一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于阻燃材料技术领域，涉及一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 目前，聚氨酯是世界上公认最佳的保温绝热材料，其导热系数为所有保温材料中 最低、热工性能最为优越的一类材料，达到相同节能效果所需厚度比其他保温材料更薄，聚 氨酯保温材料的保温效果是聚苯板（EPS和XPS)的1. 75倍、岩棉的2倍、砖石的29倍、木 材的85倍、混凝土的89倍。除了优异的保温性能外，相比于热塑性的聚苯乙烯泡沫材料， 热固性的聚氨酯保温材料还具有较好的耐火性能。
[0003] 聚氨酯硬泡由于含可燃的碳氢链段、密度小、比表面积大，具有易燃、火焰传播速 度快的缺点，而且还会产生大量有毒烟雾，不仅会造成严重的财产损失，还会给生命及环境 带来极大危害。在硬质泡沫塑料中，常用的卤系阻燃剂为三（2-氯异丙基）磷酸酯、磷酸三 氯乙酯等；常用的无卤阻燃剂有氢氧化铝、三聚氰胺、甲基磷酸二甲酯等。
[0004] 近年来，发展迅速的新型膨胀型阻燃剂是目前研宄聚氨酯阻燃的热点。然而，传统 膨胀型阻燃剂在实际应用中存在相容性差，易析出等问题，严重影响了材料的正常使用。因 此，市场亟需新型的阻燃聚氨酯保温材料
[0005] 申请号为201210145141. 3的中国发明专利公布了一种无卤阻燃聚氨酯硬泡保温 材料及其制备方法，该保温材料由组份A和组份B组成，所述的组份A与组份B的重量比是 1: (1. 0-1. 3);组份A由聚醚多元醇75-90重量份，催化剂0. 5-5重量份，发泡剂环戊烷1-5 重量份，泡沫稳定剂〇. 5-3重量份，无卤阻燃剂10-40重量份组成；组份B是聚合多异氰酸 酯。其制备方法是：将膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和聚合物/无机纳米材料混合均匀得到 无卤阻燃剂组份；将聚醚多元醇、催化剂、发泡剂及泡沫稳定剂组份混合均匀，再将无卤阻 燃剂组份加入，在常温下继续混合均匀得到组份A ;组份A和组份B搅拌混合，发泡得到环 保无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料。然而该专利使用的膨胀型阻燃剂为聚磷酸铵体系，其与 基体相容性存在缺陷。
【发明内容】
[0006] 本发明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相容性好，能有 效解决易析出等问题的无卤阻燃聚氨酯硬泡材料及其制备方法。
[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008] -种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，该硬泡材料包括以下组分及重量份含量：聚氨酯 硬泡75-90份、焦磷酸哌嗪0-10份、三嗪类衍生物0-10份及可膨胀石墨1-15份。
[0009] 所述的聚氨酯硬泡包括以下组分及重量份含量：多元醇75-90份、多异氰酸酯 75-110份、催化剂1-4份、发泡剂1-3份及泡沫稳定剂1-3份。
[0010] 所述的多元醇为羟值为400-550mgK0H/g的聚醚多元醇或聚酯多元醇。所述的多 异氰酸酯为NCO基团含量为30-32wt%的多异氰酸酯。
[0011] 所述的催化剂为N，N-二甲基环己胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基 锡或辛酸亚锡中的一种或两种。
[0012] 所述的发泡剂包括环戊烷、正戊烷、正己烷、正庚烷或石油醚中一种。
[0013] 所述的发泡剂优选环戊烷。
[0014] 所述的泡沫稳定剂为Si-C链的聚醚改性有机硅。所述的三嗪类衍生物的结构式 如下：
[0015]
【主权项】
1. 一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，其特征在于，该硬泡材料包括以下组分及重量份含 量：聚氨酯硬泡75-90份、焦磷酸哌嗪0-10份、三嗪类衍生物0-10份及可膨胀石墨1-15份。
