一种高阻燃性聚氨酯保温板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高阻燃性聚氨酯保温板及其制备方法，涉及建材保温技术领域，解决了现有技术中聚氨酯保温板阻燃性能较差的问题，该聚氨酯保温板由以下原料制得：恶唑烷酮聚氨酯体；发泡剂；阻燃剂；其中，恶唑烷酮聚氨酯体由以下重量份原料制得：聚醚多元醇；异氰酸酯；环氧树脂；催化剂，稳定剂；阻燃剂由纳米氢氧化镁和改性纳米美铝水滑石按照1：（0.2‑0.4）的质量比混合得到，其制备方法包括以下步骤：制备恶唑烷酮聚氨酯；将恶唑烷酮聚氨酯体与发泡剂和阻燃剂在高速分散机中混合，然后发泡，成型，得到聚氨酯保温板。本发明专利技术制得的聚氨酯保温板具有保温性能良好的同时还具有优良的阻燃性能的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃性聚氨酯保温板及其制备方法
本专利技术涉及建材保温
，更具体地说，它涉及一种高阻燃性聚氨酯保温板及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯保温板是一种闭孔率高达93％的轻质保温材料，抗压强度大、隔热效果好，随着社会的不断发展，聚氨酯保温材料作为一种性能优异的高分子材料，已成为继聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯之后的第五大塑料，全球总产量已超过1000万吨/年。近年来我国聚氨酯工业获得了长足发展，在冰箱、集装箱、皮革、制鞋和纺织等领域已获得广泛应用。由于聚氨酯保温板的应用场合多为人口密集区域、货物集放地以及化工产品聚集地，而且我国对建筑保温材料的防火等级也有明确要求，因此，聚氨酯保温板不仅需要具备保温的性能还需要具有突出的防火性能。为改善聚氨酯保温板的阻燃性能，通常需要在聚氨酯保温板中添加反应型阻燃剂或者非反应型阻燃剂达到阻燃效果，但是由于普通硬泡聚氨酯保温板是用以胺类为催化剂组合聚醚多元醇与异氰酸酯以一定比例混合制成的，为一步反应，由于普通聚氨酯为链状分子结构，其阻燃性能均较差，阻燃性能差是制约普通聚氨酯保温板应用的主要问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种高阻燃性聚氨酯保温板，其具有保温性能良好的同时还具有优良的阻燃性能的优点。本专利技术的第二个目的在于提供一种高阻燃性聚氨酯保温板的制备方法，其具有操作简答、易于实现工业化的优点。为实现上述第一个目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种高阻燃性聚氨酯保温板，由以下重量份原料制得：恶唑烷酮聚氨酯体120-150份；发泡剂12-25份；阻燃剂50-70份；其中，恶唑烷酮聚氨酯体由以下重量份原料制得：聚醚多元醇80-120份；异氰酸酯100-150份；环氧树脂35-50份；催化剂12-20份，稳定剂2-8份；阻燃剂由纳米氢氧化镁和改性纳米美铝水滑石按照1：（0.2-0.4）的质量比混合得到。通过采用上述技术方案：本专利技术中首先利用聚醚多元醇和异氰酸酯反应生成聚氨酯预聚体，然后添加环氧树脂，对聚氨酯预聚体进行改性，引入恶唑烷酮杂环，得到恶唑烷酮聚氨酯体，提高恶唑烷酮聚氨酯体的热稳定性，再复配特定比例的阻燃剂，提高其阻燃效果，从而得到的聚氨酯保温板具有优良的保温性能的同时具有较佳的阻燃性，甚至阻燃效果可达A级。环氧树脂的添加一方面可以向得到的聚氨酯预聚体内引入恶唑烷酮杂环，恶唑烷酮杂环具有优良的耐热性，聚氨酯预聚体内引入恶唑烷酮杂环提高聚氨酯本体的热稳定性，另一方面，在本专利技术提供的聚醚多元醇和异氰酸酯的投料比下，使得聚氨酯预聚体内含有少量的NCO基团，NCO基团作为聚氨酯的封端基团，环氧树脂还会与NCO端基反应，使得聚氨酯预聚体改性后得到的的恶唑烷酮聚氨酯体的热稳定性得到极大的提升。添加适量的稳定剂可以起到一定的抑制异氰酸酯之间反应的作用，一方面可以提高聚醚多元醇和异氰酸酯的反应效率，另一方面可以提高产品的稳定性。阻燃剂粒径大小可以直接影响其所填充制品的性能，本专利技术中选用粒径小的纳米氢氧化镁作为阻燃剂，除了具有普通氢氧化镁的低烟、低毒、无卤的优异特性外，还具有阻燃效率高，添加量小且采用该添加量，其得到的聚氨酯保温板的力学性能优良，美铝水滑石一方面利用其受热分解带走热量以及分解成二氧化碳可以稀释空气中氧浓度起到阻燃作用，另一方面美铝水滑石分解后得到的碱性多孔复合氧化物与聚氨酯表面的炭化产物结合形成保护膜，有效阻止热量和氧气的侵入，且其可以吸附有害气体尤其是酸性气体，从而具有阻燃和抑烟的双重功效，本专利技术体系中采用特定比例的纳米氢氧化镁和改性纳米美铝水滑石作为阻燃剂，其起到阻燃效果好，且为低烟的无卤阻燃剂。本专利技术进一步设置为：所述恶唑烷酮聚氨酯体由以下方法制得：将聚醚多元醇和异氰酸酯以及稳定剂在80±5℃下反应1-2h，降温至30-40℃，得到聚氨酯预聚体；将得到的聚氨酯预聚体与环氧树脂加热至85-90℃，混合，然后加入催化剂，在145±10℃下搅拌反应30-60min，得到恶唑烷酮聚氨酯体。通过采用上述技术方案，通过对反应温度以及反应时间的控制，从而实现对于最终得到聚氨酯本体中NCO基团的数量的控制，再结合聚氨酯预聚体与环氧树脂反应条件使得聚氨酯预聚体与环氧树脂之间可以形成更多的恶唑烷酮杂环，同时能够抑制NCO基团之间的反应，从而使得其热稳定性高。