纳米改性阻燃聚氨酯泡沫及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及阻燃聚氨醋泡沫的技术领域，尤其设及一种纳米改性阻燃聚氨醋泡沫 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨醋泡沫一种由异氯酸醋和哲基化合物经聚合发泡制成的高分子合成材料，具 有优良的力学性能、声学性能、电学性能和耐化学性能等。按其硬度可分为软质和硬质两 类，硬质聚氨醋泡沫塑料具有密度小、强度高、导热系数低、施工方便等优点，广泛应用于石 油化工管道、建筑外墙等的保温隔热材料，软质聚氨醋泡沫塑料具有一定弹性，主要用作家 具垫材、交通工具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料。硬质和软质聚氨醋泡沫塑料在工 业和民用上都有广泛使用。但是，近年来，与聚氨醋材料相关的火灾事故频繁发生，因此，十 分有必要对聚氨醋泡沫进行阻燃性能的改善。
[0003] 目前已有大量关于聚氨醋泡沫阻燃方面的发明专利，仍有较多报道采用含面阻燃 剂，如四漠離就常用于聚氨醋、苯己締等材料中。公开号为CN102585140A的中国专利文献 公开了一种阻燃聚氨醋组合物、阻燃聚氨醋泡沫材料及其制备方法。在该组合中，使用了四 漠離作为反应型阻燃剂，其添加量较大，在含有100质量份的有机多元醇与100~145质量 份的多苯基多亚甲基多异氯酸醋的配方中添加了 50~95质量份的四漠離，此外，还添加了 20~50质量份的磯酸=氯己醋。除了用量大之外，该类含面素类阻燃剂在燃烧过程中会产 生有毒有害气体，其制备、使用和后处理过程对于人类健康和环境都有较大危害。因此，无 面阻燃剂的研究与开发十分必要。
[0004] 目前一些其他无面阻燃剂，如磯系类阻燃剂等也有很多报道。如美国专利US 6734239公开了一种含有磯杂环己烧类磯酸醋的聚氨醋泡沫，该类阻燃剂不含面素，但是此 类阻燃剂会对聚氨醋泡沫塑料的物理性质产生负面影响。
[0005] 此外，还有一些协同阻燃剂也有较多研究，李碧英等（李碧英；仇兵；陈和江.DMMP与EG在RPUF中的阻燃协效研究[期刊论文].聚氨醋工业.2011(02))研究了可膨胀石墨 和甲基磯酸二甲醋对硬质聚氨醋泡沫的阻燃协同效果，研究发现将可膨胀石墨与甲基磯酸 二甲醋W质量比5:1复配，在聚氨醋泡沫中添加lOwt%即可表现出较好的协同阻燃效果。
[0006] 目前，在对聚氨醋泡沫的阻燃剂的研究中，仍存在较多问题，比如，阻燃剂与原料 的相容性，阻燃剂在基体中的分散等，在开发产品时，要同时兼顾材料的使用性能，阻燃性 能及环保性能。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种储存时间长，绝缘性能、初性W及耐热阻燃性能优异的纳米改 性阻燃聚氨醋泡沫。
[000引一种纳米改性阻燃聚氨醋泡沫，包括第一组分和第二组分，所述第二组分为纳米 改性阻燃多元异氯酸醋，制备方法如下：
[0009] (1)将可溶性儀盐、可溶性侣盐与水混合得到混合溶液，再将混合溶液滴加到十二 烷基苯横酸钢水溶液中，并保持反应体系的抑值为8~13,滴加完毕后经陈化、过滤得到纳 米改性儀-侣复合阻燃剂；
[0010] 所述的混合溶液中金属离子总浓度为0. 05~2mol/L，儀侣摩尔比为2:1 ;
[0011] (2)将多元异氯酸醋和所述的纳米改性儀-侣复合阻燃剂共混改性制得纳米改性 阻燃多元异氯酸醋。
[0012] 作为优选，所述的可溶性儀盐为硝酸儀和/或氯化儀，可溶性侣盐为硝酸侣和/或 氯化侣。
[0013] 作为优选，所述的混合溶液中金属离子总浓度为0.1~Imol/L。进一步优选，所述 混合溶液中金属离子总浓度为0. 15~0. 3mol/L。
[0014] 作为优选，所述十二烷基苯横酸钢水溶液的浓度为0. 005~0.lmol/1，进一步优 选为 0. 05 ~0.Imol/L。
[0015] 作为优选，所述可溶性儀盐与十二烷基苯横酸钢的摩尔比为0. 1~10:1，进一步 优选为0. 2~0. 4:1。
[0016] 作为优选，通过滴加氨氧化钢水溶液，保持反应体系的抑值为9~11。
[0017]作为优选，所述陈化的温度为60~80°C，时间为10~30h。
[0018] 所述的多元异氯酸醋为TDI(甲苯二异氯酸醋）、MDI(二苯基亚甲基二异氯酸醋） 及其他多元异氯酸醋等中的一种或数种。作为优选，所述纳米改性儀-侣复合阻燃剂的加 入量为多元异氯酸醋重量的1~10%。
