本发明专利技术涉及一种硬质聚氨酯材料及其制备方法与应用，主要解决现有技术中吸音好的硬质泡沫阻燃性能差的问题。本发明专利技术通过采用一种硬质聚氨酯材料，由组分A和组分B组成，组分A与组分B的重量份数比为100：100～110，组分A以重量份数计包括：聚酯多元醇5～15份，硬泡多元醇5～10份，阻燃剂68～76份，泡沫稳定剂0.5～1.0份，催化剂2～4份，发泡剂5～8份，开孔剂0.2～0.4份，抗氧剂0.5～1.5份；聚酯多元醇为阻燃型聚酯多元醇，平均分子量为400～500，官能度为1～3，羟值为200～260mgKOH/g；硬泡多元醇为阻燃型多元醇，平均分子量为400～650，官能度为2～3，羟值为200～300mgKOH/g；阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂中的至少两种；催化剂选自胺类催化剂或金属催化剂中至少一种的技术方案较好的解决了上述问题，可用于聚氨酯喷涂领域。可用于聚氨酯喷涂领域。
【技术实现步骤摘要】
硬质聚氨酯材料及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及硬质聚氨酯泡沫领域，尤其涉及一种硬质聚氨酯材料及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]目前，市面上常用的吸音材料大体上有两种，一种是高阻燃岩棉复合板，另一种是聚氨酯复合板；高阻燃岩棉复合板成本高、施工难度大，而常规的聚氨酯复合板的泡沫密度一般在35kg/m3左右，这种密度泡沫的导热系数较低，但成本高、重量大，对于轻量化要求高的汽车顶棚来说不是好的选择；近年来市场上虽有全水低密度吸音泡沫出现，但其氧指数普遍在23％左右，无法满足国家政策及人民大众对于保温材料的防火要求，因而聚氨酯材料的阻燃问题成为迫切需要解决的问题；此外，现有技术中低密度全水喷涂的吸音材料普遍强度较低，存在收缩严重、烧心、与基材粘结力差等问题。
[0003]中国专利CN103910854B公开了一种低密度阻燃半硬质聚氨酯泡沫，由包括组合聚醚多元醇、水、表面活性剂、催化剂和阻燃剂的混合物的A料，与作为B料的MDI体系异氰酸酯经发泡工艺制得；所述的A料组合聚醚多元醇与B料MDI体系异氰酸酯的重量比为70：110～230；所述的A料和B料的重量比为100：100～200；所述的组合聚醚多元醇包括40～70wt％的聚醚1、15～40wt％的聚醚2、3～20wt％的聚醚3；在一定程度上提高了刚性和阻燃性能，但其使用了膨胀石墨作为无机阻燃剂，对喷枪有损伤，且未提及具体氧指数，若无法达到28％以上，则无法满足大巴车喷涂要求。
[0004]中国专利CN112279991A公开了一种全水超低密度开孔硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，提供的全水超低密度开孔硬质聚氨酯泡沫，采用两种不同种类的聚醚多元醇作为反应原料，并以特定开孔硅油作为开孔剂，与水发泡剂、异氰酸酯混合反应，提高了聚氨酯泡沫的开孔率，同时使泡沫具有良好的强度，但未提及氧指数等阻燃性能及吸音性能情况，无法满足大巴车喷涂要求。
[0005]吸音性能是根据国标《GB/T 18696.1
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2004声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测试第1部分：驻波比法》测试材料的吸音系数；该设备的测试范围为100～6300Hz，将试样分别裁剪成直径为9.6cm和直径为3cm的圆形试样，9.6cm用于测试低频吸音系数，3cm用于测试高频吸音系数，其平均吸音系数为125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz下算出的平均系数。
[0006]一般认为，吸音系数大于0.2的材料为吸音材料，吸音系数大于0.5的为良好吸音材料。
技术实现思路
[0007]本专利技术所要解决的技术问题之一是，现有技术中吸音性能好的硬质聚氨酯材料阻燃性能差的问题，提供一种新的硬质聚氨酯材料，该硬质聚氨酯材料在具有良好吸音性能的条件下还具有高阻燃的优点。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的硬质聚氨酯材料的制备方法。
[0009]本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的硬质聚氨酯材料的应用。
[0010]为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种硬质聚氨酯材料，由组分A和组分B组成，组分A与组分B的重量份数比为100：100～110，组分A以重量份数计包括：聚酯多元醇5～15份，硬泡多元醇5～10份，阻燃剂68～76份，泡沫稳定剂0.5～1.0份，催化剂2～4份，水5～8份，开孔剂0.2～0.4份，抗氧剂0.5～1.5份；其中，所述的聚酯多元醇为阻燃型聚酯多元醇，平均分子量为400～500，官能度为1～3，羟值为200～260mgKOH/g；所述的硬泡多元醇为阻燃型多元醇，平均分子量为400～650，官能度为2～3，羟值为200～300mgKOH/g；所述的阻燃剂选自磷酸酯类阻燃剂中的至少两种；所述的泡沫稳定剂选自非水解硅碳类表面活性剂或聚硅氧烷型表面活性剂中的至少一种；所述的催化剂选自胺类催化剂或金属催化剂中的至少一种；组分B为多次甲基多苯基多异氰酸酯。
[0011]上述技术方案中，优选地，所述的聚酯多元醇选自HF
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8730、Terol 250或PS
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7001中的至少一种。
[0012]上述技术方案中，优选地，所述的硬泡多元醇选自CNP
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8119、Saytex RB
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79或XOL M125中的至少一种。
[0013]上述技术方案中，优选地，所述的硬泡多元醇CNP
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8119由以下步骤制备得到：
[0014](1)将三聚氰胺、多聚甲醛、甲醇和二乙醇胺按摩尔比1：6：9：3加入反应容器，搅拌均匀得到物料Ⅰ；
[0015](2)物料Ⅰ在常压下反应，反应温度为55℃，反应时间为3h，得到物料Ⅱ；
[0016](3)向物料Ⅱ中滴加亚磷酸二乙酯，滴加时间为1h，所加入的亚磷酸二乙酯与步骤(1)中三聚氰胺的摩尔比为3：1，得到物料Ⅲ；
[0017](4)物料Ⅲ升温至75℃，加入质量百分浓度为30％的磷酸水溶液调节pH值至4.0，继续反应3h，得到物料Ⅳ；
[0018](5)反应结束后向物料Ⅳ中加入质量百分浓度为30％的氢氧化钠水溶液，调节pH值为7.5，减压蒸馏脱除小分子副产物，减压蒸馏温度为75℃，压力为
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0.098MPa，以表压计，过滤除去固体盐后得到羟值为280mgKOH/g，粘度为1640mpa
