一种阻燃聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及聚氨酯泡沫技术领域，尤其涉及一种阻燃聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用。本发明专利技术所述阻燃聚氨酯硬质泡沫，包括以下重量份数的制备原料：聚醚多元醇15～25份，聚乙二醇10～20份，异氰酸酯100～125份，水1～5份，催化剂0.1～0.8份，泡沫稳定剂1～3份，石墨材料2～5份，固相磷系阻燃剂2～10份，气相磷系阻燃剂3～10份，气固两相磷系阻燃剂1～3份。根据实施例的记载，本发明专利技术提供的阻燃聚氨酯硬质泡沫的氧指数达到31.1％，阻燃级别为V

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯泡沫
，尤其涉及一种阻燃聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯硬质泡沫简称聚氨酯硬泡，主要是由异氰酸酯与多元醇反应生成的一种有机高分子材料，聚氨酯硬泡是聚氨酯工业制品中最大的产品之一，以其质轻、保温性能好和抗压强度高等优点，广泛应用于建筑、汽车、家具、电子和航天等领域。然而，未经阻燃处理的聚氨酯硬泡是一种高度易燃的材料，且燃烧过程中会产生大量的烟雾和CO、NO、HCN等有毒气体，对人类的生命财产安全产生了巨大隐患。随着聚氨酯硬泡应用领域的不断扩大，潜在的火灾危险性也越来越大。因此，对聚氨酯硬泡阻燃研究具有防患于未然的显示意义。
[0003]当前用于聚氨酯硬泡的阻燃剂多为卤系阻燃剂，由于二次污染和环境可持续发展问题阻碍其发展应用，无卤阻燃技术无疑是今后主要研究方向。近年来，磷系阻燃剂、石墨类材料具有无卤、烟气毒性低等优点，在聚氨酯硬泡中得到广泛应用。但是，在实际应用中单独使用存在添加量大、阻燃效率低和功能单一等问题。添加量过多会增加基体粘度，严重影响发泡效果，氧指数值也难以达到期望的30％以上。因此，研究高效、环保、低添加量阻燃聚氨酯硬泡体系将会带来更多的应用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种一种阻燃聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用。本专利技术所述的阻燃聚氨酯硬质泡沫的阻燃剂添加量少，且具有优异的阻燃效果，环境友好。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种阻燃聚氨酯硬质泡沫，包括以下重量份数的制备原料：聚醚多元醇15～25份，聚乙二醇10～20份，异氰酸酯100～125份，水1～5份，催化剂0.1～0.8份，泡沫稳定剂1～3份，石墨材料2～5份，固相磷系阻燃剂2～10份，气相磷系阻燃剂3～10份，气固两相磷系阻燃剂1～3份。
[0007]优选的，所述石墨材料包括膨胀石墨、可膨胀石墨和石墨烯中的一种或几种。
[0008]优选的，所述固相磷系阻燃剂包括聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐和磷酸酯中的一种或几种。
[0009]优选的，所述气相磷系阻燃剂包括有机膦酸二酯和/或膦酰胺。
[0010]优选的，所述气固两相磷系阻燃剂包括红磷、黑磷、9,10
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二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
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氧化物和聚磷腈类阻燃剂中的一种或几种。
[0011]优选的，所述催化剂包括辛酸亚锡、二月硅酸二丁基锡、乙二胺、辛酸钾和2,4,6
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三(二甲胺基甲基)苯酚中的一种或几种。
[0012]优选的，所述聚醚多元醇的数均分子量为400～1000。
[0013]优选的，所述聚乙二醇为聚乙二醇
‑
400；
[0014]所述泡沫稳定剂为泡沫稳定剂AK
‑
8805。
[0015]本专利技术还提供了上述技术方案所述的阻燃聚氨酯硬质泡沫的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将聚醚多元醇、聚乙二醇、水、催化剂、泡沫稳定剂、石墨材料、固相磷系阻燃剂、气相磷系阻燃剂、气固两相磷系阻燃剂和异氰酸酯混合后，依次进行浇铸、发泡和熟化，得到所述阻燃聚氨酯硬质泡沫。
[0017]本专利技术还提供了上述技术方案所述的阻燃聚氨酯硬质泡沫在作为保温材料中的应用。
[0018]本专利技术提供了一种阻燃聚氨酯硬质泡沫，包括以下重量份数的制备原料：聚醚多元醇15～25份，聚乙二醇10～20份，异氰酸酯100～125份，水1～5份，催化剂0.1～0.5份，泡沫稳定剂1～3份，石墨材料2～5份，固相磷系阻燃剂2～10份，气相磷系阻燃剂3～10份，气固两相磷系阻燃剂1～3份。本专利技术将分别具有高效气相自由基捕捉效应，高效固相催化成碳效应以及具有有效气固双相阻燃效应的不同价态磷化合物进行复合，形成具备气相
