高阻燃pir体系聚氨酯保温材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，包括按照重量份的多组份Ⅰ和组份Ⅱ，其中组份Ⅰ组成包括以下：结构型阻燃聚醚多元醇A为：15?30份；杂环类阻燃聚酯多元醇B为：20?30份；芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10?30份；含磷类阻燃剂为：10?30份；含磷卤类阻燃剂为：20?30份；泡沫稳定剂为：1?3份；催化剂：2?4份；发泡剂：20?40份；组份Ⅱ为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；本发明还公开其制备方法，本发明所得产品能够明显提高泡沫阻燃效果，形成结构稳定的聚异氰脲酸酯PIR泡沫，大大提高了聚氨酯泡沫的阻燃性能。
【专利说明】
高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及聚氨酯制备领域，尤其是涉及一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯硬泡体是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，仅 0.020~0.025W/(M* K )，相当于挤塑板的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的。硬 质聚氨酯泡沫塑料主要应用在建筑物外墙保温，屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、管道 保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等。已经成为主导市场的保温节能产品之一。
[0003] 但是近年来随着聚氨酯材料的广泛使用，发生了多起因施工过程使用不当，导致 聚氨酯材料着火，从而造成人民群众生命财产巨大损失事件。一方面是因为违章施工的原 因，另一方面也反应了目前市场上主流的聚氨酯产品防火安全等级较低。
[0004] 因此国家消防部门对建筑用聚氨酯提出了更高的防火要求。
[0005] 本发明就是通过应用特种聚醚及聚酯多元醇，以及复配含磷、卤阻燃剂，形成高阻 燃型组合聚醚，再通过与过量异氰酸酯反应，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。通过本 法案合成的高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，氧指数2 32，能达到国标68/8624-2012《建筑 材料及制品燃烧性能分级》Bl级要求。符合国家消防部门提倡对建筑用聚氨酯材料使用更 高防火等级的要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了提供一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，能 够明显提高泡沫阻燃效果，并且优化复配阻燃剂，再通过提高异氰酸酯用量，使过量的异氰 酸酯三聚反应，形成结构稳定的聚异氰脲酸酯PIR泡沫，大大提高了聚氨酯泡沫的阻燃性 能。
[0007] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：
[0008] 高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:包括按照重量份的多组份I和组份 Π ，其中组份I组成包括以下：
[0009] 结构型阻燃聚醚多元醇A为：15-30份；
[0010] 杂环类阻燃聚酯多元醇B为:20-30份；
[0011]芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-30份；
[0012] 含磷类阻燃剂为：10-30份；
[0013] 含磷齒类阻燃剂为:20-30份；
[0014]泡沫稳定剂为：1-3份；
[0015] 催化剂:2-4份；
[0016] 发泡剂:20-40份；
[0017] 组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
[0018] 对本发明做进一步优选，高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，包括按照重量份的多组 份I和组份Π ，其中组份I组成包括以下：
[0019] 结构型阻燃聚醚多元醇A为：15-25份；
[0020]杂环类阻燃聚酯多元醇B为:20-25份；
[0021]芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-25份；
[0022]含磷类阻燃剂为：10-20份；
[0023]含磷卤类阻燃剂为:20-25份；
[0024]泡沫稳定剂为：1-3份；
[0025] 催化剂:2-4份；
[0026] 发泡剂：20-30份；
[0027] 组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
[0028] 对本发明做进一步优选，所述结构型阻燃聚醚多元醇A为以笨酚、甲笨二胺为起始 剂和环氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量300-800。
[0029] 对本发明做进一步优选，杂环类阻燃聚酯多元醇B为以吡啶、四氢呋喃杂环化合物 和甲醛、二乙醇胺等反应合成的聚酯多元醇，平均分子量300-600。
[0030] 对本发明做进一步优选，芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为苯酐、对苯二甲酸系列高芳 烃含量聚酯多元醇，平均分子量300-600。
