一种高阻燃海绵的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高阻燃海绵的制备方法，包括制备预聚体、制备阻燃粉浆、制备发泡原料以及发泡加工四个步骤，该方法省时省力，生产的高阻燃聚氨酯海绵阻燃性能好，氧指数达到33，阻燃性能均匀、持久、稳定，而且无拉伸率小、弹性差、恢复性差等缺陷，且撕拉强度、硬度、断裂伸长率、气味、挥发性有机化合物含量等物理性能均达到地面交通工具所使用的阻燃海绵标准。准。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃海绵的制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃材料领域，特别涉及一种高阻燃海绵的制备方法。

技术介绍

[0002]海绵（聚氨酯软质泡沫塑料）在燃烧时热释放速率快、发热量高、火焰传播速度快、不易熄灭，还会产生浓烟和有毒气体，令人窒息，火灾危险性影响了其应用安全性。国内外对用于家居家具、车辆等场合的聚氨酯材料都设置了强制性的阻燃标准。2020年我国将交通工具领域使用的海绵阻燃性能要求提高到达到氧指数28 以上。
[0003]如此高标准的高阻燃海绵，现有技术较多使用浸渍法制备，就是将切割成型的聚氨酯泡沫浸渍于阻燃浆料中，然后烘干的方法。这种方法耗时耗能，不能用于大块和长泡产品，而且因浸渍不均匀，阻燃性能也不稳定。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种简单的两步法生产高阻燃聚氨酯海绵的方法。
[0005]本专利技术采取的技术方案为：一种高阻燃海绵的制备方法，包括以下步骤：（1）制备改性异氰酸酯：向反应釜中投入100份异氰酸酯，通入氮气，缓慢搅拌，升高温度至40
‑
50℃，加入10
‑
20份聚醚多元醇A，然后加入40
‑
60份三聚氰胺和5
‑
8份交联剂，温度升高至65
‑
85℃，恒温反应4
‑
6小时，测定NCO含量备用，所述NCO当量为19
‑
23。
[0006]（2）制备阻燃粉浆：室温下向100份聚醚多元醇B中加入20
‑
30份无机阻燃剂、30
‑
50份有机阻燃剂、10
‑
20份抗氧剂和5
‑
10份悬浮稳定剂，低速搅拌均匀。
[0007]（3）生产高阻燃海绵：高阻燃海绵在专用的水平发泡机上生产。将聚醚多元醇B、阻燃粉浆、阻燃接枝聚醚、硅油、胺催化剂、有机锡催化剂、水、改性异氰酸酯分别投入配料罐中，低速搅拌，控制原料温度为25
‑
30℃，按总吐料量200
‑
260公斤/分钟，和以下质量份数设置好自动计量配料系统：聚醚多元醇B、阻燃粉浆、阻燃接枝聚醚、硅油、胺催化剂、有机锡催化剂、水、改性异氰酸酯的质量比为30
‑
50 : 20
‑
30 : 30
‑
40 : 2
‑
4 : 1
‑
2 : 1
‑
2 : 3
‑
5 : 55
‑
70。
[0008]发泡前，调整水平发泡机的跌落板角度和箱体宽度，点检设备并校正计量泵，然后启动发泡机，自动送料系统开动，按设置好的原料配比向发泡机混合头中连续泵入发泡原料，混合头转子以4400
‑
4800转/分钟充分搅拌5
‑
12秒，混合料经输送摆头吐出到水平传送带上，传送带以3.5
‑
4米/分钟的速度连续移动发泡，制作出密度为30
‑
40kg/m3的高阻燃海绵。
[0009]进一步地，步骤（1）
‑
（3）中，所述聚醚多元醇A官能度为2，平均分子量为500
‑
1000。聚醚多元醇B官能度为3，平均分子量为2000
‑
4000。
[0010]进一步地，步骤（1）中所述交联剂为乙二胺、二乙醇胺、1，4
‑
丁二醇、乙二醇中的一种。
[0011]进一步地，步骤（2）中，所述无机阻燃剂为氢氧化铝、三氧化二锑、氧化硼、膨胀石墨、多聚磷酸铵中的一种或多种，所述有机阻燃剂为一种卤代烷基磷酸酯类。
[0012]进一步地，步骤（2）中，所述抗氧剂为亚磷酸三苯酯、亚磷酸一苯二异辛酯、亚磷酸三壬基苯酯中的一种。
[0013]进一步地，步骤（2）中，所述悬浮稳定剂为为聚乙二醇、硅烷KH
‑
550、硅烷A
‑
189、羧甲基纤维素中的一种或多种，优选为KH
‑
550。
[0014]进一步地，步骤（3）中，所述阻燃接枝聚醚为POP290E、FR
‑
326、YB3083中的一种，优选为YB3083。
[0015]进一步地，步骤（3）中，所述泡沫稳定剂为阻燃型软泡硅油L650。
[0016]进一步地，步骤（3）中，所述胺催化剂为A33、 A1、二乙醇胺、A300中的一种或两种，优选为A33和 A1。
[0017]进一步地，步骤（3）中，所述有机锡催化剂为有机铋、有机锡（辛酸亚锡）、有机锆、有机锌中的一种或两种，优选为有机锡（辛酸亚锡）。