2. 根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述的聚氨酯 硬泡包括以下组分及重量份含量：多元醇75-90份、多异氰酸酯75-110份、催化剂1-4份、 发泡剂1-3份及泡沫稳定剂1-3份。
3. 根据权利要求2所述的一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述的多元醇 为轻值为400-550mgK0H/g的聚醚多元醇或聚醋多元醇。
4. 根据权利要求2所述的一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述的多异氰 酸酯为NCO基团含量为30-32wt%的多异氰酸酯。
5. 根据权利要求2所述的一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述的催化剂 为N，N-二甲基环己胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡中的一种 或两种。
6. 根据权利要求2所述的一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述的发泡剂 包括环戊烷、正戊烷、正己烷、正庚烷或石油醚中一种。
7. 根据权利要求2所述的一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述的泡沫稳 定剂为Si-C链的聚醚改性有机硅。
8. 根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述的三嗪类 衍生物的结构式如下：
9. 根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述的可膨胀 石墨的粒径为90-200目。
10. -种如权利要求1所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡材料的制备方法，其特征在于，该方 法具体包括以下步骤： (1)按以下组分及重量份含量进行备料： 聚氨酯硬泡 75-90份， 焦磷酸哌嗪 0-10份， 三嗪类衍生物 0-10份， 可膨胀石墨 1-15份； 其中，聚氨酯硬泡包括以下组分及重量份含量： 多元醇 75-90份， 多异氰酸酯 75-110份， 催化剂 1-4份， 发泡剂 1-3份， 泡沬稳定剂 1-3份； (2) 将焦磷酸哌嗪、三嗪类衍生物及可膨胀石墨按步骤（1)重量份含量混合，并搅拌均 匀，制得阻燃剂； (3) 将多元醇、催化剂、发泡剂及泡沫稳定剂按步骤（1)重量份含量混合，并搅拌均匀， 制得组分A; (4) 将步骤⑶制得的组分A与步骤⑵制得的阻燃剂混合，并搅拌均勾，制得组分B; (5) 将多异氰酸酯按步骤⑴重量份含量加入步骤⑷制得的组分B中，搅拌，混合均 匀后，倒入模具中，并将模具置于烘箱中，调节烘箱温度为60-80°C，恒温处理10_12h，熟化 后，即制得无卤阻燃聚氨酯硬泡材料。
【专利摘要】本发明涉及一种无卤阻燃聚氨酯硬泡材料及其制备方法，该硬泡材料包括以下组分及重量份含量：聚氨酯硬泡75-90份、焦磷酸哌嗪0-10份、三嗪类衍生物0-10份及可膨胀石墨1-15份；其中，聚氨酯硬泡包括以下组分及重量份含量：多元醇75-90份、多异氰酸酯75-110份、催化剂1-4份、发泡剂1-3份及泡沫稳定剂1-3份；制备时，将焦磷酸哌嗪、三嗪类衍生物及可膨胀石墨混合均匀，制得阻燃剂；将多元醇、催化剂、发泡剂及泡沫稳定剂混合均匀，制得组分A；将组分A与阻燃剂混合均匀，制得组分B；再将多异氰酸酯加入组分B中，混合均匀后，倒入模具中，并于烘箱中熟化即可。与现有技术相比，本发明制备方法简单，工艺条件温和，制得的阻燃聚氨酯硬泡材料阻燃效果好，保温性优异。
【IPC分类】C08K5-3462, C08G18-42, C08K5-3492, C08K7-24, C08J9-14, C08L75-06, C08G18-48, C08L75-08
【公开号】CN104845356
【申请号】CN201510267199
【发明人】胡爽, 翟金国, 陈涛, 林倬仕, 尹亮, 叶文, 许肖丽, 李平阳, 陈崇伟
【申请人】上海化工研究院, 上海通成安保消防工程有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月22日