本发明专利技术公开了一种松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土及其制备方法和应用，其制备方法是在７０－８０℃搅拌条件下将松香基季铵盐溶液加入到有机蒙脱土悬浮液中，冷冻干燥后即得松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土，该改性纳米蒙脱土和多元醇及其它助剂按一定比例混合，超声分散均匀，再与异氰酸酯混合，用电动搅拌机３０００－３５００ｒ／ｍｉｎ下搅拌２０－３０ｓ，注入模具中发泡成型，熟化。本发明专利技术制备的松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料，具有较强的压缩强度、拉伸强度以及更高的热稳定性，阻燃性；而且具有抑菌性能，在建筑、保温及一些特殊场合具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机纳米蒙脱土的改性方法，特别涉及一种使用松香基季铵盐改性的有机纳米蒙脱土及其制备方法，和制备的阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料。
技术介绍
聚氨酯泡沫是目前世界上性能最佳的绝热保温材料，由于欧美等发达国家高度重 视建筑节能，所以在这些国家，聚氨酯硬泡已被广泛用于建筑物的屋顶、墙体、天花板、地 板、门窗等。但是，聚氨酯泡沫塑料的密度小，比表面积大，与非泡沫材料相比更容易燃烧， 燃烧和分解产生大量的有毒烟雾。遇火会燃烧并分解，燃烧时热释放量大，产生大量有毒烟 雾，对人体健康和环境都有很坏的影响。因此，硬质聚氨酯泡沫塑料的耐燃性、安全性，已成 为能否用于保温材料的重要技术指标。各国政府也相继颁布法令和法规，明确规定某些场 合下，聚氨酯材料的使用一定要达到一定的阻燃标准，各种法规的出台大大推进了阻燃技 术的发展。 开发无卤、低烟、低毒的环保型阻燃硬质聚氨酯泡沫产品已成为人们研究的热 点，无机阻燃剂的最大优点就是低毒、低烟、低腐蚀，且价格低廉。近年来，许多研究报道 了有机蒙脱土在聚氨酯泡沫塑料阻燃方面上的应用，一方面提高聚氨酯的阻燃型、热稳定 性及力学性能，一方面降低成本。但是，目前来说增强的效果并不持久和显著。中国专利 CN200510073398. 2报道了一种二元胺蒙脱土改性聚氨酯耐热弹性纤维的方法，但未论述该 蒙脱土用于阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的情况，并且专利中制备工艺较复杂，成本较高。专利 CN200710068701. 9公开了一种聚氨酯/有机蒙脱土纳米复合材料及其制备方法，主要采用 癸二胺对钠基/钙基原始蒙脱土进行有机化改性并用于聚氨酯泡沫塑料的合成，但是，癸 二胺为石化产品较贵，不利于工业化生产。专利200510101096. 1公开了一种有机蒙脱土与 聚氨酯的复合物的制备方法，是通过酸化处理钠基蒙脱土，再与长链烷基季铵盐反应得到 有机蒙脱土。然后与聚醚多元醇、异氰酸酯、扩链剂进行复合，但是没有用于阻燃型聚氨酯 泡沫的制备。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的有机蒙脱土在聚氨酯泡沫塑料阻燃方面上的应用成本 高、工艺复杂的问题，本专利技术提供一种松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土及其制备方法和 应用，制备的有机纳米蒙脱土适用于制备阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料，具有较好的阻燃性 能、力学性能和热稳定性能，并具有抑菌性能。本专利技术的技术方案为一种松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土，结构式为<formula>formula see original document page 5</formula>其中，R为松香基，R!， R2为H、 (CH2CH20) qH、 CH3三者中的任意一种，q = 1 10，优选2-6 ;层间距为2 4nm。松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土包括松香 基季铵盐和有机蒙脱土，由松香基季铵盐插层进入改性的蒙脱土层间而生成，实现蒙脱土 的有机化反应与良好的剥离分散，获得在纳米尺度上分散的有机蒙脱土颗粒。 当Rn R2为H或(CH2CH20) qH时，活性H可以与异氰酸酯继续反应，得到的改性蒙脱 土的层间距为3 8nm，当&， R2为CH3时就不能反应。 所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、多次甲基多苯基多异氰 酸酯(PAPI)中的任意一种，优选PAPI。 所述的松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土的制备方法，步骤为 第一步，蒙脱土的钠化预处理将原始蒙脱土先用浓度为50% wt的乙醇洗涤数 次，再加入饱和的NaCl溶液，连续搅拌48h，然后用蒸馏水洗涤至上层清液无Cl—，干燥、粉 碎后备用； 第二步，向烧瓶中加入钠基蒙脱土和松香基季铵盐，松香基季铵盐用量为钠基蒙 脱土的质量的5-20% ，优选10-15% ，在70-80。