聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料制造技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料。这种聚氨酯硬泡组合物包括多异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇Ⅰ、添加型阻燃剂和发泡剂；其中，聚酯多元醇Ⅰ为阻燃聚酯多元醇。通过在聚氨酯硬泡组合物中添加阻燃聚酯多元醇，能够降低添加型阻燃剂的用量。进而能够降低添加型阻燃剂对聚氨酯硬泡塑料的增塑作用，使聚氨酯大分子链间的范德华力提高，并使大分子链间的相对滑移减少，进而使上述组合物形成的泡孔尺寸减小。同时，大分子链间的范德华力提高，还能够使聚氨酯硬泡塑料中的泡孔孔壁的刚性提高，进而使泡孔的结构更加规则、泡孔的形变程度减弱。泡孔尺寸小、结构稳定，能够提高聚氨酯硬泡塑料的压缩强度及蠕变性能。

【技术实现步骤摘要】
聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料
本专利技术涉及阻燃塑料领域，具体而言，涉及一种聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料。
技术介绍
聚氨酯硬泡塑料因其优异的机械性能、保温性能和防水性能，在建筑保温与传输管道保温工业得到广泛应用。但是未经阻燃处理的聚氨酯硬泡塑料属于易燃物，其燃烧氧指数小于19。且聚氨酯硬泡塑料在燃烧过程中会放出HCN、CO等有害气体。这使得如何改善聚氨酯硬泡塑料的阻燃性能受到了广泛关注。目前提高聚氨酯硬泡塑料阻燃性能的方法主要是在组合物中使用添加型阻燃剂。应用较多的添加型阻燃剂有三氯乙基磷酸酯(TCEP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、三(氯异丙基)磷酸酯(TCPP)和三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)等。但是这些添加型阻燃剂都具有一定的增塑作用，应用时会使聚氨酯硬泡塑料的泡孔结构呈现不规则形态，同时会增大泡孔的尺寸。这会降低聚氨酯硬泡塑料的机械强度、压缩强度、长期蠕变性能和尺寸稳定性，从而降低聚氨酯硬泡塑料的使用性能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料，以解决现有技术中添加型阻燃剂导致的聚氨酯硬泡塑料泡孔结构不规则、泡孔尺寸大的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种聚氨酯硬泡组合物，其包括多异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇Ⅰ、添加型阻燃剂和发泡剂；其中，聚酯多元醇Ⅰ为阻燃聚酯多元醇。进一步地，按重量份计包括：95～180份的多异氰酸酯、45～95份的聚醚多元醇、5～55份的阻燃聚酯多元醇、10～30份的添加型阻燃剂和5～37份的发泡剂。进一步地，上述聚醚多元醇包括35～60份羟值为400～470mgKOH/g的聚醚多元醇Ⅰ、10～20份羟值为360～500mgKOH/g的聚醚多元醇Ⅱ及0～30份羟值为720～810mgKOH/g的聚醚多元醇Ⅲ。进一步地，上述聚醚多元醇Ⅰ与聚醚多元醇Ⅱ为蔗糖聚醚多元醇；聚醚多元醇Ⅲ为二胺聚醚多元醇。进一步地，上述阻燃聚酯多元醇为反应型芳香族阻燃聚酯多元醇和/或反应型苯酐阻燃聚酯多元醇，优选阻燃聚酯多元醇为RonalPF2011、RonalPF2012、苯酐阻燃聚酯3060或芳香族阻燃聚酯6260中的一种或多种。进一步地，上述添加型阻燃剂为复配型阻燃剂，复配型阻燃剂由甲基膦酸二甲酯、磷酸三（2-氯丙基）酯和三(2-氯乙基)磷酸酯中的两种或三种复配形成。进一步地，上述组合物按重量份计还包括：5～40份的聚酯多元醇Ⅱ，聚酯多元醇Ⅱ包括羟值为380～400mgKOH/g的芳香族聚酯多元醇和/或羟值为400～460mgKOH/g的松香聚酯多元醇。进一步地，上述组合物按重量份计还包括：1.6～12.5份的催化剂，优选催化剂包括0.5～4.2份的起发催化剂、0.5～4份的凝胶催化剂、0.5～4份的三聚催化剂及0.1～0.3份的二月桂酸二丁基锡；优选地，起发催化剂为五甲基二乙烯三胺与碳含量为C2～C5的醇的混合溶液，或五甲基二乙烯三胺与二甲基环己胺的混合物；凝胶催化剂为三乙烯二胺与碳含量为C2～C5的醇的混合溶液，或三乙烯二胺与N,N-二甲基乙醇胺的混合物；三聚催化剂为醋酸钾和/或1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪；发泡剂为一氟二氯乙烷，或一氟二氯乙烷与水的混合物。进一步地，上述组合物按重量份计还包括：1～3份的均泡剂，均泡剂为硅氧烷类表面活性剂，优选为LK665、AK8801、AK8805、AK8803和AK8812中的一种或几种。根据本专利技术的另一方面，提供了一种聚氨酯硬泡塑料，其通过上述的聚氨酯硬泡组合物经固化而成。应用本专利技术的聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料，通过在聚氨酯硬泡组合物中添加阻燃聚酯多元醇，能够降低添加型阻燃剂的用量。进而能够在一定程度上降低添加型阻燃剂对聚氨酯硬泡塑料的增塑作用。增塑作用降低，能够使聚氨酯大分子链间的范德华力有所提高，使大分子链间的相对滑移有所减少，进而能够使上述组合物在发泡过程中产生的泡孔尺寸减小。