[0019] 作为优选，所述第一组分由如下重量百分比的原料组成：
[0020]
【主权项】
1. 一种纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，包括第一组分和第二组分，其特征在于，所述第二组 分为纳米改性阻燃多元异氰酸酯，制备方法如下： (1) 将可溶性镁盐、可溶性铝盐与水混合得到混合溶液，再将混合溶液滴加到十二烷基 苯磺酸钠水溶液中，并保持反应体系的pH值为8~13,滴加完毕后经陈化、过滤得到纳米改 性镁-铝复合阻燃剂； 所述的混合溶液中金属离子总浓度为〇. 05~2mol/L，镁铝摩尔比为2:1 ; (2) 将多元异氰酸酯和所述的纳米改性镁-铝复合阻燃剂共混改性制得纳米改性阻燃 多元异氰酸醋。
2. 根据权利要求1所述的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的可溶性镁盐 为硝酸镁和/或氯化镁，可溶性铝盐为硝酸铝和/或氯化铝。
3. 根据权利要求2所述的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的混合溶液中 金属离子总浓度为〇? 1~lmol/L〇
4. 根据权利要求1或3所述的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，其特征在于，所述十二烷基苯 磺酸钠水溶液的浓度为〇. 005~0.lmol/L。
5. 根据权利要求4所述的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，其特征在于，所述可溶性镁盐与 十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为0. 1~10:1。
6. 根据权利要求1所述的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，其特征在于，通过滴加氢氧化钠 水溶液，保持反应体系的pH值为9~11 ; 所述陈化的温度为60~80°C，时间为10~30h。
7. 根据权利要求1所述的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，其特征在于，所述纳米改性镁-铝 复合阻燃剂的加入量为多元异氰酸酯重量的1~10%。
8. 根据权利要求1所述的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，其特征在于，所述第一组分由如 下重量百分比的原料组成：
所述第一组分与第二组分按100 :90~130的重量份混合。
9. 根据权利要求8所述的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚醚多元醇的 聚合度为2000~5000 ; 所述的含羟基的乙烯类单体为甲基丙烯酸羟烷基酯或烯丙醇。
10. 根据权利要求1所述的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的催化剂为叔 胺类催化剂和/或有机锡类催化剂。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米改性阻燃聚氨酯泡沫，包括第一组分和第二组分，所述第二组分为纳米改性阻燃多元异氰酸酯，制备方法为：将可溶性镁盐、可溶性铝盐与水混合得到混合溶液，再将混合溶液滴加到十二烷基苯磺酸钠水溶液中，并保持反应体系的pH值为8～13，滴加完毕后经陈化、过滤得到纳米改性镁-铝复合阻燃剂；将多异氰酸酯和纳米改性镁-铝复合阻燃剂共混制得纳米改性多异氰酸酯。将第一组分和第二组分按照100：90～130的重量份混合，在室温下发泡即得纳米改性阻燃聚氨酯泡沫。本发明提供一种耐热阻燃性能优异的纳米改性阻燃聚氨酯泡沫。
【IPC分类】C08K3-28, C08J9-14, C08G18-67, C08G18-48, C08K9-04
【公开号】CN104774311
【申请号】CN201510162886
【发明人】范宏, 李 诚, 曹骏, 卜志扬, 浦群, 李伯耿
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月8日