一种高氧指数聚氨酯阻燃硬质泡沫及其组合物和制备方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯硬质泡沫技术领域，具体涉及一种高氧指数聚氨酯阻燃硬质泡沫及其组合物和制备方法，所述组合物包括A组分和B组分，所述A组分包括聚醚和阻燃聚醚，所述B组分包括异氰酸酯和阻燃剂，控制所述A组分的pH为7.5

【技术实现步骤摘要】
一种高氧指数聚氨酯阻燃硬质泡沫及其组合物和制备方法


[0001]本专利技术属于聚氨酯硬质泡沫
，具体涉及一种高氧指数聚氨酯阻燃硬质泡沫及其组合物和制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯泡沫材料是以异氰酸酯和聚醚多元醇为主要原料，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，经高压发泡机现场发泡而成的高分子聚合物，分为聚氨酯软泡材料和聚氨酯硬泡材料两种，其中，软泡材料为开孔结构，硬泡材料为闭孔结构，而软泡材料又分为结皮和不结皮两种。
[0003]聚氨酯硬泡材料是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数很低，相当于挤塑板的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的。硬质聚氨酯泡沫塑料主要应用在建筑物外墙保温、屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、管道保温材料、建筑板材、家电、冷藏车及冷库隔热材等方面。聚氨酯软泡材料的主要功能是缓冲，因此常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装以及隔音内衬。
[0004]本专利技术的专利权人的早期专利CN111647190B公开了制备聚氨酯硬泡的配方、套装及其制备方法以及聚氨酯硬泡及其制备方法与应用。配方，第一组分按质量比计包括：聚醚90％～96％、催化剂2％～5％以及硅油；第二组分按质量比计包括：异氰酸酯70％～94.9％、低温发泡剂5％～29.9％和干燥剂。套装的制备方法，包括：将第一组分中各成分在40～60℃下混合反应充分得到第一混料；将第二组分中的各成分在
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20～0℃下混合反应充分得到第二混料。聚氨酯硬泡的制备方法，将第一混料和第二混料混合发泡。该泡沫导热系数稳定性好，衰减性好，适合应用于低温保温环境中。但是没有涉及阻燃性能提升，是否加入阻燃剂以及在A组分或B组分加入的影响等均未做研究，加入阻燃剂后聚氨酯硬泡性能均无法预估。
[0005]CN114395097A公开了一种用于井下巷道加固的双组分阻燃聚氨酯材料及其制备方法。所述聚氨酯材料由A组分和B组分按质量比1:(1
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1.1)组成，其中A组分包括以下百分比的原料：聚醚多元醇A 30
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50％，聚醚多元醇B10
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30％，聚酯多元醇C15
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25％，阻燃剂20
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30％，催化剂1
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3％；B组分为含有0
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35wt％阻燃剂的改性异氰酸酯型聚氨酯预聚体。该专利申请的聚氨酯材料具有反应温度低，力学性能高、阻燃效果好的特点，满足煤矿用高分子材料的性能要求。但是该技术通过多种性能差别大的聚醚多元醇复配，聚醚多元醇与阻燃剂复配，且需通过阻燃剂与异氰酸酯反应成为改性异氰酸酯型聚氨酯预聚体后作为B组分，才实现阻燃性能提升，多种成分的复配以及改性，工艺复杂，且阻燃效果不能保证。
[0006]然而，目前国际上对聚氨酯硬泡的阻燃性要求越来越高，板材要达到B2甚至B1级阻燃。现有技术中的聚氨酯硬泡的阻燃效果无法达到B2以上，很难达到B1级，特别是氧指数≥32％的指标基本达不到，且若阻燃剂量增多或长时间储存会导致分层；而且，原料制备工艺复杂，组成复杂，同时还存在收缩、存放期短、强度低、活性失效，不能发泡，熟化时间长的缺点。本领域亟需一种高氧指数聚氨酯阻燃硬质泡沫能够在满足硬度要求的情况下，具有
优异的阻燃性能，而且可长时间储存，不分层，性能稳定。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的聚氨酯硬泡材料用组合物存放期短且阻燃性无法满足要求的缺陷，提供一种高氧指数聚氨酯阻燃硬质泡沫及其组合物和制备方法，该聚氨酯阻燃硬质泡沫能够在满足硬度要求的情况下，具有优异的阻燃性能，而且可长时间储存，不分层，性能稳定。
[0008]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种高氧指数聚氨酯阻燃硬质泡沫用组合物，包括A组分和B组分，所述A组分包括聚醚和阻燃聚醚，所述B组分包括异氰酸酯和阻燃剂，控制所述A组分的pH为7.5
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10，所述B组分的pH为4
‑
6。
[0009]根据本专利技术，优选地，所述聚醚的羟值与所述阻燃聚醚的羟值的比值为(1.19
‑
1.57)：1。
[0010]优选地，所述阻燃聚醚的羟值为300
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360mgKOH/g，所述聚醚的羟值为430
‑
470mgKOH/g。
[0011]根据本专利技术，优选地，所述阻燃聚醚的质量m和阻燃剂的质量n满足：m/n为(2
‑
6.5)：1。
[0012]根据本专利技术，优选地，所述A组分还包括催化剂、硅油和发泡剂，所述B组分还包括干燥剂和防结晶剂。
[0013]进一步优选地，以A组分总量计，所述阻燃聚醚的量为30
