环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵及其制备方法与流程

本申请涉及聚氨酯发泡海绵材料，尤其是涉及一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵及其制备方法。

背景技术：

1、聚氨酯泡沫体是一种良好的隔热材料，其由聚酯、聚醚或其他多元醇加入异氰酸酯中并在催化剂、发泡剂的作用下反应、发泡、固化得到。

2、目前聚氨酯的典型发泡剂有hfc-365mfc、正戊烷和水，其中水由于极易获取、环保安全，是最为环保的理想聚氨酯泡沫体发泡剂。

3、但水作为发泡剂发出的泡沫粗糙不细密，质感不好，呈发泡时液料呈粘稠状，并且水作为发泡剂会与异氰酸酯反应生产导热系数较大的二氧化碳，故而使得聚氨酯泡沫体发酥发脆，且绝热性能不如hfc-365mfc、正戊烷为发泡剂发泡的聚氨酯泡沫体，目前仅在绝热性能要求不高、力学性能要求低的场合应用，在汽车座椅、沙发等产品上无法应用。

技术实现思路

1、为在保证原有隔热性能和安全性的情况下，显著提升以水为发泡剂发泡的聚氨酯海绵力学性能，提供了一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵及其制备方法。

2、本发明的第一个发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵，其包括以下质量份的原料：

4、聚醚多元醇800份；

5、异氰酸酯920～940份；

6、水10～13份；

7、阻燃剂42～46份；

8、改良助剂a58～67份；

9、催化剂12～15.6份；

10、有机硅油1.2～2.1份；

11、所述改良助剂a为改性纤维粒，所述改性纤维粒粒径为22～42μm，且所述改性纤维粒取三个同时相互垂直的截面上纤维取向度，其相对平均偏差小于0.17。

12、通过采用上述技术方案，改性纤维粒纤维取向度的相对平均偏差小于0.17，其结构蓬松、在三维空间上各个方面上均具备纤维取向且纤维取向均匀，

13、而简单机械破碎棉粉受棉花纤维自身纤维取向影响，其取向度的相对平均偏差大于0.6，较简单机械破碎棉粉而言，本申请的改性纤维粒与聚氨酯发泡体有机相结合好，并在结合后在三维空间的多个方向上给予聚氨酯海绵显著地加强，具备简单机械破碎棉粉无法达到的加强效果；

14、同时由于改性纤维粒为粒状且粒径为10～42μm，与聚氨酯的有机原料混合均匀，较短切玻璃纤维因长度长、密度大会导致抑制发泡方向、发泡气孔不均、海绵烧心隐患而言，改性纤维粒的使用在发泡过程中不会抑制发泡方向、不会使发泡气孔不均、不会应发海绵烧心隐患；

15、而磨碎短切玻璃纤维粉，其粒化后力学性能增强效果明显较短切玻璃纤维降低，且磨碎短切玻璃纤维粉取向依旧单一、密度大，抑制发泡方向、发泡气孔不均的问题稍有改善，但海绵烧心隐患依旧存在，且增强效果明显不如改性纤维粒。

16、综上所述，本申请的环保阻燃聚氨酯海绵在改良助剂a作用下在保证原有隔热性能和安全性的情况下，显著提升以水为发泡剂发泡的聚氨酯海绵力学性能，解决以水为发泡剂发泡的聚氨酯海绵发脆、发酥的问题，使得环保型的聚氨酯海绵可更为广泛的应用于汽车、家具领域。

17、可选的，所述改性纤维粒为铜氨纤维粒，且所述阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂。

18、通过采用上述技术方案，以铜氨纤维制作本申请的改性纤维粒，其制备生产难度下降，并且在铜氨纤维制作的改性纤维粒时使用磷酸酯类阻燃剂，磷酸酯类阻燃剂在自身阻燃作用外还对发泡过程中改性纤维粒运动迁移、分布均匀化有促进效果，进一步提高改性纤维粒对水发泡的聚氨酯海绵性能增强效果。

