一种高阻燃聚氨酯复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高阻燃聚氨酯复合材料，其原料包括：端羟基聚丁二烯、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、环氧树脂、丙烯酸树脂、季戊四醇三烯丙基醚、苯胺甲基三乙氧基硅烷、1,4–丁二醇、二溴新戊二醇、二月桂酸二丁基锡、二甲硫基甲苯二胺、纳米二氧化硅、白炭黑、铁掺杂纳米二氧化钛、膨胀蛭石、环氧化天然橡胶、阻燃剂；阻燃剂的原料包括：可膨胀石墨、锡酸锌、磷酸三(2?氯乙基)酯、双(4?胺基苯)苯氧化磷、三(2,4?二叔丁基苯基)亚磷酸酯、氢氧化铝、硼酸锌。本发明提出的高阻燃聚氨酯复合材料，其强度高，阻燃性能优异，能满足多种领域的使用要求。
【专利说明】
一种高阻燃聚氨酯复合材料
技术领域
[0001]本发明涉及聚氨酯技术领域，尤其涉及一种高阻燃聚氨酯复合材料。
【背景技术】
[0002]聚氨酯是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，具有优异的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀等特性，其用途非常广，可以代替橡胶、塑料、尼龙等，用于机场、酒店、建材、汽车厂、煤矿厂、水泥厂、高级公寓、别墅、园林美化、彩石艺术、公园等领域。但普通的聚氨酯材料极易燃烧，在应用的过程中具有很大的火灾安全隐患，大大限制了聚氨酯材料在实际中的应用。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种高阻燃聚氨酯复合材料，其强度高，阻燃性能优异，能满足多种领域的使用要求。
[0004]本发明提出的一种高阻燃聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯30-45份、4,4^ 二苯基甲烷二异氰酸酯30-50份、甲苯二异氰酸酯10-25份、环氧树脂5-15份、丙烯酸树脂5-20份、季戊四醇三烯丙基醚2-5份、苯胺甲基三乙氧基硅烷2-10份、I，4_丁二醇2-5份、二溴新戊二醇1-3.5份、二月桂酸二丁基锡0.01-0.1份、二甲硫基甲苯二胺2.5-5份、纳米二氧化硅10-25份、白炭黑10-20份、铁掺杂纳米二氧化钛2-15份、膨胀蛭石2-10份、环氧化天然橡胶2-5份、阻燃剂10-30份；
[0005]其中，所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨5-12份、锡酸锌2-10份、磷酸三(2-氯乙基)酯1-3.5份、双(4-胺基苯)苯氧化磷2-3.5份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5-1份、氢氧化铝3-5份、硼酸锌1-5份。
[0006]优选地，其原料中，端羟基聚丁二烯、4，4~二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯的重量比为35-43: 35-47: 13-22。
[0007]优选地，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯40-42份、4，V-二苯基甲烷二异氰酸酯39-43份、甲苯二异氰酸酯18-21份、环氧树脂7-11份、丙烯酸树脂13-16份、季戊四醇三烯丙基醚3.8-4.3份、苯胺甲基三乙氧基硅烷5.8-6.5份、I，4-丁二醇3.2_4份、二溴新戊二醇1.9-2.5份、二月桂酸二丁基锡0.05-0.08份、二甲硫基甲苯二胺3.8-4.6份、纳米二氧化硅18-21份、白炭黑16-19份、铁掺杂纳米二氧化钛9-13份、膨胀蛭石5.9-7份、环氧化天然橡胶3.2-4份、阻燃剂19-26份。
[0008]优选地，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯41份、4，4~二苯基甲烷二异氰酸酯40份、甲苯二异氰酸酯20份、环氧树脂10份、丙烯酸树脂15份、季戊四醇三烯丙基醚4.2份、苯胺甲基三乙氧基硅烷6.3份、I，4_丁二醇3.7份、二溴新戊二醇2.1份、二月桂酸二丁基锡0.07份、二甲硫基甲苯二胺4.2份、纳米二氧化硅20份、白炭黑17.5份、铁掺杂纳米二氧化钛12份、膨胀蛭石6.5份、环氧化天然橡胶3.8份、阻燃剂25份。
[0009]优选地，所述环氧树脂的环氧值为0.35-0.56。