C搅拌3_5小时，转速2000-2500r/min，水洗 至溶液中无Cl—，抽滤，干燥，粉碎，过400目筛，得到松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土。 所用原料皆为市售。其中，松香基季铵盐的q为l-10，松香基季铵盐可以用下面结构通式来表示 RCH,-N-ciR2 其中R"I^为H、CH3、(CH^H沖,H三者中的一种。此类松香基季铵盐具有很好的杀菌性能和缓蚀性能，在制备硬质聚氨酯泡沫时，此性能可以引入到聚氨酯泡沫中。反应过程如下所示5<formula>formula see original document page 6</formula> 使用所述的松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土制备阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料， 配方组分为，以重量份计 石油聚醚多元醇或者石油醚多元醇和聚酯多元醇的混合物100份，当为石油醚多 元醇和聚酯多元醇的混合物时，石油醚多元醇和聚酯多元醇按照质量比为55-80 : 20-45 的比例混合。石油聚醚多元醇优选牌号635、4110、450，聚酯多元醇的羟值为250 450mgK0H/g，优选苯酐聚酯多元醇、松香聚酯多元醇； 催化剂0. 1-3份， 一般为复合催化剂；可以是胺类催化剂或胺类催化剂和锡类催 化剂的混合物。其中，胺类催化剂选自N，N，-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、二甲基苄胺、 三乙醇胺、异丙醇胺、季胺盐或类似的催化剂，可以是上述物质之一，也可以两种以上以任 意比例的混合物。锡类催化剂选自二月桂酸二正丁基锡及类似的催化剂。 泡沫稳定剂0. 5-5份，主要是硅_氧或硅_炭型表面活性剂，德美世创公司产泡沫 稳定剂AK8805、AK8815、AK8812、AK8809等；德国德国萨公司B8460、B8481、B8474、B8471、 B8476、B8481等。泡沫稳定剂可以是上述之一也可以是两种或两种以上任意比例混合使用。 发泡剂10-30份，HCFC-141b、环戊烷、异戊烷、HFC-245fa、 HFC-365mfc、等任选一 种或多种以任意比例的混合物； 水0. 01-5份；松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土 1-10份，优选4-6份；异氰酸酯 100-300份； 使用所述的松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土制备阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料 的方法是先把石油醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、水、松香基季铵盐 改性有机纳米蒙脱土超声分散均匀，再与异氰酸酯混合搅拌20-30s，转速3000-3500r/ min，倒入模具中，熟化48h。硬质聚氨酯泡沫塑料的制备配方、性能测定结果见附表。NC0/ 0H为1. 1 2. 5。 有益效果 1.松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土含有1-3个活性氢易于与异氰酸酯中的官 能团-NC0反应，可以获得层间距更大的有机改性纳米蒙脱土，层间距可达到3-8nm，这种改 性的纳米有机蒙脱土在聚氨酯泡沫中分散性较好；另外松香骨架为三元菲环刚性结构，松 香基季铵盐也具有很好的杀菌和缓蚀性能；所以制备出的松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料，具有更高的热稳定性、阻燃性、力学性能且具有抑菌性能。 2.松香是可再生资源，不受石油价格的影响；蒙脱土为天然资源，含量极为丰富； 所以松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土成本低廉且具有环境友好性。附图说明 图1改性前后的蒙脱土红外光谱对比，其中，a原始蒙脱土，b松香基季铵盐改性蒙 脱土。 从图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种松香基季铵盐改性有机纳米蒙脱土，其特征在于，结构式为＊＊＊其中，Ｒ为松香基，Ｒ↓［１］，Ｒ↓［２］为Ｈ、（ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］Ｏ）↓［ｑ］Ｈ、ＣＨ↓［３］三者中的任意一种，ｑ＝１～１０，层间距为２～４ｎｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周永红，张猛，李书龙，刘红军，胡立红，
申请(专利权)人：江苏强林生物能源有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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