一种石化行业用阻燃聚脲防护材料制造技术

本发明专利技术公开了一种石化行业用阻燃聚脲防护材料，涉及阻燃材料的技术领域，其技术方案要点是，包括A组分和B组分，按重量份计，A组分为第一聚醚多元醇与芳香族异氰酸酯反应制得的半预聚体，其NCO％含量为15％～20％；B组分包括：第二聚醚多元醇30～50份，胺类扩链剂20～30份，复合阻燃剂15～30份，分子筛3～5份，色浆3～5份，偶联剂0.2～0.5份，催化剂0.2～0.5份；复合阻燃剂由苯基聚磷酸端氨基酯、添加型无卤苯基磷腈类阻燃剂、添加型粉体阻燃剂组成；使用时，将A、B组分按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述阻燃聚脲防护材料；其具有优异的力学性能、耐冲击性、低温柔韧性和高效环保的优点。环保的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种石化行业用阻燃聚脲防护材料


[0001]本专利技术涉及阻燃材料
，更具体地说，它涉及一种石化行业用阻燃聚脲防护材料。

技术介绍

[0002]石化行业中设备的使用环境非常复杂，因腐蚀、火灾、老化造成巨大经济损失和人员伤亡的情况普遍存在，产品要在这种环境中长时间正常运行，防腐、阻燃和抗老化的性能设计至关重要。喷涂聚脲材料因其无溶剂环保、机械强度高、施工速度快等特点，在埋地管道及储罐防腐、军用蒙皮等领域广泛应用，但是，能兼具优异的阻燃和力学性能，真正意义上实现高效环保阻燃的喷涂聚脲材料还未得到广泛研究。
[0003]当前，市场上的阻燃聚脲产品质量参差不齐，阻燃聚脲主要通过添加阻燃剂实现，但这种方式可能破坏分子间氢键作用，影响分子链聚集形态和产品性能，且添加型阻燃剂会延长聚脲固化时间，产生流挂，不适合立面及顶面作业，还存在易沉降、易析出、阻燃效率低、阻燃剂与聚合物体系相容性差、热稳定性差、恶化基材性能等问题，因此如果能研发出一种力学性能佳、阻燃性能好、环保高效、不析出、不沉降、热稳定性好、不影响施工性能的阻燃聚脲防护材料，将会推动阻燃聚脲迈上一个新的台阶。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种石化行业用阻燃聚脲防护材料，其具有优异的力学性能、耐冲击性、低温柔韧性和高效环保的优点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种石化行业用阻燃聚脲防护材料，包括A组分和B组分，按重量份计，
[0006]所述A组分为第一聚醚多元醇与芳香族异氰酸酯反应制得的半预聚体，其NCO％含量为15％～20％；
[0007]所述B组分包括：第二聚醚多元醇30～50份，胺类扩链剂20～30份，复合阻燃剂15～30份，分子筛3～5份，色浆3～5份，偶联剂0.2～0.5份，催化剂0.2～0.5份；
[0008]所述复合阻燃剂由苯基聚磷酸端氨基酯、添加型无卤苯基磷腈类阻燃剂、添加型粉体阻燃剂组成；
[0009]使用时，将所述A、B组分按体积比1:1的比例混合均匀后喷涂，即可制得所述阻燃聚脲防护材料。
[0010]进一步地，所述苯基聚磷酸端氨基酯的制备，包括以下步骤：
[0011]S1、制备中间产物
[0012]向合成装置的苯基磷酰二氯中以滴加方式加入小分子二元醇，反应温度维持在10～20℃，反应过程中脱去副产物氯化氢，得到的中间产物如式1所示：
[0013][0014]S2、制备苯基聚磷酸端氨基酯
[0015]以中间产物和氨气为原料，添加四元催化剂Ni
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Cu
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Cr
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La，在临氢气氛下进行气
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液
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固三相反应，首先在催化剂作用下将中间产物的羟基脱氢生成羰基，然后通氨气使羰基氨化并脱水生成烯亚胺，最后通氢气将烯亚胺加氢还原成端氨基聚合物即苯基聚磷酸端氨基酯，如式(2)所示：
[0016][0017]进一步地，步骤S1的二元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、1,4丁二醇中的至少一种。
[0018]进一步地，步骤S2的三相反应条件为：反应温度50～80℃，反应压力0.03～0.15MPa，反应时间2～5h。
[0019]进一步地，所述复合阻燃剂的组成为苯基聚磷酸端氨基酯：六苯氧基环三磷腈：添加型粉体阻燃剂＝(1～2)：(1～3)：(1～2)。
[0020]进一步地，所述复合阻燃剂在B组分中的质量分数为25～30％，其中，苯基聚磷酸端氨基酯在B组分中的质量分数≤10％，六苯氧基环三磷腈在B组分中的质量分数≤15％，添加型粉体阻燃剂在B组分中的质量分数≤10％。
[0021]进一步地，所述添加型粉体阻燃剂为石墨、次磷酸铝、磷氮类协效阻燃剂中的一种或两种。
[0022]进一步地，A组分的半预聚体制备条件为：在惰性环境中，将第一聚醚多元醇搅拌加热至100～120℃，在真空负压下脱水，随后降温至50～60℃加入异氰酸酯，在80～90℃下反应2～3h。