[0010]优选地，所述白炭黑的比表面积为170-200m2/g。
[0011]优选地，所述膨胀蛭石为改性膨胀蛭石，所述改性膨胀蛭石所采用的改性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵中的一种或者多种的混合物。
[0012]优选地，所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨9-11份、锡酸锌7-8.5份、磷酸三(2-氯乙基)酯1.9-2.5份、双(4-胺基苯)苯氧化磷2.8-3.2份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.7-0.9份、氢氧化铝3.9-4.3份、硼酸锌2.8-3.5份。
[0013]优选地，所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨10份、锡酸锌8份、磷酸三(2-氯乙基)酯2份、双(4-胺基苯)苯氧化磷3份、三(2，4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.75份、氢氧化铝4.2份、硼酸锌3份。
[0014]本发明所述高阻燃聚氨酯复合材料可以按照常规的聚氨酯复合材料制备工艺制备而成。
[0015]本发明高阻燃聚氨酯复合材料中，选择了环氧树脂对其进行改性，在体系中，环氧树脂中的部分环氧基会被打开，从而将环氧树脂引入到了聚氨酯分子中，形成了网状结构，提高了聚氨酯的交联密度，与丙烯酸酯配合后，改善了聚氨酯复合材料的硬度、拉伸强度、扯断伸长率、耐热性、柔韧性和冲击强度；I，4_丁二醇、二溴新戊二醇作为醇类扩链剂，并加入了二甲硫基甲苯二胺以及苯胺甲基三乙氧基硅烷，能提高复合材料的交联程度，改善复合材料的耐热性，同时提高了复合材料的扩链速度;阻燃剂中，以可膨胀石墨、锡酸锌、磷酸三(2-氯乙基)酯、双(4-胺基苯)苯氧化磷、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、氢氧化铝和硼酸锌为原料，赋予复合材料优异的阻燃性和耐热性;铁掺杂纳米二氧化钛加入体系中，在体系中分散均匀，赋予聚氨酯复合材料可见光下自清洁性能和良好的紫外吸收能力，与可膨胀石墨、锡酸锌、硼酸锌以及体系中的纳米二氧化硅、白炭黑、膨胀蛭石配合后，显著提高了复合材料的热稳定性和强度。
【具体实施方式】
[0016]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0017]实施例1
[0018]本发明提出的一种高阻燃聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯45份、4，4~ 二苯基甲烷二异氰酸酯30份、甲苯二异氰酸酯25份、环氧树脂5份、丙烯酸树脂20份、季戊四醇三烯丙基醚2份、苯胺甲基三乙氧基硅烷10份、I，4_丁二醇2份、二溴新戊二醇3.5份、二月桂酸二丁基锡0.01份、二甲硫基甲苯二胺5份、纳米二氧化硅10份、白炭黑20份、铁掺杂纳米二氧化钛2份、膨胀蛭石10份、环氧化天然橡胶2份、阻燃剂30份；
[0019]其中，所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨5份、锡酸锌10份、磷酸三(2-氯乙基)酯I份、双(4-胺基苯)苯氧化磷3.5份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5份、氢氧化铝5份、硼酸锌I份。
[0020]实施例2
[0021]本发明提出的一种高阻燃聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯30份、4，4~ 二苯基甲烷二异氰酸酯50份、甲苯二异氰酸酯10份、环氧树脂15份、丙烯酸树月旨5份、季戊四醇三烯丙基醚5份、苯胺甲基三乙氧基硅烷2份、I，4_丁二醇5份、二溴新戊二醇I份、二月桂酸二丁基锡0.1份、二甲硫基甲苯二胺2.5份、纳米二氧化硅25份、白炭黑10份、铁掺杂纳米二氧化钛15份、膨胀蛭石2份、环氧化天然橡胶5份、阻燃剂10份；
[0022]其中，所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨12份、锡酸锌2份、磷酸三(2-氯乙基)酯3.5份、双(4-胺基苯)苯氧化磷2份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯I份、氢氧化铝3份、硼酸锌5份。
