一种高阻燃无燃烧滴落物/微粒的聚氨酯减振隔声垫及其制备方法与流程

本发明涉及一种高阻燃无燃烧滴落物/微粒的聚氨酯减振隔声垫及其制备方法，属于微孔聚氨酯。

背景技术：

1、建筑结构内噪声主要来源于楼板受到撞击产生的振动及结构传声。浮筑楼板技术是解决楼板撞击声的有效方法，在结构楼板上铺设一层弹性垫层，其上铺一层混凝土或水泥砂浆保护层，可构成一个隔振系统。在楼板上活动产生的振动可被弹性垫层有效隔离，大幅度消减振动及结构传声在建筑结构中的传播。传统的浮筑楼板减振垫如橡胶、发泡聚乙烯、聚苯乙烯等材料在一定时间内能起到隔声效果，但是存在耐老化性能较差、易蠕变等问题，随着使用时间延长，材料的弹性逐渐衰减，隔声性能随之下降，使用数年或十几年后隔声效果就达不到相应法规的要求。

2、微孔聚氨酯弹性体是一种性能优异的高分子粘弹性材料，不仅具有优异的减振降噪效果，而且还兼具耐疲劳、耐老化、耐蠕变、耐介质腐蚀、耐磨、防霉等特性，是一种新型理想的建筑浮筑楼板隔声材料。但是，微孔聚氨酯减弹性体属易燃材料，并且燃烧过程伴有严重滴落现象，在生产、运输、施工，以及长期使用过程中存在严重的火灾隐患。

3、发明人研究发现，通过可膨胀石墨(eg)和聚磷酸铵(app)在特定比例复配阻燃改性后，该类材料可达到gb/t 8624的b2级，且无燃烧滴落物/微粒。如果继续增加阻燃剂用量，阻燃等级可以达到b1级以上等级，但微孔聚氨酯减振隔声垫的力学性能、减隔振性能以及耐疲劳性能等会大幅下降，不能满足使用要求。如何在保持高性能微孔聚氨酯减振隔声垫优异性能的同时，进一步提高其阻燃性能，是当前该类材料研制的一大难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高阻燃无燃烧滴落物/微粒的聚氨酯减振隔声垫及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种高阻燃无燃烧滴落物/微粒的聚氨酯减振隔声垫，所述减振隔声垫是由a组分与b组分固化成型得到的密度为270kg/m3～350kg/m3、氧指数大于等于30、拉伸强度大于等于1.5mpa、撞击声压级改善量大于等于30db的微孔聚氨酯减振隔声垫；

4、所述a组分由聚醚多元醇、扩链剂、发泡剂、匀泡剂、催化剂、阻燃剂、防霉剂混合均匀配制而成；所述聚醚多元醇包含分子量为1000的聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg1000)、分子量为2000的聚四氢呋喃醚二醇(ptmeg2000)以及分子量为5000的聚氧化丙烯三醇(ep330)；所述扩链剂为1,4-丁二醇(bdo)；所述发泡剂为h2o；所述匀泡剂为江苏美思德公司牌号为ak8804的匀泡剂；所述催化剂包含双(二甲氨基乙基)醚(bdmae)和二月桂酸二丁基锡(t12)；所述阻燃剂为可膨胀石墨(eg)、聚磷酸铵(app)和甲基膦酸二甲酯(dmmp)；

5、以制备所述a组分的原料总质量为100份计，各原料成分及其质量份数如下：

6、

7、

8、所述b组分是二异氰酸酯与聚四氢呋喃醚多元醇在80℃～100℃下搅拌反应4h～6h形成的-nco值在12％～15％之间的预聚体；

9、以制备所述b组分的原料总质量为100份计，各原料成分及其质量份数如下：

10、二异氰酸酯                    45份～55份；

11、聚四氢呋喃醚多元醇            45份～55份；

12、所述a组分含有的活泼-h与b组分含有的-nco基团的摩尔比为1.00:0.98～1.03。其中，所述活泼-h为多元醇-oh中的活泼-h和h2o中活泼-h之和；b组分含有的-nco基团是指异氰酸酯与聚四氢呋喃醚多元醇反应之后剩余的-nco，即预聚体中的-nco。

