一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，所述聚氨酯泡沫各组分原料包括：以重量计，聚醚多元醇60

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯泡沫
，具体为一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物；常用于建筑物外墙保温，屋面防水保温等领域；聚氨酯软泡的主要功能是缓冲。聚氨酯软泡常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装和隔音内衬。
[0003]在聚氨酯硬泡和聚氨酯软泡之间是聚氨酯半硬泡，这是一种性能介于聚氨酯软泡与硬泡之间的泡沫，其交联密度远高于软泡而仅次于硬泡，随着聚氨酯半硬泡的研发，在实际工业打磨、家具加工打磨过程中都需要用到聚氨酯半硬泡，但常规的聚氨酯半硬泡的硬度较低，且属于易燃材料，且燃烧时极易产生烟毒，对环境造成影响。
[0004]基于上述情况，我们设计了一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，以解决该问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫各组分原料包括：以重量计，聚醚多元醇60-70份、改性聚醚多元醇20-25份、甲苯二异氰酸酯50-60份、复合催化剂0.01-0.05份、硅油1-1.4份、抗氧剂0.8-1.2份、乙二醇1-2份、增硬剂0.3-0.5份、水3-5份、胺基化碳纳米管6-8份。
[0008]较优化的方案，所述改性聚醚多元醇为废弃聚氨酯泡沫通过溶剂热降解制备的聚醚多元醇。
[0009]较优化的方案，所述复合催化剂为胺催化剂和锡催化剂，所述胺催化剂和锡催化剂以质量比1：1复配。
[0010]较优化的方案，所述增硬剂为1，4-丁二醇。
[0011]较优化的方案，所述聚氨酯泡沫各组分原料还包括：以重量计，改性氮化硼10-18份、氮磷多元醇10-20份、多巴胺缓冲溶液15-25份。
[0012]较优化的方案，所述改性氮化硼主要由羟基氮化硼、二甲基甲酰胺、甲苯二异氰酸酯、二丁基二月桂酸锡制备得到。
[0013]较优化的方案，所述氮磷多元醇为N,N'-双(2-羟乙基)磷酸二乙酯、三羟甲基新戊二醇磷酰铵盐、六羟甲基双季戊四醇磷酰铵盐中的任意一种。
[0014]较优化的方案，一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：
[0015]1)准备物料；
[0016]2)胺基化碳纳米管的制备：
[0017]a)取碳纳米管和混酸，搅拌，持续搅拌时辅以超声处理，再置于130-140℃油浴温度下，回流反应，洗涤除去酸液，干燥，得到预处理碳纳米管；
[0018]b)取二环己基碳二亚胺、4-二甲胺基吡啶和二甲基甲酰胺，混合搅拌至溶解，加入预处理碳纳米管，超声搅处理，再加入聚丙烯酸，氮气环境下油浴反应，反应温度为80-85℃，反应后将产物置于聚乙烯亚胺的二甲基甲酰胺溶液中，
[0019]25-28℃下搅拌反应，得到胺基化碳纳米管；
[0020]3)改性氮化硼的制备：取羟基化氮化硼、二甲基甲酰胺，超声分散，超声分散时持续进行搅拌，再加入甲苯二异氰酸酯和二丁基二月桂酸锡，氮气环境下搅拌反应，反应温度为40-45℃，除去未反应的甲苯二异氰酸酯，真空干燥，得到改性氮化硼；
[0021]4)取聚醚多元醇、改性聚醚多元醇、水、催化剂、硅油、抗氧剂、乙二醇、胺基化碳纳米管和增硬剂，混合搅拌，再加入甲苯二异氰酸酯，继续搅拌，反应后发泡，
[0022]熟化，得到预处理泡沫；
[0023]5)取Tris-HCl缓冲液和多巴胺，配制多巴胺缓冲溶液，将预处理泡沫置于多巴胺缓冲溶液中，加入改性氮化硼，25-28℃恒温水浴下反应24-28h，再加入氮磷多元醇，
[0024]继续反应，洗涤干燥，得到成品。
[0025]较优化的方案，包括以下步骤：
[0026]1)准备物料；
[0027]2)胺基化碳纳米管的制备：
[0028]a)取碳纳米管和混酸，搅拌20-30min，持续搅拌时辅以超声处理，再置于
[0029]130-140℃油浴温度下，回流反应1-1.2h，洗涤除去酸液，干燥，得到预处理碳纳米管；
[0030]b)取二环己基碳二亚胺、4-二甲胺基吡啶和二甲基甲酰胺，混合搅拌至溶解，加入预处理碳纳米管，超声搅处理20-30min，再加入聚丙烯酸，氮气环境下油浴反应18-20h，反应温度为80-85℃，反应后将产物置于聚乙烯亚胺的二甲基甲酰胺溶液中，25-28℃下搅拌反应16-20h，得到胺基化碳纳米管；
[0031]3)改性氮化硼的制备：取羟基化氮化硼、二甲基甲酰胺，超声分散20-30min，超声分散时持续进行搅拌，再加入甲苯二异氰酸酯和二丁基二月桂酸锡，氮气环境下搅拌反应60-70h，反应温度为40-45℃，除去未反应的甲苯二异氰酸酯，真空干燥，得到改性氮化硼；
