一种环保阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制作方法
【专利说明】-种环保阻燃硬质聚氨醋泡沫塑料 【技术领域】
[0001] 本发明设及泡沫塑料技术领域，具体设及一种阻燃硬质聚氨醋泡沫塑料。 【【背景技术】】
[0002] 聚氨醋(polyurethane, PU)是聚氨基甲酸醋的简称，其通常由二元或多元异氯酸 醋与二元或多元径基化合物通过加聚反应生成。聚氨醋产品可分为泡沫制品和非泡沫制 品，其中泡沫制品又可分为硬质、软质和半硬质泡沫。硬质聚氨醋泡沫塑料(RPUF)有着优异 的绝热和保溫性能，能承受一定的载荷却不发生明显的变形，除此之外它还有密度小、比强 度高、耐高溫、尺寸稳定性好及与其他基体粘结性好等优点，大量运用于汽车工业、家电工 业和建筑工业等领域。但是，由于聚氨醋材料在空气中易燃，并且燃烧时产生大量的烟尘， 因此限制了发展前景，所W阻燃硬质聚氨醋材料的研究一直是当今聚氨醋材料研究的热 点。而研究阻燃聚氨醋材料的核屯、就是阻燃剂。阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃 剂，常用的阻燃剂有无机系、面系、有机憐和棚系、氮系。经过近十年的发展，硬质聚氨醋泡 沫的阻燃性能已经基本达到了实际应用的要求，然而根据近几年的火灾现场分析，火灾受 困人员被大火直接烧死的很少，绝大部分遇难人员是因为吸入火灾中释放大量有毒烟气致 死的。因此，目前急需寻求一种阻燃性能好又环保的硬质聚氨醋泡沫塑料。
[0003] 虽然现在有很多致力于提高硬质聚氨醋泡沫塑料阻燃性能的研究，也有了不错的 成效，例如中国专利CN102875726,其制备的阻燃硬质聚氨醋泡沫塑料的氧指数可提高到> 30,但是其使用的阻燃剂有漠和氯组成，燃烧时会释放出大量有毒的面化氨气体，且阻燃剂 的添加量大，对基体材料的力学性能影响大，同时增加了成本;也有致力于同时提高阻燃剂 的阻燃性和环保性的研究，例如中国专利CN102432917A，其使用Ξ聚氯胺-2-簇乙基苯基次 麟酸盐和憐酸醋和麟酸醋中的至少一种复配而成，虽然使用该复配阻燃剂可W使材料在阻 燃性和环保性方面都有很好的改善，但是使用的Ξ聚氯胺-2-簇乙基苯基次麟酸盐具有吸 水性，暴露在空气中易受潮，若纯度不高易还会导致在燃烧时分解出高毒氯化物气体，而憐 酸醋和麟酸醋具有耐热性差、挥发性大、与基材的相容性不好的缺点，易造成加工环境的污 染且制备出来的材料稳定性和耐久性差。 【
【发明内容】
】
[0004] 本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种硬质聚氨醋泡沫塑料，通 过W1-下基-3-甲基咪挫憐酸Ξ下醋离子液体[(Bmim)DB門作为阻燃剂，不仅可W提高塑料 的阻燃性能和环保性能，而且阻燃剂使用量少，对基材的力学性能影响非常小，具有很大的 实用性。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0006] -种环保阻燃硬质聚氨醋泡沫塑料，W多异氯酸醋、聚酸多元醇、发泡剂、泡沫稳 定剂、催化剂、甘油和阻燃剂为原料，将聚酸多元醇、发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、甘油和阻 燃剂按一定比例在室溫下通过高速分散机揽拌混合均匀后，与一定比例的多异氯酸醋再次 揽拌混合均匀并在模具中发泡成型，熟化后，即可得到环保阻燃硬质聚氨醋泡沫塑料;所述 的多异氯酸醋、聚酸多元醇、发泡剂、泡沫稳定剂、甘油和阻燃剂按照重量份数比计为:多异 氯酸醋120-140份;聚酸多元醇95-105份;发泡剂2-5份;泡沫稳定剂2-3份;催化剂1-2份;甘 油1-2份;阻燃剂4-10份;所述的多异氯酸醋为甲苯二异氯酸醋、多亚甲基多苯基多异氯酸 醋和二苯基甲烧二异氯酸醋中的一种。