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s/25℃，官能度为3的硬泡多元醇CNP
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8119。
[0019]上述技术方案中，优选地，所述的阻燃剂选自三(2
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氯乙基)磷酸酯、三(2
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氯丙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯或磷酸三乙酯中的至少两种；所述的催化剂选自Polycat 5、Polycat 41、Niax A
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33、Dabco T
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12、Dabco K
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15或Niax A
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1中的至少三种。
[0020]上述技术方案中，优选地，所述的开孔剂选自Ortegol 501或AK
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9901中的至少一种；所述的抗氧剂选自1035或1010中的至少一种；所述的泡沫稳定剂选自B
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1048、L
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6900或AK
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8805中的至少一种。
[0021]为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：一种硬质聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022](1)按以下组分重量份数准备原料：
[0023]组分A以重量份数计包括：聚酯多元醇5～15份，硬泡多元醇5～10份，阻燃剂68～
76份，泡沫稳定剂0.5～1.0份，催化剂2～4份，水5～8份，开孔剂0.2～0.4份，抗氧剂0.5～1.5份；其中，所述的聚酯多元醇为阻燃型聚酯多元醇，平均分子量为400～500，官能度为1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种硬质聚氨酯材料，由组分A和组分B组成，组分A与组分B的重量份数比为100：100～110，组分A以重量份数计包括：聚酯多元醇5～15份，硬泡多元醇5～10份，阻燃剂68～76份，泡沫稳定剂0.5～1.0份，催化剂2～4份，水5～8份，开孔剂0.2～0.4份，抗氧剂0.5～1.5份；其中，所述的聚酯多元醇为阻燃型聚酯多元醇，平均分子量为400～500，官能度为1～3，羟值为200～260mgKOH/g；所述的硬泡多元醇为阻燃型多元醇，平均分子量为400～650，官能度为2～3，羟值为200～300mgKOH/g；所述的阻燃剂选自磷酸酯类阻燃剂中的至少两种；所述的泡沫稳定剂选自非水解硅碳类表面活性剂或聚硅氧烷型表面活性剂中的至少一种；所述的催化剂选自胺类催化剂或金属催化剂中的至少一种；组分B为多次甲基多苯基多异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的硬质聚氨酯材料，其特征在于，所述的聚酯多元醇选自HF
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8730、Terol 250或PS
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7001中的至少一种。3.根据权利要求1所述的硬质聚氨酯材料，其特征在于，所述的硬泡多元醇选自CNP
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8119、Saytex RB
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79或XOL M125中的至少一种。4.根据权利要求3所述的硬质聚氨酯材料，其特征在于，所述的硬泡多元醇CNP
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8119由以下步骤制备得到：(1)将三聚氰胺、多聚甲醛、甲醇和二乙醇胺按摩尔比1：6：9：3加入反应容器，搅拌均匀得到物料Ⅰ；(2)物料Ⅰ在常压下反应，反应温度为55℃，反应时间为3h，得到物料Ⅱ；(3)向物料Ⅱ中滴加亚磷酸二乙酯，滴加时间为1h，所加入的亚磷酸二乙酯与步骤(1)中三聚氰胺的摩尔比为3：1，得到物料Ⅲ；(4)物料Ⅲ升温至75℃，加入质量百分浓度为30％的磷酸水溶液调节pH值至4.0，继续反应3h，得到物料Ⅳ；(5)反应结束后向物料Ⅳ中加入质量百分浓度为30％的氢氧化钠水溶液，调节pH值为7.5，减压蒸馏脱除小分子副产物，减压蒸馏温度为75℃，压力为
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0.098MPa，以表压计，过滤除去固体盐后得到硬泡多元醇CNP
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8119。5.根据权利要求1所述的硬质聚氨酯材料，其特征在于，所述的阻燃剂选自三(2
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氯乙基)磷酸酯、三(2
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氯丙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯或磷酸三乙酯中的至少两种；所述的催化剂选自Polycat 5、Polycat 41、Niax A
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33、Dabco T
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12、Dabco K
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15或Niax A
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1中的至少三种。6.根据权利要求1所述的硬质聚氨酯材料，其特征在于，所述的开孔剂选自Ortegol 501或AK
【专利技术属性】
技术研发人员：赵立，施剑峰，袁辉军，
申请(专利权)人：江苏长顺高分子材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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