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凝聚相双连续相阻燃过程，提高磷系阻燃剂的阻燃效率，并与石墨类材料产生协同阻燃作用，从而赋予聚氨酯硬质泡沫优异的阻燃性能，且所述阻燃聚氨酯硬质泡沫中未使用卤系阻燃剂，无毒，不影响人体生命健康。根据实施例的记载，本专利技术提供的阻燃聚氨酯硬质泡沫的氧指数达到31.1％，阻燃级别为V
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0级别，具有优异的阻燃性。
具体实施方式
[0019]本专利技术提供了一种阻燃聚氨酯硬质泡沫，包括以下重量份数的制备原料：聚醚多元醇15～25份，聚乙二醇10～20份，异氰酸酯100～125份，水1～5份，催化剂0.1～0.8份，泡沫稳定剂1～3份，石墨材料2～5份，固相磷系阻燃剂2～10份，气相磷系阻燃剂3～10份，气固两相磷系阻燃剂1～3份。
[0020]在本专利技术中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0021]按重量份数计，本专利技术提供的阻燃聚氨酯硬质泡沫的制备原料包括15～25份聚醚多元醇，优选为18～22份。在本专利技术中，所述聚醚多元醇的数均分子量优选为400～1000，更优选为500～800。在本专利技术中，所述聚醚多元醇作为制备聚氨酯的主要原料。
[0022]以所述聚醚多元醇的重量份数为基准，本专利技术提供的磷/石墨烯阻燃聚氨酯硬质泡沫的制备原料包括10～20份聚乙二醇，优选为12～18份，更优选为14～16份。在本专利技术中，所述聚乙二醇优选为聚乙二醇
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400；在本专利技术中，所述聚乙二醇为发泡稳定剂。
[0023]以所述聚醚多元醇的重量份数为基准，本专利技术提供的磷/石墨烯阻燃聚氨酯硬质泡沫的制备原料包括100～125份异氰酸酯，优选为105～120份，更优选为110～115份。本专利技术对所述异氰酸酯的种类或者是型号没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的即可。在本专利技术的具体实施例中，所述异氰酸酯优选为PM
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200，NCO在异氰酸酯中的质量分数优选为30.5～32.0％。在本专利技术中，所述异氰酸酯与聚醚多元醇反应生成聚氨酯。
[0024]以所述聚醚多元醇的重量份数为基准，本专利技术提供的磷/石墨烯阻燃聚氨酯硬质泡沫的制备原料包括1～5份水，优选为2～4份，更优选为2.5～3.5份。在本专利技术中，所述水优选为去离子水。
[0025]以所述聚醚多元醇的重量份数为基准，本专利技术提供的磷/石墨烯阻燃聚氨酯硬质
泡沫的制备原料包括0.1～0.8份的催化剂，优选为0.3～0.8份，更优选为0.5～0.8份。在本专利技术中，所述催化剂优选包括辛酸亚锡、二月硅酸二丁基锡、乙二胺、辛酸钾和2,4,6
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三(二甲胺基甲基)苯酚中的一种或几种；当所述催化剂为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本专利技术的实施例中，所述催化剂为质量比为3:5的辛酸亚锡和2,4,6
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三(二甲胺基甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，包括以下重量份数的制备原料：聚醚多元醇15～25份，聚乙二醇10～20份，异氰酸酯100～125份，水1～5份，催化剂0.1～0.8份，泡沫稳定剂1～3份，石墨材料2～5份，固相磷系阻燃剂2～10份，气相磷系阻燃剂3～10份，气固两相磷系阻燃剂1～3份。2.如权利要求1所述的阻燃聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述石墨材料包括膨胀石墨、可膨胀石墨和石墨烯中的一种或几种。3.如权利要求1所述的阻燃聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述固相磷系阻燃剂包括聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐和磷酸酯中的一种或几种。4.如权利要求1所述的阻燃聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述气相磷系阻燃剂包括有机膦酸二酯和/或膦酰胺。5.如权利要求1所述的阻燃聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述气固两相磷系阻燃剂包括红磷、黑磷、9,10
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二氢
‑9‑
氧杂
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10
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磷杂菲
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵小敏，林绍铃，陈国华，黄伟森，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：