酸，邻苯二甲酸酐，六次甲基四胺，γ-丁内酯，己二酸，壬二酸间苯二甲酸，对苯二甲酸中的一种；无机酸为：盐酸、磷酸、硫酸、氯化铵、硫酸铵中的一种；所选固化剂可以任选以上一种或者几种混合物。上述方法制备的高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫。所述高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫在制备建筑、车船和管道等保温材料中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：所制备的三聚氰胺泡沫燃烧等级符合《2010年国际耐火试验程序应用规则（2010年FTP规则）》、憎水性能按照GB/T5480-2008质量吸湿率为0.7%。本专利技术的制备方法操作简单，成本较低，所制备的三聚氰胺泡沫具有较好的憎水憎油以及阻燃性能，由于其同时具有吸音保温性能，可以广泛应用于建筑领域、交通运输、工业领域的保温降噪。附图说明图1中的a为对比例1中所得的三聚氰胺泡沫的SEM照片，b为实例1中制备的高阻燃，疏水疏油三聚氰胺泡沫的SEM照片；图2中a是对比例1中所得的三聚氰胺泡沫的水接触角（CA）照片，b是实施例1制备的高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫的水接触角（CA）照片；c是对比例1中所得的三聚氰胺泡沫的油接触角（CA）照片，d是实施例1制备的高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡油接触角（CA）照片；图3是本专利技术实施例1制备的高阻燃、疏水疏油型三聚氰胺泡沫与传统吸收吸油型三聚氰胺泡沫的对比图，其中，附图1标记中10为实施例1高阻燃、疏水疏油型三聚氰胺泡沫，20为传统吸收吸油型三聚氰胺泡沫，40为蒸馏水，50为大豆油；图4是为实施例1制备的疏水疏油泡沫在水、油中浸渍5次质量的变化情况；图5-6是实施例1制备的高阻燃、疏水疏油三聚氰胺泡沫进行质量吸湿率测试报告的部分摘录；图7-9是实施例1制备的高阻燃、疏水疏油三聚氰胺泡沫进行表面可燃性试验报告的部分摘录。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术做进一步的详细说明，在介绍具体实施例前，就下述实施例中部分实验背景情况简要介绍说明如下。实施例1一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（一）三聚氰胺树脂液的合成：将150‑200重量份水、2‑10重量份氢氧化钠溶液、0.1‑0.5重量份的氢氧化镁和180‑240重量份多聚甲醛混合并升温搅拌；温度达到50‑70℃时加入250‑400重量份三聚氰胺、10‑30重量份改性剂继续加热反应；温度达到85‑90℃时保温40‑60min后降温；当温度降到50‑70℃时，调节pH=8‑9，加入10‑50份阻燃改性剂保温20min后冷却至室温，得到三聚氰胺树脂液；（二）高阻燃性三聚氰胺泡沫发泡液的制备：将100‑150重量份步骤（一）中所制备的三聚氰胺树脂液、3‑10重量份乳化剂、2‑10重量份固化剂、10‑50重量份发泡剂依次添加并混合，再加入2‑10重量份阻燃性功能单体，0.05‑5重量份塑料光稳定剂或热稳定剂、0.1‑5重量份色浆，乳化搅拌1‑3min即可得发泡液；（三）高阻燃性三聚氰胺泡沫的制备：用1‑3kw微波对步骤（二）所制备的发泡液进行发泡1‑20min，干燥，即得；（四）高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫的制备：（1）浸渍液的配制：将1.5‑3重量份聚硅氧烷或氟碳类高分子聚合物加入到20‑50重量份水或者极性有机溶剂中，慢速搅拌10‑40min，即得；（2）将步骤（三）所制备的高阻燃性三聚氰胺泡沫置于上述步骤（1）的浸渍液中，放置1‑10min后取出，脱水，烘干，冷却后即得高阻燃、疏水疏油三聚氰胺泡沫。...

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（一）三聚氰胺树脂液的合成：将150-200重量份水、2-10重量份氢氧化钠溶液、0.1-0.5重量份的氢氧化镁和180-240重量份多聚甲醛混合并升温搅拌；温度达到50-70℃时加入250-400重量份三聚氰胺、10-30重量份改性剂继续加热反应；温度达到85-90℃时保温40-60min后降温；当温度降到50-70℃时，调节pH=8-9，加入10-50份阻燃改性剂保温20min后冷却至室温，得到三聚氰胺树脂液；（二）高阻燃性三聚氰胺泡沫发泡液的制备：将100-150重量份步骤（一）中所制备的三聚氰胺树脂液、3-10重量份乳化剂、2-10重量份固化剂、10-50重量份发泡剂依次添加并混合，再加入2-10重量份阻燃性功能单体，0.05-5重量份塑料光稳定剂或热稳定剂、0.1-5重量份色浆，乳化搅拌1-3min即可得发泡液；（三）高阻燃性三聚氰胺泡沫的制备：用1-3kw微波对步骤（二）所制备的发泡液进行发泡1-20min，干燥，即得；（四）高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫的制备：（1）浸渍液的配制：将1.5-3重量份聚硅氧烷或氟碳类高分子聚合物加入到20-50重量份水或者极性有机溶剂中，慢速搅拌10-40min，即得；（2）将步骤（三）所制备的高阻燃性三聚氰胺泡沫置于上述步骤（1）的浸渍液中，放置1-10min后取出，脱水，烘干，冷却后即得高阻燃、疏水疏油三聚氰胺泡沫。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中的改性剂为亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠，硫脲、双酚A、聚乙烯醇、羟基丁腈乳胶、碱式碳酸铜、超细聚酰亚胺树脂粉、聚酰胺66、聚酰胺6、聚酰胺610、聚酰胺612、苯代三聚氰胺、三-（2-羟乙基）异氰酸酯、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、三聚磷酸钠、四硼酸钠、三苯基硼、三甲氧基硅烷、硅酸钠、偏硅酸钠中、硼酸、木质素磺酸钠中的至少一种；步骤一中的阻燃改性剂为PEG-8二甲硅油水溶性硅氧烷或α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷。3.如权利要求1所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏兰军，胜兆泉，陈言胜，李金纳，蒋凡顺，何利华，刘鹏，徐莉，孟凡会，李慧霞，郑志勇，陈永达，
申请(专利权)人：濮阳绿宇新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41