[0023]进一步地，所述第一聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚多元醇和聚氧化丙烯醚多元醇中的至少一种，所述第一聚醚多元醇分子量为1000～2000；所述第二聚醚多元醇为二官能度聚醚多元醇、三官能度聚醚多元醇中的一种或两种，所述第二聚酯多元醇的分子量为1000～4000。
[0024]进一步地，所述石墨的规格为80～150目。
[0025]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术提供的阻燃聚脲防护材料，其通过复合阻燃剂的协同作用，使得聚脲材料兼具优异的力学性能和阻燃性能；其中，苯基聚磷酸端氨基酯合成过程中涉及的磷氮元素及含量可以提供聚脲高阻燃性，苯基能提高其热老化性能，并且合成的端氨基能与聚脲反应接到大分子链中，经验证在添加范围5％～10％内不会对力学性能造成负面影响；六苯氧基环三磷腈为添加型阻燃剂，经验证其用量在15％以下使得聚脲具有高强度高拉伸的优异力学性能，其中的磷氮也能进一步提升阻燃性能；加之添加型粉体阻燃剂的抑烟抗滴落协效作用三者共同作用，既赋予聚脲材料优异的阻燃性能，同时不会对聚脲的力学性能产生
负面影响，用于石化行业可以同时达到环保高效阻燃和安全防护的效果。
[0027]本专利技术提供的用于石化行业的阻燃聚脲防护材料，拥有优异的力学性能、耐冲击性、低温柔韧性和高效环保的阻燃性能，其性能可达到拉伸强度≥15MPa，断裂伸长率≥300％，撕裂强度≥60N/mm，耐
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40℃低温，阻燃性能达到UL
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94V0等级，氧指数28％，燃烧时无黑烟，可用于石油、石化、电气等石化行业阻燃防护领域。
附图说明
[0028]图1是本专利技术阻燃剂(HATA/HPCTP/PSi/EOP)的热重分析测试图，其中，HATA：三氮唑类磷腈衍生物、HPCTP：六苯氧基环三磷腈、Psi：含磷硅氧烷、EOP：含磷多元醇；
[0029]图2是本专利技术阻燃聚脲(PUA
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HPCTP/AHP/EG/EOP)的热重分析图，其中，PUA：聚脲、HPCTP：六苯氧基环三磷腈、AHP：次磷酸铝、EG:石墨、EOP:含磷多元醇；
[0030]图3是本专利技术实施例1的热重分析测试图；
[0031]图4是本专利技术实施例2的热重分析测试图；
[0032]图5是本专利技术实施例3的热重分析测试图；
[0033]图6是本专利技术实施例1的锥形量热测试图，(a)是热释放速率(HRR)曲线，(b)是总释热量(THR)曲线，(c)是总生烟量(TSP)曲线，(d)是残炭曲线；
[0034]图7是本专利技术实施例1的锥形量热测试后样片状态图，(a)、(b)、(c)均为聚脲试样在锥形量热测试后的表观状态。
具体实施方式
[0035]以下结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0036]本具体实施方式提供一种石化行业用阻燃聚脲防护材料，包括A组分和B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石化行业用阻燃聚脲防护材料，其特征在于，包括A组分和B组分，按重量份计，所述A组分为第一聚醚多元醇与芳香族异氰酸酯反应制得的半预聚体，其NCO％含量为15％～20％；所述B组分包括：第二聚醚多元醇30～50份，胺类扩链剂20～30份，复合阻燃剂15～30份，分子筛3～5份，色浆3～5份，偶联剂0.2～0.5份，催化剂0.2～0.5份；所述复合阻燃剂由苯基聚磷酸端氨基酯、添加型无卤苯基磷腈类阻燃剂、添加型粉体阻燃剂组成；使用时，将所述A、B组分按体积比1:1的比例进行喷涂，即可制得所述阻燃聚脲防护材料。2.根据权利要求1所述的阻燃聚脲防护材料，其特征在于，所述苯基聚磷酸端氨基酯的制备，包括以下步骤：S1、制备中间产物向合成装置的苯基磷酰二氯中以滴加方式加入小分子二元醇，反应温度维持在10～20℃，反应过程中脱去副产物氯化氢，得到的中间产物如式1所示：S2、制备苯基聚磷酸端氨基酯以中间产物和氨气为原料，添加四元催化剂Ni
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Cu
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Cr
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La，在临氢气氛下进行气
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液
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固三相反应，首先在催化剂作用下将中间产物的羟基脱氢生成羰基，然后通氨气使羰基氨化并脱水生成烯亚胺，最后通氢气将烯亚胺加氢还原成端氨基聚合物即苯基聚磷酸端氨基酯，如式(2)所示：3.根据权利要求2所述的阻燃聚脲防护材料，其特征在于，步骤S1的二元醇为乙二醇、一缩二乙二醇、1,4丁二醇中的至少一种。4.根据权利要求2所述的阻燃聚脲防护材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝柱，刘晓文，岳长山，张沪伟，邵春妍，王德威，张晶雪，
申请(专利权)人：青岛爱尔家佳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：