一种聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其原料物质包括如下组份：多元醇组合物、纳米无机物、共发泡剂、气核剂和多异氰酸酯；所述多元醇组合物、纳米无机物、共发泡剂和气核剂的重量比为100:（0.1～6）:（0.5～5）:（0.001～0.2）；所述多异氰酸酯指数为2.5～6.0。本发明和现有技术相比具有以下优点:1）泡沫体尺寸稳定性提高20%以上；2）在相同的泡沫成型密度下，泡沫体强度可提高8%以上；3)泡沫体脆性低，泡沫体与基材的粘接性增强；4）泡孔结构更微细，改善了泡沫体的保温性能。
【专利说明】一种聚异氰脲酸酯阻燃泡沬体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泡沫体，具体涉及一种具有泡孔结构改善的阻燃泡沫体。
【背景技术】
[0002]目前制备聚氨酯硬质泡沫塑料所用发泡剂是HCFC-Hlb或戊烷，戊烷中最常用的是环戊烷。HCFC-Hlb具有强溶剂效应，制备的泡沫变形，影响了泡沫尺寸的稳定性；而环戊烷沸点较高，对泡沫也有一定的溶胀性，也使泡沫尺寸变差。同时随着建筑节能的深入发展，聚氨酯泡沫材料以其优异的保温隔热性能被日益看好，逐渐在建筑墙体、屋面等部位得以应用。建筑用保温板材需要一定的阻燃性(氧指数不小于26%)，这需要在配方中添加大量的阻燃剂，而阻燃剂都具有较强的增塑性，对泡柱和泡壁都有蠕化作用，因而对泡沫外观也相当不利。
[0003]目前采用的方法是：1)提高泡沫塑料的密度来提高泡沫塑料的强度；2)提高异氰酸酯指数。所带来的问题是：泡沫密度增加，使得成本提高；异氰酸酯指数提高，制备的泡沫很脆，泡沫与基材的粘接性差。
【发明内容】
[0004]本发明克服了现有技术中的不足，在于提供一种泡孔结构改善的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其具有更加优异的泡沫尺寸稳定性、泡沫体韧性提高，泡沫体与基材的粘接性增强并且泡沫的保温性能得到了改善。
[0005] 申请人:经研究发现：将本发明所述的多元醇组合物、纳米无机物、共发泡剂和气核剂结合在一起，与多异氰酸酯`反应，所制备的聚异氰脲酸酯泡沫体的泡孔最大直径与最小直径之比下降幅度大，即泡孔的各向异性小，大幅度改善了泡沫体的尺寸稳定性；同时泡孔的孔径微细，泡沫体的导热系数极低；此外，纳米无机物十分容易地通过发泡设备。
[0006]本发明的目的在于提供一种阻燃泡沫体。泡孔结构包括泡孔孔径和泡孔各向异性，泡孔孔径越小、越均匀，泡沫的导热系数越低，保温效果越好；泡孔各向异性越小，泡沫体的尺寸稳定性越好。
[0007]本发明的具体技术方案如下：
[0008]一种聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其原料物质包括如下组份：多元醇组合物、纳米无机物、共发泡剂、气核剂和多异氰酸酯；
[0009]所述多元醇组合物、纳米无机物、共发泡剂和气核剂的重量比为100: (O. I~6):(O. 5 ~5) : (0.001 ~O. 2);
[0010]所述多异氰酸酯指数为2. 5~6. O。
[0011]所述多元醇组合物按重量份数计包括如下物质：
[0012]硬泡多/ii醇100份
催化剂0.5-5份
泡沫稳剂I~5份5
发泡剂5~35份
肌燃剂O~30份
水0.5 ~'3 0j%
[0013]所述纳米无机物选自氢氧化铝、氢氧化镁、赤磷、多聚磷酸铵、多聚磷酸蜜胺、硼酸锌、氧化锌、氧化锑、氧化钥和微胶囊化红磷中的一种或两种以上的任意比例混合。
[0014]所述纳米无机物的粒径为50~400nm,优选的纳米无机物的粒径为60~lOOnm。采用上述粒径范围的纳米无机物可以提高聚异氰脲酸酯泡沫体的阻燃性能，降低阻燃剂用量。
[0015]所述共发泡剂的沸点不高于0°C ;所述共发泡剂选自二氟氯乙烷、二氟一氯甲烷、1，I, I, 2-四氟-2-氯乙烷、五氟乙烷、氟乙烷、1，I, I, 2-四氟乙烷、正丁烷和异丁烷中的一种或两种以上的任意比例混合；选择上述沸点不高于0°C的共发泡剂，可提高泡孔内压，改善泡沫尺寸稳定性。
[0016]所述气核剂选自氮气、二氧化碳、氦气、氖气和氩气中的一种或两种以上的任意比例混合。