本专利技术进一步设置为：所述改性纳米美铝水滑石由以下方法制得：将纳米美铝水滑石、水和硅烷偶联剂按照1：2：0.2-1：3：0.4的质量比在80-90℃下恒温水浴，搅拌反应1-1.5h，过滤，洗涤，干燥，磨粉得到改性纳米美铝水滑石。通过采用上述技术方案，通过硅烷偶联剂对美铝水滑石进行改性，一方面可以防止美铝水滑石之间发生团聚，另一方面可以增强纳米美铝水滑石与聚氨酯之间的相容性，提高其在恶唑烷酮聚氨酯体中的分散性，提高聚氨酯保温板的阻燃性。本专利技术进一步设置为：所述聚醚多元醇选用聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇中的一种或多种。本专利技术进一步设置为：所述聚醚多元醇选用聚氧化丙烯三醇和聚四氢呋喃二醇以1：（0.8-1.2）的质量比混合的混合物。通过采用上述技术方案，异氰酸酯和聚氧化丙烯三醇反应的时候，形成体型分子链段，具有更优的热稳定性和粘结强度，从而提高聚氨酯保温板的强度，另一方面，环氧树脂与得到的体型交联网状聚氨酯相互贯穿、缠结而成，环氧树脂分子链与聚氨酯预聚体分子链尤其是体型分子链互穿后能够显著提升聚氨酯的热稳定性。本专利技术中选用特定比例的用聚氧化丙烯三醇和聚四氢呋喃二醇使得恶唑烷酮聚氨酯体热稳定性高，且其与添加有改性美铝水滑石的阻燃剂复配后得到的聚氨酯保温板的阻燃性能得到大幅度提升。本专利技术进一步设置为：所述异氰酸酯选用甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。本专利技术进一步设置为：所述环氧树脂的环氧值为0.48-0.54；所述催化剂选用N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺中的一种或几种；所述稳定剂选用二甲基硅油和苯甲酰氯以质量比1：0.5-0.8混合的混合物。通过采用上述技术方案，选用上述环氧树脂最终得到的聚氨酯保温板具有优良的阻燃性和保温性能的同时还具有良好的强度。本专利技术进一步设置为：所述硅烷偶联剂选用选γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。本专利技术进一步设置为：所述发泡剂选用三氟三氯乙烷。为实现上述第二个目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种高阻燃性聚氨酯保温板的制备方法，包括以下步骤：恶唑烷酮聚氨酯制备：将聚醚多元醇和异氰酸酯以及稳定剂在80±5℃下反应1-2h，降温至30-40℃，得到聚氨酯预聚体；将得到的聚氨酯预聚体与环氧树脂加热至85-90℃，混合，然后加入催化剂，在145±10℃下搅拌反应30-60min，得到恶唑烷酮聚氨酯体；聚氨酯保温板制备：将恶唑烷酮聚氨酯体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高阻燃性聚氨酯保温板，其特征在于，由以下重量份原料制得：/n恶唑烷酮聚氨酯体120-150份；/n发泡剂12-25份；/n阻燃剂50-70份；/n其中，恶唑烷酮聚氨酯体由以下重量份原料制得：聚醚多元醇80-120份；/n异氰酸酯100-150份；环氧树脂35-50份；催化剂12-20份，稳定剂2-8份；/n阻燃剂由纳米氢氧化镁和改性纳米美铝水滑石按照1：（0.2-0.4）的质量比混合得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃性聚氨酯保温板，其特征在于，由以下重量份原料制得：
恶唑烷酮聚氨酯体120-150份；
发泡剂12-25份；
阻燃剂50-70份；
其中，恶唑烷酮聚氨酯体由以下重量份原料制得：聚醚多元醇80-120份；
异氰酸酯100-150份；环氧树脂35-50份；催化剂12-20份，稳定剂2-8份；
阻燃剂由纳米氢氧化镁和改性纳米美铝水滑石按照1：（0.2-0.4）的质量比混合得到。


2.根据权利要求1所述的一种高阻燃性聚氨酯保温板，其特征在于，所述恶唑烷酮聚氨酯体由以下方法制得：将聚醚多元醇和异氰酸酯以及稳定剂在80±5℃下反应1-2h，降温至30-40℃，得到聚氨酯预聚体；
将得到的聚氨酯预聚体与环氧树脂加热至85-90℃，混合，然后加入催化剂，在145±10℃下搅拌反应30-60min，得到恶唑烷酮聚氨酯体。


3.根据权利要求1所述的一种高阻燃性聚氨酯保温板，其特征在于，所述改性纳米美铝水滑石由以下方法制得：
将纳米美铝水滑石、水和硅烷偶联剂按照1：2：0.2-1：3：0.4的质量比在80-90℃下恒温水浴，搅拌反应1-1.5h，过滤，洗涤，干燥，磨粉得到改性纳米美铝水滑石。


4.根据权利要求1所述的一种高阻燃性聚氨酯保温板，其特征在于，所述聚醚多元醇选用聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇中的一种或多种；
所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、MDI、1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的一种高...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩长海，
申请(专利权)人：北京茂华聚氨酯建材有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11