[0031]对本发明做进一步优选，含磷阻燃剂为磷酸酯类，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二 甲酯中的任意一种或二种组合。
[0032]对本发明做进一步优选，含磷卤类阻燃剂为TCEP、TCPP、TDCP中的任意一种或几种 组合。
[0033] 对本发明做进一步优选，所述泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂。本发明中的泡沫 稳定剂采用南京美思德AK8805，AK8811等等，或者其他类似的也可以。
[0034] 对本发明做进一步优选，所述催化剂为胺类、季胺盐类。本发明中的催化剂采用美 国气体公司二甲基环己胺、PC41、TMR_2等，或者其他类似的也可以。
[0035] 对本发明做进一步优选，所述发泡剂为141B。
[0036] -种制造高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，其特征在于：
[0037] 首先将上述组份I中的各个组份按比例均匀混合后，形成组份I;
[0038]接着组份I与组份Π 之间的比例如下：
[0039] 组份I:组份 Π 在100:150-100:180之间；
[0040] 最后通过高压机械设备均匀混合，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
[0041] 与现有技术相比较，本发明具有以下的有益效果：
[0042]本发明所得高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，氧指数2 32,能达到国标GB/8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》Bl级要求。本发明所得产品能够明显提高泡沫阻燃效 果，并且优化复配阻燃剂，再通过提高异氰酸酯用量，使过量的异氰酸酯三聚反应，形成结 构稳定的聚异氰脲酸酯PIR泡沫，大大提高了聚氨酯泡沫的阻燃性能。而目前市场上普通 组合聚醚配方中聚醚和聚酯多元醇由于脂肪链含量高，所以阻燃效果较差。本发明故此能 够很好的解决该问题。
[0043]为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐 述。
【具体实施方式】
[0044] 以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0045] 本发明公开了一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:包括按照重量份 的多组份I和组份Π ，其中组份I组成包括以下：
[0046] 结构型阻燃聚醚多元醇A为：15-30份；
[0047]杂环类阻燃聚酯多元醇B为:20-30份；
[0048]芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-30份；
[0049]含磷类阻燃剂为：10-30份；
[0050]含磷卤类阻燃剂为:20-30份；
[00511泡沫稳定剂为：1-3份；
[0052] 催化剂:2-4份；
[0053]发泡剂：20-40份；
[0054]组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
[0055] 本发明中所述结构型阻燃聚醚多元醇A为以笨酚、甲笨二胺为起始剂和环氧乙烷、 丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量300-800,杂环类阻燃聚酯多元醇B为以吡啶、四氢呋喃 杂环化合物和甲醛、二乙醇胺等反应合成的聚酯多元醇，平均分子量300-600,芳香烃类阻 燃聚酯多元醇C为苯酐、对苯二甲酸系列高芳烃含量聚酯多元醇，平均分子量300-600,含 磷阻燃剂为磷酸酯类，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯中的任意一种或二种组合，含磷 卤类阻燃剂为TCEP、TCPP、TDCP中的任意一种或几种组合，所述泡沫稳定剂为硅酮类表面活 性剂。本发明中的泡沫稳定剂采用南京美思德AK8805，AK8811等等，或者其他类似的也可 以，所述催化剂为胺类、季胺盐类。本发明中的催化剂采用美国气体公司二甲基环己胺、 PC41、TMR-2等，或者其他类似的也可以，所述发泡剂为141B。
[0056] 本发明还涉及一种制造高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，其特征在 于：
[0057] 首先将上述组份I中的各个组份按比例均匀混合后，形成组份I;接着组份I与组份 Π 之间的比例如下，组份I:组份Π 在100:150-100:180之间；最后通过高压机械设备均匀混 合，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
[0058] 实施例1:
[0059] 本实施例公开了一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，其特征在于： 其特征是以多组份I和组份Π 为原料，先复配组份I如下(按重量份计）：
[0060] 结构型阻燃聚醚多元醇A为20份；杂环类阻燃聚酯多元醇B为25份;芳香烃类阻燃 聚酯多元醇C为25份;含磷类阻燃剂为DMMP: 15份;含磷卤类阻燃剂为TCPP: 25份;泡沫稳定 剂AK8805:2份;催化剂PC8:1份，TMR-2:1.5份;发泡剂141B: 35份。将上述各组份加入密闭 的容器中混合均匀形成组份I。