[0017]所述硬泡多元醇的平均官能度为2~3 ;所述硬泡多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、生物基多元醇和聚碳酸酯醇中的任意二种或二种以上任意比例混合。
[0018]所述催化剂选自N，N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、二甲基苄胺、N，N’，N” -三(二甲氨丙基）-六氢三嗪、五甲基二乙烯三胺、双（二甲氨基乙基）醚（A-1)、二甲基哌嗪、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、1，2-甲基咪唑、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、辛酸钾、季胺盐类催化剂中的一种或二种以上任意比例混合。所述季胺盐类催化剂可以为美国气体公司的牌号为 TMR-1、TMR-2、TMR-3、TMR-4 的催化剂。
[0019]所述泡沫稳定剂选自硅氧烷表面活性剂和/或硅烷表面活性剂中的一种或二种以上任意比例混合，优选的所述硅氧烷表面活性剂和/或硅烷表面活性剂可以为德国高施米特牌号为 B8460、B8461、B8462、B8465、B8471、B8474、B8476、B8481 的产品；美国 GE 公司牌号为L6900、L6988、L6912的产品；德美世创公司牌号为AK8805、AK8815、AK8812、AK8809的产品，道康宁公司泡沫稳定剂DC5604、DC5357。
[0020]所述发泡剂选自一氟二氯乙烷、二氯三氟乙烷、1，I, 1，3，3-五氟丙烷、戊烷、环戊烷、异戊烷、甲缩醛和二甲醚中的一种或两种以上任意比例混合。
[0021]所述阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、磷酸三（氯异丙基）酯、磷酸三氯乙酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、三（聚氧化烯烃）磷酸酯、三（聚氧化烯烃）亚磷酸酯、溴化季戊四醇多元醇及四溴苯酐聚酯多元醇中的一种或两种以上任意比例混合。
[0022]所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯、多次甲基多苯基多异氰酸酯中的一种；所述多次甲基多苯基多异氰酸酯优选为Bayer公司的Desmodur N、44V20L.44V10L ;Huntsman 公司的 Superace5005、2085 ;D0W 公司的 PAPI127 ;BASF 公司的三井东亚的MR200，日本NPU公司的C1130，或者烟台万华公司的PM2010。
[0023]本发明和现有技术相比具有以下优点：
[0024]I)泡沫体尺寸稳定性提高20%以上；
[0025]2)在相同的泡沫成型密度下，泡沫体强度可提高8%以上；
[0026]3)泡沫体脆性低，泡沫体与基材的粘接性增强；
[0027]4)泡孔结构更微细，改善了泡沫体的保温性能。
【具体实施方式】
[0028]本发明用下列实施例加以说明，但不受实施例的限制。
[0029]实施例中使用的聚酯多元醇、聚醚多元醇、生物基多元醇和聚碳酸酯醇均是本领域内公知的。
[0030]本发明所述的“异氰酸酯指数”表示聚氨酯配方中异氰酸酯过量的程度，通常用字母R表示；异氰酸酯指数R=异氰酸酯当量数/多元醇当量数=(W异/E异)/ (W醇/E醇）/{ (W醇/E醇）+W水/9)}。式中：W异为异氰酸酯用量
[0031]W醇为多元醇用量
[0032]E异为异氰酸酯当量
[0033]E醇为多元醇当量`
[0034]例，根据下列配方，计算异氰酸酯指数R。
[0035]
mm ΛC 分 j· W: 3000) 400 份
水11 #
匀泡剂4份
:甲％乙醉胺4份
TDI丨50份
[0036]TDI 当量为 87
[0037]聚酯当量3000/3=1000
[0038]水当量为9
[0039]异氰酸酯指数R= (150/87) /{ (400/1000) + (11/9)} =1.07
[0040]多元醇组合物A按重量份数计由如下物质组成：
[0041]
【权利要求】
1.一种聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于其原料物质包括如下组份：多元醇组合物、纳米无机物、共发泡剂、气核剂和多异氰酸酯； 所述多元醇组合物、纳米无机物、共发泡剂和气核剂的重量比为100: (O. I~6):(O. 5 ~5) : (0.001 ~O. 2); 所述多异氰酸酯指数为2. 5~6. O。