[0023]实施例3
[0024]本发明提出的一种高阻燃聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯40份、4，4~ 二苯基甲烷二异氰酸酯43份、甲苯二异氰酸酯18份、环氧树脂11份、丙烯酸树脂13份、季戊四醇三烯丙基醚4.3份、苯胺甲基三乙氧基硅烷5.8份、I，4_丁二醇4份、二溴新戊二醇1.9份、二月桂酸二丁基锡0.08份、二甲硫基甲苯二胺3.8份、纳米二氧化硅21份、白炭黑16份、铁掺杂纳米二氧化钛13份、膨胀蛭石5.9份、环氧化天然橡胶4份、阻燃剂19份；
[0025]其中，所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨9份、锡酸锌8.5份、磷酸三(2-氯乙基)酯1.9份、双(4-胺基苯)苯氧化磷3.2份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.7份、氢氧化铝4.3份、硼酸锌2.8份；
[0026]所述环氧树脂的环氧值为0.42;
[0027]所述白炭黑的比表面积为180m2/g。
[0028]所述膨胀蛭石为改性膨胀蛭石，所述改性膨胀蛭石所采用的改性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵按任意重量比的混合物。
[0029]实施例4
[0030]本发明提出的一种高阻燃聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯42份、4，4~ 二苯基甲烷二异氰酸酯39份、甲苯二异氰酸酯21份、环氧树脂7份、丙烯酸树脂16份、季戊四醇三烯丙基醚3.8份、苯胺甲基三乙氧基硅烷6.5份、I，4_丁二醇3.2份、二溴新戊二醇2.5份、二月桂酸二丁基锡0.05份、二甲硫基甲苯二胺4.6份、纳米二氧化硅18份、白炭黑19份、铁掺杂纳米二氧化钛9份、膨胀蛭石7份、环氧化天然橡胶3.2份、阻燃剂26份；[0031 ]其中，所述环氧树脂的环氧值为0.35;
[0032]所述白炭黑的比表面积为200m2/g;
[0033]所述膨胀蛭石为改性膨胀蛭石，所述改性膨胀蛭石所采用的改性剂为三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵按重量比为1:5:3的混合物；
[0034]所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨11份、锡酸锌7份、磷酸三(2-氯乙基)酯2.5份、双(4-胺基苯)苯氧化磷2.8份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.9份、氢氧化铝3.9份、硼酸锌3.5份。
[0035]实施例5
[0036]本发明提出的一种高阻燃聚氨酯复合材料，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯41份、4，4~ 二苯基甲烷二异氰酸酯40份、甲苯二异氰酸酯20份、环氧树脂10份、丙烯酸树脂15份、季戊四醇三烯丙基醚4.2份、苯胺甲基三乙氧基硅烷6.3份、I，4_丁二醇3.7份、二溴新戊二醇2.1份、二月桂酸二丁基锡0.07份、二甲硫基甲苯二胺4.2份、纳米二氧化硅20份、白炭黑17.5份、铁掺杂纳米二氧化钛12份、膨胀蛭石6.5份、环氧化天然橡胶3.8份、阻燃剂25份;
[0037]其中，所述环氧树脂的环氧值为0.56;
[0038]所述白炭黑的比表面积为170m2/g;
[0039]所述膨胀蛭石为改性膨胀蛭石，所述改性膨胀蛭石所采用的改性剂为十二烷基三甲基溴化铵；
[0040]所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨10份、锡酸锌8份、磷酸三(2-氯乙基)酯2份、双(4-胺基苯)苯氧化磷3份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.75份、氢氧化铝4.2份、硼酸锌3份。
