微孔聚氨酯弹性体组合物、阻燃材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种微孔聚氨酯弹性体组合物、阻燃材料及制备方法和应用，其中微孔聚氨酯弹性体组合物，包括以下重量份的各组分：多异氰酸酯：10

【技术实现步骤摘要】
微孔聚氨酯弹性体组合物、阻燃材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及阻燃材料
，尤其是涉及一种微孔聚氨酯弹性体组合物、阻燃材料及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯弹性体由于其结构具有软、硬两个链段，可以对其进行分子设计从而赋予材料强度高、韧性好、耐磨、减振等优异性能。微孔聚氨酯弹性体的孔径大小大部分在0.1～10μm之间，是一种性能介于弹性体和泡沫材料之间的材料，兼顾了泡沫质轻、耐冲击性好、吸能、缓冲性能好和弹性体的强度高、耐磨性好的特点，广泛应用于轨道工程、建筑装饰、汽车配件等领域，是一种性能突出的减振材料。但由于聚氨酯本身具有阻燃性能不佳、氧指数低、在燃烧时会放出大量的HCN、CO等有毒气体和烟雾等缺点，限制了其在一些对阻燃有明确要求的领域中的应用。轨道交通领域要求微孔聚氨酯弹性体弹性好，永久压缩变形率低，动静刚度比≤1.35，同时欧盟标准EN45545
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2《欧盟轨道车辆防火测试
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材料及元件防火要求》及我国铁道部在2010年8月正式发布了TB/T3237
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2010《动车组用内装材料阻燃技术条件》中的阻燃及烟密度也有着严格的要求，如D
s4
≤200。
[0003]目前，聚氨酯阻燃剂主要有传统的氢氧化镁、氢氧化铝、可膨胀石墨等无机阻燃剂，但都普遍存在添加的量比较大，阻燃的功效较低，与聚合物的相容性差、易析出、使材料的性能大幅度降低等问题，传统阻燃体系已无法满足其应用要求，具有良好阻燃性能的同时，保证其优异的减振性能不改变是当前微孔聚氨酯弹性体应用的技术难题。中国专利公开号CN 114230763 A公开了一种建筑减振用微孔聚氨酯弹性体制备方法、微孔聚氨酯弹性体及减振件，采用三羟基聚丁二烯、聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚合多异氰酸酯、聚四氢呋喃二醇制备的微孔聚氨酯弹性体，静刚度为0.03N/mm3，断裂伸长率为160％，永久压缩形变为8％，性能良好，但是未对其进行阻燃改性。中国专利公开号CN 113563563 A公开了一种低密度耐疲劳微孔聚氨酯弹性减振垫及其制备方法，直接采用未经任何处理的甲基磷酸二甲酯(DMMP)使得制得的产品防火等级为B2(E)级，阻燃效果较低，应用场景有限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种微孔聚氨酯弹性体组合物、阻燃材料及制备方法和应用，解决了以前直接在聚氨酯体系中添加磷酸酯的缺陷；采用的阻燃微球为微米颗粒，且粒径分布均匀，在不影响微孔聚氨酯弹性体力学性能的同时，又解决了磷酸酯易挥发、相容性差、减振性能降低的问题，扩大其应用场景。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术第一方面提供一种微孔聚氨酯弹性体组合物，包括以下重量份的各组分：
[0007]多异氰酸酯：10
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35份；
[0008]聚醚多元醇：35
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90份；
[0009]可膨胀石墨：1
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40份；
[0010]聚磷酸铵：1
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40份；
[0011]阻燃微球：1
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25份；
[0012]扩链剂：1
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10份；
[0013]催化剂：0.5
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2份；
[0014]发泡剂：0.1
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2份。
[0015]进一步地，所述多异氰酸酯为芳香族多异氰酸酯。
[0016]进一步地，所述多异氰酸酯选自4,4'
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二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'
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MDI)、2,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4'
‑
MDI)、2,2'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(2,2'
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MDI)、碳化二亚胺改性4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(L
‑
MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)中的一种或多种。
[0017]进一步地，所述聚醚多元醇分子量500
‑
5000的聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃二醇(PTHF)、聚氧四亚甲基二醇(PTMEG)、聚环氧丙烷三醇、环氧丙烷
‑
环氧乙烷共聚醚三醇、四氢呋喃
‑
氧化丙烯共聚醚二醇中的一种或多种。
[0018]进一步地，所述聚磷酸铵为II型聚磷酸铵(CAS No.：68333
‑
79
‑
9)；