[0061 ] 其中阻燃剂为DMMP及TCPP为扬州晨化公司产品，泡沫稳定剂AK8805为南京美思德 公司产品，催化剂PC8/TMR-2为美国气体公司产品，发泡剂141B为浙江三美公司产品，组份 Π 为烟台万华公司PM-200。
[0062] 将组份I和组份Π 按比例100:165加入容器中混合搅拌均匀，再倒入相应的模倶中 熟化成型就制成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
[0063] 另外，本发明同时采用了不同配方组份的实施例2、实施例3和实施例4,制造过程 与实施例1完全一样，采用同样的产品，为了方便比较且清楚，同时将市场上普通阻燃聚氨 酯泡沫制品合成配方对照，特制作出表一，具体如下：
[0064] 表一：
[0066]本发明，由上表可见方案1、2、3、4配方比普通阻燃配方(对照例）异氰酸酯指数超 出一倍以上，使体系中黑料指数大大过量而形成结构稳定的特种高阻燃PIR体系聚氨酯泡 沫，大大提高了聚氨酯泡沫的阻燃性能。
[0067]表二:泡沫性能指标
[0069] 注：以上所有测试都是按照国家相关标准进行测试。
[0070] 本发明通过上述对比可以发现，高阻燃PIR配方聚氨酯泡沫比普通阻燃配方聚氨 酯泡沫除了有更好的压缩强度及尺寸稳定性外，燃烧性能和氧指数也有较大的提升，达到 国家更高阻燃级别的要求，全面超越了普通阻燃配方聚氨酯泡沫。
[0071] 以上所述仅为本发明的一个实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关 键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
【主权项】
1. 高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:包括按照重量份的多组份I和组份π， 其中组份I组成包括以下： 结构型阻燃聚醚多元醇Α为：15-30份； 杂环类阻燃聚酯多元醇B为:20-30份； 芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-30份； 含磷类阻燃剂为：10-30份； 含磷卤类阻燃剂为:20-30份； 泡沫稳定剂为：1-3份； 催化剂:2-4份； 发泡剂:20-40份； 组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。2. 根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:包括按照重量份 的多组份I和组份Π ，其中组份I组成包括以下： 结构型阻燃聚醚多元醇A为：15-25份； 杂环类阻燃聚酯多元醇B为:20-25份； 芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-25份； 含磷类阻燃剂为：10-20份； 含磷卤类阻燃剂为:20-25份； 泡沫稳定剂为：1-3份； 催化剂:2-4份； 发泡剂:20-30份； 组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。3. 根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:所述结构型阻燃 聚醚多元醇A为以笨酚、甲笨二胺为起始剂和环氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子 量300-800。4. 根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:所述杂环类阻燃 聚酯多元醇B为以吡啶、四氢呋喃杂环化合物和甲醛、二乙醇胺等反应合成的聚酯多元醇， 平均分子量300-600。5. 根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:所述芳香烃类阻 燃聚酯多元醇C为苯酐、对苯二甲酸系列高芳烃含量聚酯多元醇，平均分子量300-600。6. 根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:所述含磷阻燃剂 为磷酸酯类，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯中的任意一种或二种组合。7. 根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:所述含磷卤类阻 燃剂为TCEP、TCPP、TDCP中的任意一种或几种组合。8. 根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于:所述泡沫稳定剂 为硅酮类表面活性剂，所述催化剂为胺类、季胺盐类。9. 根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：所述发泡剂为 141B。10. -种制造如权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，其特征 在于： 首先将上述组份I中的各个组份按比例均匀混合后，形成组份I; 接着组份I与组份π之间的比例如下： 组份I:组份Π在100:150-100:180之间； 最后通过高压机械设备均匀混合，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
【文档编号】C08K5/521GK105859999SQ201610172301
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】余仁根, 王夏春
【申请人】绍兴市辰星聚氨酯有限公司