13、a组分中：

14、优选的，所述的防霉剂为佛山科普茵公司生产的牌号为kp-m100的聚氨酯防霉剂或东莞广思远公司生产的牌号为m8的聚氨酯防霉剂。

15、优选的，以制备所述a组分的原料总质量为100份，各原料成分及其质量份数如下：

16、

17、优选的，所述的eg粒度为100目～200目，膨胀倍率为250ml/g～300ml/g。

18、优选的，所述的app粒度为1500目～2000目。

19、优选的，所述eg、app、dmmp的质量比为1:0.35～0.45:0.15～0.25。更优选的，所述eg、app、dmmp的质量比为1:0.4:0.2。

20、b组分中：

21、优选的，所述的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)；所述聚四氢呋喃醚多元醇为ptmeg1000。

22、优选的，以制备所述b组分的原料总质量为100份计，各原料成分及其质量份数如下：

23、ptmeg 1000                 45份～50份；

24、mdi                        50份～55份。

25、优选的，a组分含有的活泼-h与b组分含有的-nco基团的摩尔比为1.00:0.99～1.01。

26、一种高阻燃无燃烧滴落物/微粒的聚氨酯减振垫的制备方法，所述方法步骤如下：先将a组分预热至30℃～34℃、b组分预热至38℃～42℃，然后将预热后的a组分和预热后的b组分浇注到预热至60℃～70℃的模具中固化成型，得到一种高阻燃无燃烧滴落物/微粒的聚氨酯减振垫。

27、优选的，固化成型温度为60℃～70℃，时间为10min～15min。

28、有益效果

29、(1)本发明所述高阻燃无燃烧滴落物/微粒的微孔聚氨酯减振垫，经过添加eg、app和dmmp阻燃改性后，阻燃等级可达到b1级(b级)，燃烧不会产生滴落物/微粒；

30、(2)单独添加eg，可以解决熔滴问题，但是膨胀炭层之间有很大的空隙，与基体结合力较弱，容易出现火焰带着炭渣掉落的现象(下文简称掉渣现象)，且提高氧指数不明显；单独添加app可以提高氧指数，但是要想解决熔滴问题，需要大量添加，会导致刚度增加；eg和app复配使用，app受热分解的产物可以填充膨胀炭层的空隙，增加膨胀炭层的致密度，可以很好地隔绝热量和空气，大幅提高阻燃性能，在氧指数相当的前提下，阻燃剂的总添加量减少。

31、进一步的，eg粒度过小，阻燃效果差，粒度过大，在基体中的分散性差，会影响微孔聚氨酯弹性体的闭孔率，因此选用100～200目的粒度。eg膨胀倍率过小，阻燃效果差，膨胀倍率过大，与基体结合力变弱，容易出现掉渣现象，因此选用250～300ml/g的膨胀倍率。app粒度过大，在基体中的分散性差，会影响微孔聚氨酯弹性体的闭孔率，因此选用1500～2000目的粒度。app用量相对较少时，其受热分解的产物不能有效地填充膨胀炭层的空隙，炭层的强度低，炭层与基体的结合力较弱，容易出现掉落现象；app用量相对较多时，增加刚度，只有eg/app＝1:0.35～0.45时才能有效发挥协同作用，氧指数高、不产生燃烧滴落物/微粒的阻燃剂总用量最少，且不影响力学性能、减隔振性能，保证减振垫使用效果和使用寿命。

32、(3)添加dmmp，其分解产生的黏稠状物质覆盖在燃烧表面，进一步填补了eg膨胀炭层的空隙，增加了炭层的致密度与强度。在阻燃剂总量不变的情况下，阻燃效果比eg/app复配更优，可以有效解决燃烧滴落物/微粒的问题，且阻燃等级可以进一步提升。而且少量的dmmp填充了基体与eg和app之间的间隙，使分子间作用力增强，因此可以提高基体的强度。dmmp用量较少时，三种阻燃剂的协同作用不明显，不能有效解决燃烧滴落物/微粒的问题，dmmp用量较多时，增塑作用明显，会降低减振垫的耐疲劳性能。当eg/app/dmmp＝1:0.4:0.2的时候，可以达到最优的阻燃效果和保持最优的力学性能和减隔振性能。

33、(4)为减弱dmmp引入对聚氨酯基体增塑作用，提高减振垫的耐疲劳性能，本专利在前期开发的阻燃无燃烧滴落物/微粒的聚氨酯减振垫配方基础上进行了适当调节，主要调节手段有2点：①适当减少配方中长链柔性分子ptmeg2000的用量，增加短链柔性分子ptmeg100的用量，通过降低柔性链的自由活动能力，来抵消dmmp带来的增塑作用影响。②适当提高扩链剂bdo的含量，来提高mdi的用量，增加聚氨酯基体中硬段的含量和氢键数量，增加分子间作用力，限制柔性链的自由运动。