一种阻燃生物基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生物基聚氨酯泡沫，所述阻燃生物基聚氨酯泡沫由A组分与B组分混合制得，A组分所含原料及各原料的重量份数为：A组分：聚碳酸亚丙酯二醇10

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃生物基聚氨酯泡沫及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯泡沫
，尤其是涉及一种阻燃生物基聚氨酯泡沫及其制备方法。

技术介绍

[0002]腰果酚作为腰果壳液中的主要成分，来源丰富，价格低廉。腰果酚常温下为淡黄色油状液体，其苯环结构使其具有芳香族化合物的特性，耐高温特性，间位不饱和长直链烃基结构使其具有脂肪族化合物的特性，良好的柔韧性和自干性等性能。腰果酚衍生物腰果酚缩水甘油醚是一种腰果酚和环氧氯丙烷反应产物，易于化学工业改性，具有良好的疏水性和耐化学药品性，在替代石油基产品方面发挥着重要作用。
[0003]聚氨酯(PU)材料因其良好的尺寸稳定性、隔热隔音性、耐低温性、耐油污性能等，逐步成为了使用最为广泛的高分子材料之一。在品种众多的聚氨酯材料中，聚氨酯泡沫(PUF)因其良好的隔热性能、耐水性能以及较高的化学稳定性而在实际生活中具有广泛的应用。在家具行业，包括室内装潢、绝缘和包装，以及汽车应用，包括坐垫、保险杠和隔音。这种聚合物是通过异氰酸酯和多元醇的反应以及用于调节最终泡沫产品性能的其他添加剂生产的。然而，这些试剂大多来自石化产品，增加了对石油的依赖。因此，对环境的关注和对可持续技术的需求促使使用可再生原料生产聚氨酯泡沫。
[0004]近年来石油进入海洋环境造成重大海洋环境污染的事件频繁发生，泄漏的石油已成为了海洋污染的主要类型之一。用聚氨酯泡沫处理吸收油污具有吸油量大，吸油速率快，易回收等优点，是一种比较有发展前途的方法。
[0005]纯的聚氨酯泡沫存在严重的火灾隐患，其极限氧指数通常仅为17
‑
18％，属于易燃产品，并且其较大的表面积和良好的透气性会加速燃烧时火势的蔓延。因此，对聚氨酯泡沫材料进行改性提高其耐火性能成为了近些年研究的热点。常规阻燃剂的使用通常难以达到高的阻燃性能，而近年来无机阻燃添加剂如氢氧化铝等因其在燃烧过程中不产生毒性气体，具有抑烟效应，不挥发，无毒，价格低廉，不受水影响，在工业领域中的重要性日渐增加。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种阻燃生物基聚氨酯泡沫及其制备方法。本专利技术利用生物基材料为原料，引入以CO2和环氧丙烧制备的聚碳酸亚丙酯二醇开发出性能优异的阻燃生物基聚氨酯泡沫。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种阻燃生物基聚氨酯泡沫，所述阻燃生物基聚氨酯泡沫由A组分与B组分混合制得，各组分所含原料及各原料的重量份数为：
[0009]A组分：
[0010][0011][0012]所述A组分与B组分的重量比为1:1
‑
1.5。
[0013]所述聚碳酸亚丙酯二醇的羟值为56
±
2mg KOH/g，分子量为2000。
[0014]优选地，所述聚碳酸亚丙酯二醇为兴宁化工PPC
‑
2A
‑
1(羟值为56
±
2mgKOH/g，粘度为4000
‑
6000mPa
·
s/40℃，分子量为2000)、PPC
‑
2B
‑
1(羟值为56
ꢀ±
2mg KOH/g，粘度为1000
‑
2000mPa
·
s/40℃，分子量为2000)中的一种或多种。
[0015]所述聚醚多元醇为上海东大化学有限公司生产的Donol R4110(羟值为 420
‑
460mg KOH/g)、Donol R4040(380
‑
420mg KOH/g)、Donol R8238(385
‑
405 mg KOH/g)中的一种或多种。
[0016]所述腰果酚基多元醇的制备方法为：将腰果酚基缩水甘油醚与二乙醇胺混合，在40
‑
80℃下搅拌反应8
‑
48h，反应结束后，冷却到室温，得到腰果酚基多元醇。所述腰果酚基缩水甘油醚与二乙醇胺的摩尔比为1:0.5
‑
3。
[0017]所述发泡催化剂为N,N
‑
二甲基环己胺、双(2
‑
二甲氨基乙基)醚、N
‑
乙基吗啉、 N,N
’‑
二乙基哌嗪、三乙醇胺、吡啶、N,N
’‑
二甲基吡啶、三乙烯二胺中的一种或多种；
[0018]所述反应催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、双二甲氨基乙基醚、五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺中的一种或多种；