[0019]所述催化剂选自三亚乙基二胺、五甲基二亚乙基三胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、异辛酸锌中的一种或两种；
[0020]所述发泡剂为水。
[0021]进一步地，所述阻燃微球包括阻燃微球壳材和阻燃微球芯材；
[0022]所述阻燃微球通过悬浮聚合制备得到，其中根据油相与水相的界面特性和磷酸酯与油相的相容性，将磷酸酯作为阻燃芯材制成具有核
‑
壳结构的阻燃微球后再添加到微孔聚氨酯弹性体中，通过该结构设计将磷酸酯包裹在壳层之内，避免磷酸酯与聚氨酯体系直接接触，同时壳层又提供聚氨酯弹性体一定的支持；
[0023]所述阻燃微球壳材的共聚单体选自丙烯腈(AN)、偏氯乙烯(VDC)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸甲酯(MA)、N,N
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二甲基丙烯酰胺(DMAA)中的一种或多种；
[0024]所述阻燃微球芯材选自双酚A
‑
双(二苯基磷酸酯)(BDP)、间苯基二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、三(2
‑
氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(2
‑
氯丙基)磷酸酯(TCPP)、磷酸三(1,3
‑
二氯
‑2‑
丙基)酯(TDCPP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)中的一种或多种。
[0025]进一步地，所述扩链剂选自1,4
‑
丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三乙醇胺、3,3'
‑
二氯
‑
4,4'
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二苯基甲烷二胺、3,5
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二甲硫基甲苯二胺、3,5
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二乙基甲苯二胺、4,4'
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亚甲基双(2,6
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二乙基)苯胺、4,4'
‑
亚甲基双(2,6
‑
二异丙基)苯胺、4,4'
‑
亚甲基双(2
‑
异丙基
‑6‑
甲基)苯胺、2,4
‑
二氨基
‑
3,5
‑
二甲硫基氯苯、4,4'
‑
双仲丁氨基二苯基甲烷、1,4
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双仲丁氨基苯、4,4'
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二氨基二苯基甲烷中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微孔聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，包括以下重量份的各组分：多异氰酸酯：10
‑
35份；聚醚多元醇：35
‑
90份；可膨胀石墨：1
‑
40份；聚磷酸铵：1
‑
40份；阻燃微球：1
‑
25份；扩链剂：1
‑
10份；催化剂：0.5
‑
2份；发泡剂：0.1
‑
2份。2.根据权利要求1所述的一种微孔聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述多异氰酸酯为芳香族多异氰酸酯。3.根据权利要求2所述的一种微孔聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述多异氰酸酯选自4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'
‑
MDI)、2,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4'
‑
MDI)、2,2'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(2,2'
‑
MDI)、碳化二亚胺改性4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(L
‑
MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的一种微孔聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述聚醚多元醇分子量500
‑
5000的聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃二醇(PTHF)、聚氧四亚甲基二醇(PTMEG)、聚环氧丙烷三醇、环氧丙烷
‑
环氧乙烷共聚醚三醇、四氢呋喃
‑
氧化丙烯共聚醚二醇中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的一种微孔聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述聚磷酸铵为II型聚磷酸铵；所述催化剂选自三亚乙基二胺、五甲基二亚乙基三胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、异辛酸锌中的一种或两种；所述发泡剂为水。6.根据权利要求2所述的一种微孔聚氨酯弹性体组合物，其特征在于，所述阻燃微球包括阻燃微球壳材和阻燃微球芯材；所述阻燃微球通过悬浮聚合制备得到，其中根据油相与水相的界面特性和磷酸酯与油相的相容性，将磷酸酯作为阻燃芯材制成具有核
‑
壳结构的阻燃微球后再添加到微孔聚氨酯弹性体中，通过该结构设计将磷酸酯包裹在壳层之内，避免磷酸酯与聚氨酯体系直接接触，同时壳层又提供聚氨酯弹性体一定的支持；所述阻燃微球壳材的共聚单体选自丙烯腈(AN)、偏氯乙烯(VDC)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸甲酯(MA)、N,N
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【专利技术属性】
技术研发人员：李平阳，林倬仕，叶文，董玲玲，肖雄，许保云，艾波，
申请(专利权)人：上海化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：