【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯领域，具体涉及一种聚氨酯硬质泡沫及其采用的多元醇组合物。
技术介绍
1、聚氨酯硬质泡沫是一种性能优异的绝热保温材料，被广泛应用在家电、建筑、冷链、管道等保温保冷领域。聚氨酯硬质泡沫的原料包括聚醚和异氰酸酯两大组份，聚醚俗称白料，异氰酸酯俗称黑料，这两大组份通过混合发生化学反应发泡固化形成具有一定机械强度、闭孔率的泡孔材料。
2、聚氨酯硬质泡沫以其优异的保温及防水性能在工业上应用广泛。聚氨酯保温材料由于其为热固性，保温隔热效果好，可有效增加房屋使用面积，尤其在边疆、高寒等对保温性能要求高的区域，聚氨酯板材具有非常大的优势。但聚氨酯材料也存在一些问题，制约了其在国内建筑市场的大范围使用：
3、1.成本高：在市场常用保温材料中聚氨酯板价格高，推广较困难。
4、2.阻燃持久性：有机保温材料普遍存在阻燃持久性差的问题，导致在实际应用过程中达不到防火设计要求。且添加型阻燃剂使用时间久了，容易从基体中迁移出来，降低阻燃性能。对于高端的阻燃聚氨酯材料来说，单纯依靠添加阻燃剂的方法，阻燃性能很难达到最佳。
5、3.烟毒性大：聚氨酯泡沫燃烧过程中会产生一定量的有毒烟气，如：hcn、hcl、co等。同时新型无卤型添加阻燃剂使用量很大，除了成本高，也会带来火焰明亮，发烟量大的问题。
6、针对聚氨酯泡沫存在的问题，人们也做了些研究，已公开的b1级阻燃聚氨酯泡沫技术，如专利cn104628979a采用一种新型具有苯酰亚胺杂环结构的耐高温刚性基团的聚酯多元醇及阻燃聚醚多元醇为主要
7、cn104151517a通过引入微细粒的复合无机阻燃剂和微米级的有机改性粘土代替有机阻燃剂来达到泡沫燃烧毒性低、阻燃效果持久的目的，同时通过异氰酸酯改性来提升泡沫材料良好的阻燃和耐热性能。此专利技术虽解决了聚氨酯阻燃持久性问题，但无机阻燃剂的使用(10份及以上)会导致组合聚醚储存稳定性变差且液体粘度提升，泡沫流动性，导热性变差，很难实现大规模使用。
8、cn107955124a公开了一种含硼氮多元环的聚醚多元醇制得的高强度阻燃聚氨酯硬质泡沫剂制备方法。本专利技术制备出的聚氨酯硬质泡沫具有较高的力学性能和阻燃性能。但泡沫密度为42.5-45kg/m3，成品价格高，市场无竞争力，且氧指数在27.5-30.0％,无法满足国内b1级高阻燃需求。
9、综上，目前的硬质泡沫仍需提高阻燃性能，并同时提升压缩强度等力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种高阻燃高强度的聚氨酯硬质泡沫。所述泡沫可以提高硬质泡沫的高阻燃需求，同时泡沫的压缩强度也能大大提高。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种高阻燃高强度的聚氨酯硬质泡沫，所述泡沫的原料包含高芳环含量多元醇组合物，组合物含有15-30％芳环结构，以多元醇组合物质量计；
4、所述多元醇组合物包含20-40％的聚氨酯多元醇，5％-15％芳族聚醚多元醇，45％-75％的脂肪族聚醚多元醇，以多元醇组合物质量计；
5、其中，所述聚氨酯多元醇包含结构单元1a：聚合mdi即pm与丙二醇和/或乙二醇的反应产物；
6、其中，所述芳族聚醚包含结构单元2a：二苯基甲烷系列二胺和多胺与环氧丙烷po和/或环氧乙烷eo的聚合产物；
7、其中，脂肪族聚醚多元醇为c2-c6含有2-3个羟基的小分子醇，优选乙二醇、丙二醇、甘油、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇中的一种或多种为起始剂，与环氧丙烷和/或环氧乙烷聚合成的聚醚多元醇。
8、专利技术人发现，通过在聚醚组合物中引入特定含量15％-30％的芳环结构可以同时提高硬质泡沫的阻燃性能和泡沫的压缩强度，但目前市场中缺少相应的聚醚多元醇。专利技术人进一步发现，在部分废旧聚氨酯泡沫因制备过程中引入了高比例的含苯基的异氰酸酯，因此专利技术人尝试采用这类废旧聚氨酯泡沫的降解产物，来制备高阻燃性能和压缩强度的硬质泡沫，由于废旧聚氨酯泡沫降解产物的多元醇组合物中含有含芳环结构导致泡沫中的刚性单元数量增加，提升了泡沫的压缩强度，另外燃烧过程需要更多的能量，泡沫的阻燃性能得到了提升。
9、在本专利技术的一种实施方案中，所述多元醇组合物的平均官能度为3-6，羟值200-800mg koh/g，优选300-500mg koh/g，粘度1000-10000cp，优选2000-6000cp，胺值0.05-2mgkoh/g，优选0.1-0.5mg koh/g。
10、在本专利技术的一种实施方案中，所述泡沫原料的比例为：
11、多元醇组合物：100重量份，
12、发泡剂：5-10重量份，
13、催化剂：1-2重量份，
14、聚合mdi：120-180重量份。
15、本专利技术的另一目的在于提供一种制备高芳环含量多元醇组合物的方法。
16、一种制备高芳环含量多元醇组合物的方法，所述组合物为上述泡沫采用的多元醇组合物，所述制备方法包含以下步骤：
17、s1：粉碎废弃的硬质聚氨酯泡沫材料，与醇解剂、催化剂复配成醇解液，加热得到醇解产物；
18、s2：将醇解产物转入反应釜，加入环氧化物聚合，降温，过滤，得到目标聚醚多元醇。