2.根据权利要求1所述的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述多元醇组合物按重量份数计包括如下物质： 硬泡多元醇100份 催化剂O. 5~5份 泡沫稳定剂I~5份 发泡剂5~35份 阻燃剂O~30份 水O. 5~3份。
3.根据权利要求1或2所述的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述纳米无机物选自氢氧化铝、氢氧化镁、赤磷、多聚磷酸铵、多聚磷酸蜜胺、硼酸锌、氧化锌、氧化锑、氧化钥和微胶囊化红磷中的一种或两种以上的任意比例混合。
4.根据权利要求3所述的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述纳米无机物的粒径为50~400nm。
5.根据权利要求1或2所述 的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述共发泡剂的沸点不高于0°c;所述共发泡剂选自二氟氯乙烷、二氟一氯甲烷、1，I, 1，2-四氟-2-氯乙烷、五氟乙烷、氟乙烷、1，1，1，2-四氟乙烷、正丁烷和异丁烷中的一种或两种以上的任意比例混合。
6.根据权利要求1或2所述的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述气核剂选自氮气、二氧化碳、氦气、氖气和氩气中的一种或两种以上的任意比例混合。
7.根据权利要求1或2所述的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述硬泡多元醇的平均官能度为2~3 ;所述硬泡多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、生物基多元醇和聚碳酸酯醇中的任意二种或二种以上任意比例混合。
8.根据权利要求1或2所述的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述催化剂选自N，N- 二甲基环己胺、三亚乙基二胺、二甲基苄胺、N，N’，N’ ’ -三(二甲氨丙基）-六氢三嗪、五甲基二乙烯三胺、双（二甲氨基乙基）醚（A-1)、二甲基哌嗪、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、1,2-甲基咪唑、2，4，6—三(二甲胺基甲基）苯酚、辛酸钾、季胺盐类催化剂中的一种或二种以上任意比例混合。
9.根据权利要求1或2所述的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述泡沫稳定剂选自硅氧烷表面活性剂和/或硅烷表面活性剂中的一种或二种以上任意比例混合。
10.根据权利要求1或2所述的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述发泡剂选自一氟二氯乙烷、二氯三氟乙烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷、戊烷、环戊烷、异戊烷、甲缩醛和二甲醚中的一种或两种以上任意比例混合。
11.根据权利要求1或2所述的聚异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、磷酸三（氯 异丙基）酯、磷酸三氯乙酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、三（聚氧化烯烃）磷酸酯、三（聚氧化烯烃）亚磷酸酯、溴化季戊四醇多元醇及四溴苯酐聚酯多元醇中的一种或两种以上任意比例混合。
12.根据权利要求1或2所述的聚 异氰脲酸酯阻燃泡沫体，其特征在于所述多异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯、多次甲基多苯基多异氰酸酯中的一种。
【文档编号】C08G18/32GK103755915SQ201310721937
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】邢益辉, 黄东平, 芮益华, 赵德喜, 付政华 申请人:南京红宝丽股份有限公司