[0019]所述发泡剂为正戊烷、水、141b中的一种；
[0020]所述泡沫稳定剂为BD
‑
3086、PU
‑
1254、PU
‑
1257、DC
‑
193、DC
‑
200、CGY
‑
1、中的一种或多种。
[0021]所述阻燃剂为磷酸三氯乙酯(TCCP)、氢氧化铝与植酸盐水溶液的混合物；其中，磷酸三氯乙酯(TCCP)、氢氧化铝与植酸盐水溶液的质量比为1:1:1
‑
2。
[0022]所述植酸盐水溶液的制备方法为：
[0023]将70wt％的植酸水溶液与中和剂混合均匀，室温下搅拌反应1h，升温至 30
‑
60℃
继续反应2
‑
4h；反应结束后，冷却至室温，得到植酸盐的水溶液。
[0024]优选地，所述中和剂为三乙胺、二乙胺、二乙醇胺、尿素中的一种或多种；植酸与中和剂的摩尔比为1:1
‑
12。
[0025]所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚亚甲基聚芳基异氰酸酯中的一种或多种。
[0026]一种所述阻燃生物基聚氨酯泡沫的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：各原料以重量份数计；
[0027](1)将10
‑
30份聚碳酸亚丙酯二醇、50
‑
90份聚醚多元醇、10
‑
90份腰果酚基多元醇、0.1
‑
2份发泡催化剂、0.1
‑
1.5份反应催化剂、1
‑
15份发泡剂、0.5
‑
5 份泡沫稳定剂和30
‑
45份阻燃剂混合，高速搅拌分散均匀后，得到A组分；
[0028](2)准确称量100
‑
400份异氰酸酯作为B组分；
[0029](3)800
‑
1500rpm下在A组分中加入B组分，A组分与B组分按照重量比为1:1
‑
1.5混合，1000
‑
1800rpm转速下搅拌0.5
‑
2h后，停止搅拌；室温静置发泡 2
‑
5h，之后在50
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃生物基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述阻燃生物基聚氨酯泡沫由A组分与B组分混合制得，各组分所含原料及各原料的重量份数为：A组分：B组分：异氰酸酯100
‑
400份所述A组分与B组分的重量比为1:1
‑
1.5。2.根据权利要求1所述的阻燃生物基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚碳酸亚丙酯二醇的羟值为56
±
2mg KOH/g，分子量为2000。3.根据权利要求1所述的阻燃生物基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚醚多元醇为上海东大化学有限公司生产的Donol R4110、Donol R4040、Donol R8238中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的阻燃生物基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述腰果酚基多元醇的制备方法为：将腰果酚基缩水甘油醚与二乙醇胺混合，在40
‑
80℃下搅拌反应8
‑
48h，反应结束后，冷却到室温，得到腰果酚基多元醇。5.根据权利要求4所述的阻燃生物基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述腰果酚基缩水甘油醚与二乙醇胺的摩尔比为1:0.5
‑
3。6.根据权利要求1所述的阻燃生物基聚氨酯泡沫，其特征在于，所述发泡催化剂为N,N
‑
二甲基环己胺、双(2
‑
二甲氨基乙基)醚、N
‑
乙基吗啉、N,N
’‑
二乙基哌嗪、三乙醇胺、吡啶、N,N
’‑
二甲基吡啶、三乙烯二胺中的一种或多种；所述反应催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、双二甲氨基乙基醚、五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺中的一种或多种；所述发泡剂为正戊烷、水、141b中的一种；所述泡沫稳定剂为BD
‑
3086、PU
‑
1254、PU
‑
1257、DC
‑
193、DC
‑
200、CGY
‑
1、中的一种或多种。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王连山，王靖然，刘敬成，
申请(专利权)人：山东蓝天新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：