[0032]4)取聚醚多元醇、改性聚醚多元醇、水、催化剂、硅油、抗氧剂、乙二醇、胺基化碳纳米管和增硬剂，混合搅拌30-40s，再加入甲苯二异氰酸酯，继续搅拌6-10s，
[0033]反应后发泡，熟化1d，得到预处理泡沫；
[0034]5)取Tris-HCl缓冲液和多巴胺，配制多巴胺缓冲溶液，将预处理泡沫置于多巴胺缓冲溶液中，加入改性氮化硼，25-28℃恒温水浴下反应24-28h，再加入氮磷多元醇，
[0035]继续反应1-2h，洗涤干燥，得到成品。
[0036]较优化的方案，混酸为浓硫酸、浓硝酸体积1：1复配。
[0037]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0038]本专利技术公开了一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，其中包括聚醚多元醇、
改性聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、复合催化剂、硅油、增硬剂、胺基化碳纳米管等组分，其中复合催化剂为胺催化剂、锡催化剂复配制得，增硬剂选择为1，4-丁二醇，通过添加增硬剂以提高聚氨酯泡沫的交联度，从而提高产品的硬度和力学性能。
[0039]本申请还添加了胺基化碳纳米管，在制备时先通过对碳纳米管进行表面混酸处理，混酸为浓硫酸浓硝酸复配得到，以提高碳纳米管的分散性，并对其表面进行活化，接着再碳纳米管表面接枝聚丙烯酸，使得碳纳米管表面引入大量的羧基，随即通过多乙烯多胺与羧基反应，得到表面胺基化改性的碳纳米管；在聚氨酯泡沫中加入胺基化碳纳米管，其表面的胺基可与体系内的异氰酸酯基反应，从而提高整个体系的交联度，使得聚氨酯泡沫的各项性能得到提升；同时由于碳纳米管表面含有胺基，可与体系内的羟基、异氰酸酯基存在交联、氢键等相互作用，使得碳纳米管均匀分散在聚氨酯体系中，使得整个聚氨酯的力学性能也得到提升。
[0040]本申请还添加了改性氮化硼、氮磷多元醇和多巴胺缓冲溶液，在制得预处理泡沫后，其中改性氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于：所述聚氨酯泡沫各组分原料包括：以重量计，聚醚多元醇60-70份、改性聚醚多元醇20-25份、甲苯二异氰酸酯50-60份、复合催化剂0.01-0.05份、硅油1-1.4份、抗氧剂0.8-1.2份、乙二醇1-2份、增硬剂0.3-0.5份、水3-5份、胺基化碳纳米管6-8份。2.根据权利要求1所述的一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于：所述改性聚醚多元醇为废弃聚氨酯泡沫通过溶剂热降解制备的聚醚多元醇。3.根据权利要求1所述的一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于：所述复合催化剂为胺催化剂和锡催化剂，所述胺催化剂和锡催化剂以质量比1：1复配。4.根据权利要求1所述的一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于：所述增硬剂为1，4-丁二醇。5.根据权利要求1所述的一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于：所述聚氨酯泡沫各组分原料还包括：以重量计，改性氮化硼10-18份、氮磷多元醇10-20份、多巴胺缓冲溶液15-25份。6.根据权利要求5所述的一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于：所述改性氮化硼主要由羟基氮化硼、二甲基甲酰胺、甲苯二异氰酸酯、二丁基二月桂酸锡制备得到。7.根据权利要求5所述的一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于：所述氮磷多元醇为N,N'-双(2-羟乙基)磷酸二乙酯、三羟甲基新戊二醇磷酰铵盐、六羟甲基双季戊四醇磷酰铵盐中的任意一种。8.一种阻燃半硬质聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)准备物料；2)胺基化碳纳米管的制备：a)取碳纳米管和混酸，搅拌，持续搅拌时辅以超声处理，再置于130-140℃油浴温度下，回流反应，洗涤除去酸液，干燥，得到预处理碳纳米管；b)取二环己基碳二亚胺、4-二甲胺基吡啶和二甲基甲酰胺，混合搅拌至溶解，加入预处理碳纳米管，超声搅处理，再加入聚丙烯酸，氮气环境下油浴反应，反应温度为80-85℃，反应后将产物置于聚乙烯亚胺的二甲基甲酰胺溶液中，25-28℃下搅拌反应，得到胺基化碳纳米管；3)改性氮化硼的制备：取羟基化氮化硼、二甲基甲酰胺，超声分散，超声分散时持续进行搅拌，再加入甲苯二异氰酸酯和二丁基二月桂酸锡，氮气环境下搅拌反应，...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾紫敬，
申请(专利权)人：盐城市恒丰海绵有限公司，
类型：发明
国别省市：