[0041]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯30-45份、4 ,V-二苯基甲烷二异氰酸酯30-50份、甲苯二异氰酸酯10-25份、环氧树脂5-15份、丙烯酸树脂5-20份、季戊四醇三烯丙基醚2-5份、苯胺甲基三乙氧基硅烷2-10份、I，4_丁二醇2-5份、二溴新戊二醇1-3.5份、二月桂酸二丁基锡0.01-0.1份、二甲硫基甲苯二胺2.5-5份、纳米二氧化硅10-25份、白炭黑10-20份、铁掺杂纳米二氧化钛2-15份、膨胀蛭石2-10份、环氧化天然橡胶2-5份、阻燃剂10-30份； 其中，所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨5-12份、锡酸锌2-10份、磷酸三(2-氯乙基)酯1-3.5份、双(4-胺基苯)苯氧化磷2-3.5份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.5-1份、氢氧化铝3-5份、硼酸锌1-5份。2.根据权利要求1所述高阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于，其原料中，端羟基聚丁二烯、4，V - 二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯的重量比为35-43: 35-47:13_22。3.根据权利要求1或2所述高阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯40-42份、K -二苯基甲烷二异氰酸酯39-43份、甲苯二异氰酸酯18-21份、环氧树脂7-11份、丙烯酸树脂13-16份、季戊四醇三烯丙基醚3.8-4.3份、苯胺甲基三乙氧基硅烷5.8-6.5份、I，4_丁二醇3.2-4份、二溴新戊二醇1.9-2.5份、二月桂酸二丁基锡0.05-0.08份、二甲硫基甲苯二胺3.8-4.6份、纳米二氧化硅18-21份、白炭黑16-19份、铁掺杂纳米二氧化钛9-13份、膨胀蛭石5.9-7份、环氧化天然橡胶3.2-4份、阻燃剂19_26份。4.根据权利要求1-3中任一项所述高阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括:端羟基聚丁二烯41份、4，4~ 二苯基甲烷二异氰酸酯40份、甲苯二异氰酸酯20份、环氧树脂10份、丙烯酸树脂15份、季戊四醇三烯丙基醚4.2份、苯胺甲基三乙氧基硅烷6.3份、I，4_丁二醇3.7份、二溴新戊二醇2.1份、二月桂酸二丁基锡0.07份、二甲硫基甲苯二胺4.2份、纳米二氧化硅20份、白炭黑17.5份、铁掺杂纳米二氧化钛12份、膨胀蛭石6.5份、环氧化天然橡胶3.8份、阻燃剂25份。5.根据权利要求1-4中任一项所述高阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于，所述环氧树脂的环氧值为0.35-0.56。6.根据权利要求1-5中任一项所述高阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于，所述白炭黑的比表面积为170-200m2/g。7.根据权利要求1-6中任一项所述高阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于，所述膨胀蛭石为改性膨胀蛭石，所述改性膨胀蛭石所采用的改性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵中的一种或者多种的混合物。8.根据权利要求1-7中任一项所述高阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨9-11份、锡酸锌7-8.5份、磷酸三(2-氯乙基)酯1.9-2.5份、双(4-胺基苯)苯氧化磷2.8-3.2份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.7-0.9份、氢氧化铝3.9-4.3份、硼酸锌 2.8-3.5份。9.根据权利要求1-8中任一项所述高阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂其原料按重量份包括:可膨胀石墨10份、锡酸锌8份、磷酸三(2-氯乙基)酯2份、双(4-胺基苯)苯氧化磷3份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.75份、氢氧化铝4.2份、硼酸锌3份。
【文档编号】C08K3/24GK105860510SQ201610250996
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】龚文祥
【申请人】滁州环球聚氨酯科技有限公司