19、在本专利技术的一种实施方案中，所述s1将聚氨酯泡沫材料粉碎成直径小于20mm颗粒，优选小于5mm颗粒。
20、在本专利技术的一种实施方案中，s1中聚氨酯泡沫中芳环结构含量的质量比例为30％-40％。
21、在本专利技术的一种实施方案中，s1所述醇解剂为c2-c6含有2-3个羟基的小分子醇，优选乙二醇、丙二醇、甘油、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇中的一种或多种，更优选乙二醇或丙二醇，进一步优选丙二醇。
22、在本专利技术的一种实施方案中，s1所述催化剂为碱金属氢氧化物，优选氢氧化钠和/或氢氧化钾，更优选氢氧化钾；优选地，所述的醇解剂和聚氨酯泡沫的质量比为1:(1-6)，优选1：(2-4)；优选地，所述催化剂用量为醇解剂和聚氨酯泡沫总质量的0.5％-1.5％。
23、在本专利技术的一种实施方案中，s1所述醇解的温度170-220℃，时间4-8h。
24、在本专利技术的一种实施方案中，s2所述环氧化物为环氧乙烷和/或环氧丙烷；优选地，所述环氧化物与醇解产物质量比为(0.5-3):1，优选(1-2:1)。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高阻燃高强度的聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述泡沫的原料包含高芳环含量多元醇组合物，组合物含有15-30％芳环结构，以多元醇组合物质量计；
2.根据权利要求1所述的泡沫，其特征在于，所述多元醇组合物的平均官能度为3-6，羟值200-800mg KOH/g，优选300-500mg KOH/g，粘度1000-10000cp，优选2000-6000cp，胺值0.05-2mg KOH/g，优选0.1-0.5mg KOH/g。
3.根据权利要求1或2所述的泡沫，其特征在于，所述泡沫原料的比例为：
4.一种制备高芳环含量多元醇组合物的方法，所述组合物为权利要求1-3中任一项所述泡沫采用的多元醇组合物，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S1将聚氨酯泡沫材料粉碎成直径小于20mm颗粒，优选小于5mm颗粒；
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，S2所述环氧化物为环氧乙烷和/或环氧丙烷；
7.一种高芳环含量多元醇组合物，所述组合物为权利要求1-3中任一项所述泡沫采
8.一种多元醇组合物的用途，所述多元醇组合物为权利要求1-3中任一项所述泡沫采用的多元醇组合物，或为权利要求4-6中任一项所述方法制备的多元醇组合物，或为权利要求7所述多元醇组合物的泡沫，其特征在于，所述多元醇组合物用于制备冰箱、板材用硬质聚氨酯泡沫，优选用于制备燃烧产烟毒性达到GB8624-2012 B1测试标准的C-s2、ZA3级别，压缩强度230-280kPa的硬质聚氨酯泡沫。
9.一种高阻燃高强度的聚氨酯硬质泡沫的用途，所述泡沫为权利要求1-3中任一项所述泡沫，或为采用权利要求4-6中任一项所述方法制备的多元醇组合物的泡沫，或为采用权利要求7所述多元醇组合物的泡沫，其特征在于，所述泡沫用作冰箱、板材领域用硬质聚氨酯泡沫，优选用作燃烧产烟毒性达到GB8624-2012B1测试标准的C-s2、ZA3级别，压缩强度230-280kPa的硬质聚氨酯泡沫。
...【技术特征摘要】
1.一种高阻燃高强度的聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述泡沫的原料包含高芳环含量多元醇组合物，组合物含有15-30％芳环结构，以多元醇组合物质量计；
2.根据权利要求1所述的泡沫，其特征在于，所述多元醇组合物的平均官能度为3-6，羟值200-800mg koh/g，优选300-500mg koh/g，粘度1000-10000cp，优选2000-6000cp，胺值0.05-2mg koh/g，优选0.1-0.5mg koh/g。
3.根据权利要求1或2所述的泡沫，其特征在于，所述泡沫原料的比例为：
4.一种制备高芳环含量多元醇组合物的方法，所述组合物为权利要求1-3中任一项所述泡沫采用的多元醇组合物，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述s1将聚氨酯泡沫材料粉碎成直径小于20mm颗粒，优选小于5mm颗粒；
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，s2所述环氧化物为环氧乙烷和/或环氧丙烷；
7.一种高芳环含量多元醇组合物，所述组合物为权利要求1-3中任一项所述泡沫采用的多元醇组合物，或为...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖应鹏，高振华，包金鹏，杨径靖，李鑫，陈盟，张宏科，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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