同时，大分子链间的范德华力提高，还能够使所形成的聚氨酯硬泡塑料中的泡孔孔壁的刚性有所提高，进而能够使泡孔的结构更加规则、泡孔的形变程度减弱。泡孔尺寸小、结构稳定，能够有效提高聚氨酯硬泡塑料的机械强度、压缩强度及蠕变性能。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术实施例1中所制备的聚氨酯硬泡塑料放大400倍的微观结构图；图2示出了本专利技术实施例2中所制备的聚氨酯硬泡塑料放大400倍的微观结构图；图3示出了本专利技术实施例3中所制备的聚氨酯硬泡塑料放大400倍的微观结构图；图4示出了本专利技术实施例4中所制备的聚氨酯硬泡塑料放大400倍的微观结构图；图5示出了本专利技术实施例5中所制备的聚氨酯硬泡塑料放大400倍的微观结构图；图6示出了本专利技术实施例6中所制备的聚氨酯硬泡塑料放大400倍的微观结构图；图7示出了本专利技术实施例7中所制备的聚氨酯硬泡塑料放大400倍的微观结构图；图8示出了本专利技术实施例8中所制备的聚氨酯硬泡塑料放大400倍的微观结构图；以及图9示出了本专利技术对比例1中所制备的聚氨酯硬泡塑料放大400倍的微观结构图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了解决现有的聚氨酯硬泡塑料中泡孔结构不规则、泡孔尺寸大的问题，本专利技术专利技术人提供了一种聚氨酯硬泡组合物，其中，组合物包括多异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇Ⅰ、添加型阻燃剂和发泡剂；其中，聚酯多元醇Ⅰ为阻燃聚酯多元醇。本专利技术所提供的上述组合物中，添加了阻燃聚酯多元醇。这种阻燃聚酯多元醇本身具有一定的阻燃性能，将其与多异氰酸酯进行固化反应后，所形成的聚氨酯大分子链也具有一定的阻燃性能。基于此，本专利技术上述组合物中的添加型阻燃剂的用量可以在一定程度上减少。减少添加型阻燃剂的用量，能够在一定程度上降低添加型阻燃剂对聚氨酯硬泡塑料的增塑作用，进而能够使聚氨酯大分子链间的范德华力有所提高。大分子链间的范德华力提高，能够使大分子链间的相对滑移有所减少，进而能够使上述组合物在发泡过程中产生的泡孔尺寸减小。同时，大分子链间的范德华力提高，还能够使所形成的聚氨酯硬泡塑料中的泡孔孔壁的刚性有所提高，进而能够使泡孔的结构更加规则、泡孔的形变程度减弱。泡孔尺寸小、结构稳定，能够有效提高聚氨酯硬泡塑料的机械强度、压缩强度及蠕变性能。总之，在聚氨酯组合物中添加阻燃聚酯多元醇，能够在保证聚氨酯硬泡塑料的阻燃性能的同时，改善其泡孔稳定性，降低其泡孔尺寸，进而提高其机械强度、压缩强度及蠕变性能。在本专利技术所提供的上述组合物中，只要在组合物中加入阻燃聚酯多元醇以代替部分添加型阻燃剂，就能够在一定程度上改善聚氨酯硬泡塑料的泡孔稳定性，减小其泡孔尺寸。在一种优选的实施方式中，上述组合物按重量份计包括95～180份的多异氰酸酯、45～95份的聚醚多元醇、5～55份的阻燃聚酯多元醇、10～30份的添加型阻燃剂和5～37份的发泡剂。将组合物中的各组分调整至上述的配比范围，能够使各组分间更加匹配。从而使所制备的聚氨酯硬泡塑料兼具更优异的阻燃性能、机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯硬泡组合物，其特征在于，所述组合物包括多异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇Ⅰ、添加型阻燃剂和发泡剂；其中，所述聚酯多元醇Ⅰ为阻燃聚酯多元醇。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯硬泡组合物，其特征在于，按重量份计包括：95～180份的多异氰酸酯、45～95份的聚醚多元醇、5～55份的阻燃聚酯多元醇、5～40份的聚酯多元醇Ⅱ、10～30份的添加型阻燃剂和5～37份的发泡剂；其中，所述聚醚多元醇包括35～60份羟值为400～470mgKOH/g的聚醚多元醇Ⅰ、10～20份羟值为360～500mgKOH/g的聚醚多元醇Ⅱ及0～30份羟值为720～810mgKOH/g的聚醚多元醇Ⅲ，所述聚酯多元醇Ⅱ包括羟值为380～400mgKOH/g的芳香族聚酯多元醇和/或羟值为400～460mgKOH/g的松香聚酯多元醇；所述聚醚多元醇Ⅲ的含量不为0。2.根据权利要求1所述的聚氨酯硬泡组合物，其特征在于，所述聚醚多元醇Ⅰ与所述聚醚多元醇Ⅱ为蔗糖聚醚多元醇；所述聚醚多元醇Ⅲ为二胺聚醚多元醇。3.根据权利要求1所述的聚氨酯硬泡组合物，其特征在于，所述阻燃聚酯多元醇为反应型芳香族阻燃聚酯多元醇和/或反应型苯酐阻燃聚酯多元醇。4.根据权利要求3所述的聚氨酯硬泡组合物，其特征在于，所述阻燃聚酯多元醇为RonalPF2011、RonalPF2012、苯酐阻燃聚酯3060或芳香族阻燃聚酯6260中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的聚氨酯硬泡组合物，其特征在于，所述添加型阻燃剂为复配型阻燃剂，所述复配型阻燃剂由甲基膦酸二甲酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：任建鹏，邸建军，李依璇，刘小平，赖广森，李金武，
申请(专利权)人：北京碧海舟腐蚀防护工业股份有限公司，廊坊碧海舟涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：