[0018]进一步地，步骤（3）中，所述异氰酸酯为纯MDI、MDI
‑
50、聚合MDI、液化MDI、改性MDI8中的一种或两种，优选为MDI
‑
50和聚合MDI PM200。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：一、本专利技术提出用三聚氰胺和低分子量聚醚多元醇与异氰酸酯预聚得到三聚氰胺键合改性异氰酸酯。其原理在于：每个三聚氰胺分子中含有6个N原子，是一种优良的固体阻燃剂，利用其分子结构中的氨基可以与异氰酸酯中的NCO基团键合，形成结构型阻燃机制；而低分子量聚醚多元醇和交联剂的存在可以促进这种键合作用，同时消除空间位阻。
[0019]二、本专利技术首次提出用两步法生产高阻燃海绵，由于同时在发泡体系中加入含氮的三聚氰胺、含磷和卤素的有机阻燃剂及无机阻燃剂，实现了多种阻燃因素的协同效应，制成了氧指数高达33 的高阻燃海绵，是非浸渍法生产的阻燃海绵未能达到的水平。
[0020]三、本专利技术将无机阻燃剂、有机阻燃剂、悬浮稳定剂等与聚醚多元醇预混制成阻燃浆料，作为组分添加到发泡体系中，提高了阻燃剂在体系中的分散均匀度，对阻燃性能提高有较大帮助；同时减弱了固体粉末大量加入导致产品弹性、撕拉强度等物理性能降低的趋势，使生产出的产品性能均匀，拉伸率、弹性、撕拉强度等都能达到聚氨酯产品的国家标准。
[0021]四、本专利技术提出的制备方法用于大规模连续性生产大块和长泡海绵，与现行的浸制法制备高阻燃海绵相比，不需要将海绵切成小块进行浸渍，不需要增加场地，不需要沥干烘干，不需要处理废水，省时省力，节约了大量材料和能源。
[0022]五、该高阻燃海绵可广泛用于高铁、地铁、各种汽车、航天器等车内装饰、座椅垫等产品。
实施方式
[0023]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0024]聚醚多元醇A（聚醚多元醇510）采购自江苏利宏新材料科技有限公司；聚醚多元醇B（聚醚多元醇5613）采购自山东隆华新材料；阻燃接枝聚醚YB3083采购自江阴友邦化工有限公司；MDI
‑
50和PM200采购自烟台万华化学；有机阻燃剂YK81采购自襄阳亚克化学有限公
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻燃海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备改性异氰酸酯：向反应釜中投入异氰酸酯，通入氮气，缓慢搅拌，升高温度至40
‑
50℃，加入聚醚多元醇A，然后加入三聚氰胺和交联剂，温度升高至65
‑
85℃，恒温反应4
‑
6小时，测定NCO含量备用；所述异氰酸酯、聚醚多元醇A、三聚氰胺和交联剂的质量比为100: 10
‑
20 : 40
‑
60 : 5
‑
8；（2）制备阻燃粉浆：室温下向聚醚多元醇B中加入无机阻燃剂、有机阻燃剂、抗氧剂和悬浮稳定剂，低速搅拌均匀即可；所述聚醚多元醇B、无机阻燃剂、有机阻燃剂、抗氧剂粉末和悬浮稳定剂的质量比为100 : 20
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30: 20
‑
30: 10
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20 : 5
‑
10；（3）生产高阻燃海绵：高阻燃海绵在水平发泡机上生产；将聚醚多元醇B、阻燃粉浆、阻燃接枝聚醚、硅油、胺催化剂、有机锡催化剂、水、改性异氰酸酯分别投入配料罐中，低速搅拌，控制原料温度为25
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30℃，按总吐料量200
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260公斤/分钟，和以下质量份数设置好自动计量配料系统：聚醚多元醇B、阻燃粉浆、阻燃接枝聚醚、硅油、胺催化剂、有机锡催化剂、水、改性异氰酸酯的质量比为30
‑
50 : 20
‑
30 : 30
‑ꢀ
40 : 2
‑
4 : 1
‑
2 : 1
‑ꢀ
2 : 3
‑ꢀ
5 : 55
‑
70。2.根据权利要求1所述的一种高阻燃海绵的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮国桥，曹凯，谢承引，刘汉水，方凯，何建武，
申请(专利权)人：湖北世丰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：