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42wt％，催化剂的量为2.5
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4.5wt％，硅油的量为3
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4.5wt％，发泡剂的量为10
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15wt％，聚醚的量为34
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54.5wt％。
[0014]进一步优选地，以B组分总量计，所述阻燃剂的量为10
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22wt％，干燥剂的量为0.15
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0.32wt％，防结晶剂的量为0.21
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0.32wt％，异氰酸酯的量为77
‑
89.64wt％。
[0015]更优选地，所述催化剂包括环己胺。
[0016]更优选地，所述发泡剂包括水和环戊烷，其中，以A组分总量计，水的量为1
‑
4wt％，环戊烷的量为6
‑
14wt％。
[0017]更优选地，所述干燥剂包括亚磷酸酯和任选的苯酚，优选地，以质量计，亚磷酸酯/苯酚为(1.3
‑
1.6):1。
[0018]更优选地，所述防结晶剂包括高氯酸和任选的三氟甲磺酸，优选地，以质量计，高氯酸/三氟甲磺酸为(1.2
‑
1.7):1。
[0019]在本专利技术优选的一些实施方式中，所述A组分中水的量为1.5
‑
2.5wt％；所述B组分的含水量小于200ppm，更优选不超过100ppm。
[0020]在本专利技术优选的一些实施方式中，所述阻燃剂为TCPP和TEP，以质量计，TCPP/TEP为1：(1.1
‑
1.9)。
[0021]在本专利技术优选的一些实施方式中，所述阻燃聚醚为LY
‑
pb01。
[0022]第二方面，本专利技术提供了一种高氧指数聚氨酯阻燃硬质泡沫，其由第一方面所述的组合物制备得到。
[0023]优选地，所述聚氨酯阻燃硬质泡沫的氧指数在32％以上；且，所述聚氨酯阻燃硬质泡沫的性能满足：在6个月之后，密度偏差变化率小于10％，压力泡密度变化率小于12％，强度在140kPa以上，尺寸稳定性收缩小于1％，导热系数不超过0.022W/(m
·
K)。
[0024]第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高氧指数聚氨酯阻燃硬质泡沫用组合物，包括A组分和B组分，其特征在于，所述A组分包括聚醚和阻燃聚醚，所述B组分包括异氰酸酯和阻燃剂，控制所述A组分的pH为7.5
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10，所述B组分的pH为4
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6。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚醚的羟值与所述阻燃聚醚的羟值的比值为(1.19
‑
1.57)：1。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述阻燃聚醚的羟值为300
‑
360mgKOH/g，所述聚醚的羟值为430
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470mgKOH/g。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阻燃聚醚的质量m和阻燃剂的质量n满足：m/n为(2
‑
6.5)：1。5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述A组分还包括催化剂、硅油和发泡剂，所述B组分还包括干燥剂和防结晶剂。6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，以A组分总量计，所述阻燃聚醚的量为30
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42wt％，催化剂的量为2.5
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4.5wt％，硅油的量为3
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4.5wt％，发泡剂的量为10
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15wt％，聚醚的量为34
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54.5wt％；以B组分总量计，所述阻燃剂的量为10
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22wt％，干燥剂的量为0.15
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0.32wt％，防结晶剂的量为0.21
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0.32wt％，异氰酸酯的量为77
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89.64wt％。7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述催化剂包括环己胺；所述发泡剂包括水和环戊烷，其中，以A组分总量计，水的量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯运成，关志强，麦景恒，梁秋明，
申请(专利权)人：中山市伯士的化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：