19、可选的，所述磷酸酯类阻燃剂含多元环，所述多元环含p-o键。

20、通过采用上述技术方案，含p-o键多元环磷酸酯类阻燃剂对改性纤维粒在发泡过程中运动迁移、分布均匀化有促进较好。

21、可选的，所述磷酸酯类阻燃剂为odopb。

22、通过采用上述技术方案，对改性纤维粒在发泡过程中运动迁移、分布均匀化有促进最佳。

23、可选的，所述改性纤维粒的制备方法如下：

24、将棉纤维溶于铜氨溶液得到的棉铜氨溶液向液面流动的盐酸池中进行喷雾；

25、在盐酸池液面流动的下游从盐酸池液层中连续捞取纤维粒，清水鼓泡清洗后干燥，得到改性纤维粒。

26、通过采用上述技术方案，可较为高效、容易地获取得到所需的改性纤维粒。

27、可选的，所述棉铜氨溶液中棉溶解量为8.2g/l，所述喷雾的液珠粒径分布为8～29μm，所述盐酸池中盐酸浓度为0.06～0.083mol/l。

28、通过采用上述技术方案，所得改性纤维粒粒径分布、相对平均取向度偏差更易符合取用要求。

29、可选的，所述聚醚多元醇为聚醚多元醇2802；所述异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯papi；所述催化剂为二甲基环己胺。

30、通过采用上述技术方案，所得的聚氨酯海绵性能较佳。

31、本发明的第二个发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

32、一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵的制备方法，包括以下步骤，

33、s1：将包括聚醚多元醇、水、阻燃剂、催化剂、有机硅油的原料混合均匀得到a料；

34、将异氰酸酯、改良助剂a混合得到b料；

35、s2：将a料和b料8～10s内高速混合均匀，再注入预热好的模具中进行发泡，发泡结束后进行熟化，熟化结束到发泡体。

36、通过采用上述技术方案，一方面工艺生产方便简单；另一方面减少改良助剂a在发泡前与其他原料的接触混合导致的相对平均取向度偏差变化，稳定产品生产性能。

37、综上所述，本申请至少具备以下有益效果：

38、本申请的环保阻燃聚氨酯海绵在改良助剂a作用下在保证原有隔热性能和安全性的情况下，显著提升以水为发泡剂发泡的聚氨酯海绵力学性能，解决以水为发泡剂发泡的聚氨酯海绵发脆、发酥的问题，使得环保型的聚氨酯海绵可更为广泛的应用于汽车、家具领域。

技术特征：

1.一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵，其特征在于，其包括以下质量份的原料：

2.根据权利要求1所述的一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵，其特征在于，所述改性纤维粒为铜氨纤维粒，且所述阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂。

3.根据权利要求2所述的一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵，其特征在于：所述磷酸酯类阻燃剂含多元环，所述多元环含p-o键。

4.根据权利要求3所述的一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵，其特征在于：所述磷酸酯类阻燃剂为odopb。

5.根据权利要求1所述的一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵，其特征在于：所述改性纤维粒的制备方法如下：

6.根据权利要求5所述的一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵，其特征在于：所述棉铜氨溶液中棉溶解量为8.2~8.6g/l，所述喷雾的液珠粒径分布为8~29μm，所述盐酸池中盐酸浓度为0.06~0.083mol/l。

7.根据权利要求1所述的一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵，其特征在于：

8.权利要求1~7任一项的一种环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

技术总结
本申请涉及发泡海绵材料，公开了环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵及其制备方法，其环保阻燃聚醚型软质聚氨酯海绵包括以下质量份的原料：聚醚多元醇800份；异氰酸酯920~940份；水10~13份；阻燃剂42~46份；改良助剂A 58~67份；催化剂12~15.6份；有机硅油1.2~2.1份；改良助剂A为改性纤维粒，所述改性纤维粒粒径为22~42μm，且改性纤维粒取三个同时相互垂直的截面上纤维取向度，其相对平均偏差小于0.17，本申请的环保阻燃聚氨酯海绵保证原有隔热性能和安全性的情况下，显著提升以水为发泡剂发泡的聚氨酯海绵力学性能，解决以水为发泡剂发泡的聚氨酯海绵发脆、发酥的问题。

技术研发人员：狄卫,沈树东,黄永红
受保护的技术使用者：温岭市顺达海绵有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15