阻燃聚氨酯泡沫保温材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及有机高分子材料，具体而言，涉及一种阻燃聚氨酯泡沫保温材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在我国，外墙保温是绝大部分高层建筑都会应用的保温技术。在天气极寒的地区，良好的建筑保温材料能够有效保持建筑物内温度在一定范围内波动，进而可以减少能源消耗，满足建筑物内温度适宜与节能减排的要求。

2、目前我国应用最多的建筑保温材料有五种，分别为高发泡聚乙烯片材、硬质聚氨酯保温材料、橡塑海绵保温材料、石棉和保温砂浆等无机保温材料以及低容重闭孔泡沫玻璃绝热制品。其中硬质聚氨酯保温材料由于其密度小、质量轻、隔热保温性能好、耐水耐溶剂性能好、力学强度优异、使用寿命高等优点被广泛应用于建筑保温工程项目中，是目前保温效果最好的有机材料。

3、硬质聚氨酯保温材料在制备过程中需要加入发泡剂，而常采用的含氟氯发泡剂(例如hcfc-141b，即一氟二氯乙烷)对大气中的臭氧层有破坏作用，无法大规模使用，而全水发泡聚氨酯体系存在孔洞不均匀，容易坍塌，力学性能与导热性能无法满足建筑保温材料性能要求的问题。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种阻燃聚氨酯泡沫保温材料，以解决现有技术全水发泡聚氨酯体系导热性能力学性能无法满足建筑保温材料要求的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种阻燃聚氨酯泡沫保温材料，该阻燃聚氨酯泡沫保温材料包括体积比为(1～1.3):(1～1.3)的a组份和b组份，所述a组份按照重量份数计包括：聚醚多元醇：65～88份；催化剂：0.2～1.0份；第一阻燃剂：7～15份；复合发泡剂：5～20份；b组份按照重量份数计包括：多苯基多亚甲基多异氰酸酯：65～80份；第二阻燃剂：15～35份；其中，复合发泡剂包括粉煤灰和水，且两者的质量比为6～8:1。

3、进一步地，聚醚多元醇为2～4官能度，黏度为40～5000mpa.s，羟基值为160～520koh/g。

4、进一步地，多苯基多亚甲基多异氰酸酯的nco的质量分数为30.0～32.0％，黏度为150～500mpa.s。

5、进一步地，粉煤灰的平均粒径为30～100μm。

6、进一步地，催化剂为有机金属类化合物或叔胺类化合物。

7、进一步地，催化剂为二月桂酸二丁基锡、有机铋和二甲基环己胺中的至少一种。

8、进一步地，第一阻燃剂和第二阻燃剂各自独立地为磷酸酯类化合物。

9、进一步地，磷酸酯类化合物为磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、三(2-氯乙基)磷酸酯和磷酸三乙酯中的至少一种。

10、进一步地，a组份还包括按质量份数计的泡沫稳定剂0.15～0.5份。

11、进一步地，泡沫稳定剂为有机硅油类化合物。

12、进一步地，泡沫稳定剂为二甲基硅油。

13、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种阻燃聚氨酯泡沫保温材料的制备方法包括以下步骤：将a组份和b组份混合进行发泡，得到阻燃聚氨酯泡沫保温材料。

14、进一步地，发泡的温度为60～100℃，时间为60～200s。

15、进一步地，a组份的制备方法包括：先将催化剂与聚醚多元醇混合，得到混合液，再将第一阻燃剂、发泡剂以及可选的泡沫稳定剂与混合液混合，得到a组份。

16、进一步地，b组份的制备方法包括：将多苯基多亚甲基多异氰酸酯和第二阻燃剂混合，得到b组份。

17、根据本发明的另一方面，提供了阻燃聚氨酯泡沫保温材料在建筑保温材料领域中的应用。

18、应用本申请的技术方案，本申请提供的阻燃聚氨酯泡沫保温材料，通过采用主要由粉煤灰和水组成的复合发泡剂与特定配比的聚醚多元醇多苯基多亚甲基多异氰酸酯、催化剂、第一阻燃剂、第二阻燃剂以及复合发泡剂相互协同，不仅内部孔洞均匀，具有优异的力学性能，而且，提高了极限氧指数，改善了阻燃性，同时还具备优异的导热性能，能够有效满足建筑保温材料的要求。

技术特征：

1.一种阻燃聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所述阻燃聚氨酯泡沫保温材料包括体积比为(1～1.3):(1～1.3)的a组份和b组份，所述a组份按照质量份数计包括：聚醚多元醇：65～88份；催化剂：0.2～1.0份；第一阻燃剂：7～15份；复合发泡剂：5～20份；所述b组份按照质量份数计包括：多苯基多亚甲基多异氰酸酯：65～80份；第二阻燃剂：15～35份；其中，所述复合发泡剂包括粉煤灰和水，且两者的质量比为6～8:1。

2.根据权利要求1所述的阻燃聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所述的聚醚多元醇为2～4官能度，黏度为40～5000mpa.s，羟基值为160～520mgkoh/g。

3.根据权利要求1所述的阻燃聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所述多苯基多亚甲基多异氰酸酯的nco的质量分数为30.0～32.0％，黏度为150～500mpa.s。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阻燃聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所述粉煤灰的平均粒径为30～100μm。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的阻燃聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所述催化剂为有机金属类化合物或叔胺类化合物，优选所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、有机铋和二甲基环己胺中的至少一种。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的阻燃聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所述a组份还包括按质量份数计的泡沫稳定剂0.15～0.5份，优选所述泡沫稳定剂为有机硅油类化合物，进一步优选为二甲基硅油。

7.一种权利要求1至6中任一项所述的阻燃聚氨酯泡沫保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述a组份和所述b组份混合进行发泡，得到所述阻燃聚氨酯泡沫保温材料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述发泡的温度为60～100℃，时间为60～200s。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述a组份的制备方法包括：先将所述催化剂与所述聚醚多元醇混合，得到混合液，再将所述第一阻燃剂、所述发泡剂以及可选的所述泡沫稳定剂与所述混合液混合，得到所述a组份；

10.一种权利要求1至6中任一项所述的阻燃聚氨酯泡沫保温材料在建筑保温材料领域中的应用。

技术总结
本申请提供了一种阻燃聚氨酯泡沫保温材料及其制备方法和应用，该阻燃聚氨酯泡沫保温材料包括体积比为1:1～1:1.3的A组份和B组份，A组份按照质量份数计包括：聚醚多元醇：65～88份；催化剂：0.2～1.0份；第一阻燃剂：7～15份；复合发泡剂：5～20份，B组份包括：多苯基多亚甲基多异氰酸酯：65～80份；第二阻燃剂：15～35份；复合发泡剂包括粉煤灰和水，两者的质量比为6～8:1，通过采用主要由粉煤灰和水组成的复合发泡剂与特定配比的其他组分相互协同，不仅内部孔洞均匀，具有优异的力学性能，而且，提高了极限氧指数，改善了阻燃性，同时还具备优异的导热性能，能够有效满足建筑保温材料的要求。

技术研发人员：李孟瑶,王金平,王林,皮茂,郑鹏程,姜慧婧,张宇
受保护的技术使用者：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15