[0007]在本发明中，进一步地，所述的阻燃剂为合成的无面阻燃剂1-下基-3-甲基咪挫憐 酸二下醋离子液体（[Bmim化BP);所述的阻燃剂的制备方法为:将按照等摩尔比的1-甲基咪 挫和憐酸Ξ下醋置于圆底烧瓶中混合，将烧瓶置于溫度为140-160°C的油浴锅内反应9- 1化，然后自然冷却至室溫，得到浅栋色透明产物;反应结束后，用乙酸纯化反应产物，每次 加入体积为反应产物2倍的乙酸，震荡分层，除去溶于乙酸的1-甲基咪挫和憐酸Ξ下醋，洗 涂3-5次，最后真空除去乙酸，得到1-下基-3-甲基-咪挫憐酸二下醋离子液体。
[000引在本发明中，进一步地，所述揽拌的速度为4400-46(K)r/min;所述揽拌的时间为3- 5min;所述再次揽拌的速度为4400-460化/min;所述再次揽拌的时间为10-15s。
[0009] 在本发明中，进一步地，所述模具的规格为220X220X50mm3;所述模具的溫度为42- 47°C ;所述发泡成型的时间为10-15min。
[0010] 在本发明中，进一步地，所述熟化的溫度为85-90°C ;所述熟化的时间为3-5小时。
[0011] 在本发明中，进一步地，所述聚酸多元醇的径基值为350-720mg KOH/g，官能度为 3-5。
[0012] 在本发明中，进一步地，所述发泡剂为水、正戊烧或环戊烧中的一种。
[0013] 在本发明中，进一步地，所述泡沫稳定剂为有机娃类表面活性剂AK-880UAK-8803 或AK-8808中的一种。
[0014] 在本发明中，进一步地，所述的催化剂是体积浓度为33%的Ξ亚乙基二胺的二丙 二醇溶液(A33)。
[0015] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0016] (1)本发明使用的阻燃剂是1-下基-3-甲基-咪挫憐酸二下醋离子盐（[Bmim化BP)， 首先，其不含面素，因此在燃烧过程中不会产生面化氨等有害气体，低毒环保;其次，该阻燃 剂与基材硬质聚氨醋泡沫塑料相容性好，不易迁移和渗出;再次，其能促进RPUF燃烧过程中 成炭量，而且膨胀阻燃效果明显，燃烧发生时在未受损的材料表面形成完整的、厚实的炭层 隔热层，有效地阻隔热质传递，发挥优异的阻燃作用;最后，该阻燃剂是离子液体，具有溫度 区间大、溶解范围广、蒸汽压极低和热稳定性好的优点，并且可回收，重复利用，适用范围广 且具有实用性，是一种环境友好型的绿色工艺产品。
[0017] (2)本发明使用的阻燃剂[Bmim]DBP，阻燃效率高，用量少，不超过10重量份，不仅 节约了成本，而且对基体材料的力学性能，如拉伸强度、断裂伸长率和压缩强度等，可W保 持良好甚至可W对其进行改善提高。
[0018] (3)本发明使用的阻燃剂制备的环保阻燃硬质聚氨醋泡沫塑料，原料来源充足，审U 作工艺简单，价格低廉，产率高。 【【具体实施方式】】
[0019] 下面给出3个实施例来对本发明作进一步说明。
[0020] 实施例1:
[0021 ] -种环保阻燃硬质聚氨醋泡沫塑料，原料为：
[0022] 多异氯酸醋：甲苯二异氯酸醋120Kg;
[0023] 聚酸多元醇:95Kg;
[0024] 发泡剂:水2Kg;
[0025] 泡沫稳定剂:AK-8801 2Kg;
[0026] 催化剂:A33化g;
[0027] 甘油：化邑；
[002引阻燃剂：[Bmim化BP 4Kg。
[0029] 依上述的原料制备环保阻燃硬质聚氨醋泡沫塑料的步骤如下：
[0030] (1)将摩尔比为3:3的1-甲基咪挫和憐酸Ξ下醋于圆底烧瓶中混合，烧瓶置于溫度 为140°C的油浴锅内反应化，然后自然冷却至室溫，得到浅栋色透明产物。反应结束后，用乙 酸纯化反应产物，每次加入体积为反应产物2倍的乙酸，震荡分层，除去溶于乙酸的1-甲基 咪挫和憐酸Ξ下醋，洗涂3次，最后真空除去乙酸，即得到阻燃剂[Bmim化BP 2Kg。
[0031] (2)按照重量份数比，将聚酸多元醇、发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、甘油和阻燃剂 放入塑料烧杯中，在室溫下用高速分散机混合均匀，转速为4400r/min，揽拌时间为3min，得 到质地均一的乳白色稠状液态混合物。
[0032] (3)将按重量份计的甲苯二异氯酸醋快速倒入到塑料烧杯中，再次混合揽拌10s， 揽拌转速为4400r/min。
[0033] (4)当烧杯中有气泡冒出、混合物发白时，立刻将混合物倒入模溫为42Γ的自制模 具(220X220巧0mm