CN101891949A - 无卤阻燃液及应用该无卤阻燃液的阻燃海绵的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无卤阻燃液及阻燃海绵的制备方法，阻燃效果可达到UL V-0级别，阻燃效果持久、无烟毒性。所述无卤阻燃液的组成为：水性胶粘剂100份、固化剂0.5～5份、防沉剂0.1～5份、固色剂0～2份、着色剂0～100份、环保型阻燃剂100～300份、无机阻燃剂100～400份，水1200～1800份，所述防沉剂为有机改性膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡或钛酸酯偶联剂防沉剂中的至少一种，所述环保型阻燃剂为磷系阻燃剂或磷-氮系阻燃剂中的至少一种。所述阻燃海绵的制备方法为，将开孔海绵浸渍于上述无卤阻燃液后烘干得到。无卤阻燃液经常规混合工艺即可得到，制备阻燃海绵的方法简单，可连续化生产，提高了生产效率，降低了成本。

Description

无卤阻燃液及应用该无卤阻燃液的阻燃海绵的制备方法

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃液及应用该无卤阻燃液的阻燃海绵的制备方法。

背景技术

由于世界范围内阻燃防灾呼声的日益高涨以及环境保护领域立法的建立和日趋发展，直接促进了阻燃材料的研究开发和生产应用。

传统阻燃材料，广泛采用含卤聚合物或含卤阻燃剂组合而成的阻燃混合物。但是一旦发生火灾，由于热分解和燃烧，会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，从而妨碍救火和人员疏散、腐蚀仪器和设备。特别是人们发现火灾中的死亡事故有80％以上是材料产生的浓烟和有毒气体造成的，因而除了阻燃效率外，低烟低毒也是阻燃材料必不可少的指标，无卤阻燃材料作用时不会产生有毒气体，是阻燃材料研究领域内最活跃的研究课题之一。

中国专利申请号200610028214.5公开了一种发泡用液态阻燃液，阻燃剂易在使用过程中脱落，导致阻燃性能降低，阻燃效果不佳，且非连续化生产使得生产效率低下等问题。

海绵材料阻燃等级都较低，且高分子材料燃烧，带来烟毒性的问题。

目前根据现用的软质聚氨酯材料阻燃剂与阻燃技术方法，对开孔海绵进行阻燃处理的方法主要有：

(1)在聚氨酯分子链上引入阻燃单体共聚：在聚氨酯分子链上引入阻燃单体共聚，可以获得永久阻燃性能的软质聚氨酯泡沫，但生产技术条件要求高，软质聚氨酯泡沫产品有缺陷、生产成本高是其缺点；

(2)发泡成型添加阻燃剂：添加阻燃剂的发泡成型方法，由于适用面广，阻燃成本适宜，而被广泛采用。然而在长期使用过程中，阻燃剂的迁移、析出、软质聚氨酯泡末产品性能有改变是要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种无卤阻燃液，应用于海绵材料，阻燃效果可达到UL V-0级别，阻燃效果持久、无烟毒性。

本发明还提供应用上述无卤阻燃液的阻燃海绵的制备方法。

所述无卤阻燃液的组成为：水性胶粘剂100份、固化剂0.5～5份、防沉剂0.1～5份、固色剂0～2份、着色剂0～100份、环保型阻燃剂100～300份、无机阻燃剂100～400份，水1200～1800份，所述份数为重量份，所述防沉剂为有机改性膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡或钛酸酯偶联剂防沉剂中的至少一种，所述环保型阻燃剂为磷系阻燃剂或磷-氮系阻燃剂中的至少一种。优选的组成为：水性胶粘剂100份、固化剂1.0～2.0份、防沉剂0.1～2份、固色剂0～1.0份、着色剂0～60份、环保型阻燃剂150～250份、无机阻燃剂250～400份，水1500～1800份。

所述水性胶粘剂水性聚氨酯胶粘剂和/或水性丙烯酸酯类胶粘剂，水性胶粘剂的固含量为6％～60％，所述百分比为质量百分比，优选为水性聚氨酯胶粘剂。

所述无机阻燃剂为：氢氧化镁、氢氧化铝或硼酸锌中的至少一种。

所述固化剂为水性环氧固化剂、水性聚氨酯固化剂中的至少一种，优选为水性聚氨酯固化剂。优选的固化剂有江阴摩尔化工新材料有限公司生产的水性固化剂W-8130、W-8035；深圳展辰涂料集团生产的ZWH9900、拜耳材料科技公司生产的Desmodur DN、上海汉中化工有限公司生产的H206B，更优选为：拜耳材料科技公司生产的Desmodur DN、江阴摩尔化工新材料有限公司生产的水性固化剂W-8035。

作为本发明的改进，所述无卤阻燃液的组成还可以包括固色剂和着色剂，以对开孔海绵进行染色。固色剂和着色剂的种类及用量为现有技术，作为优选方案，固色剂0～2份、着色剂0～100份。优选所述固色剂为：水性固色剂，所述着色剂为：油墨、色浆、颜料或染料。

所述阻燃海绵的制备方法为，将开孔海绵浸渍于上述无卤阻燃液后烘干得到。

作为优选方案，浸渍时间为1-5min，烘干温度为120～140℃，时间为10～15min。

所述开孔海绵可以为任意材质，如：聚氨酯开孔海绵、EVA开孔海绵或橡胶类开孔海绵。

本发明采用环保型阻燃液和无机阻燃液复合的液体阻燃体系，将开孔海绵浸渍于其中，然后烘干，水性胶粘剂和固化剂进行固化反应，在开孔海绵经络表面成膜，将阻燃体系包覆在开孔海绵经络表面，减少了烟毒的产生，同时阻燃效果达到UL94V-0级别。所成膜具有耐水洗性，能够应用于恶劣的工作环境。成膜工艺对开孔海绵的材质没有要求，因此可适用于各种开孔海绵。无卤阻燃液经常规混合工艺即可得到，制备阻燃海绵的方法工艺简单，只需将成型好的开孔海绵浸渍、烘干即可，可连续化生产，提高了生产效率，降低了成本。

本发明的有益效果为：

(1)阻燃液为均匀、稳定体系，配置简单采用浸渍、烘干工艺，即可包覆于开孔材料表面，形成均匀的阻燃层，生产效率高；

(2)对开孔材料易燃经络进行包覆阻燃处理，使其阻燃性、发烟性都有了极大的改善；其浸渍开孔海绵制品，具有阻燃效果好、烟密度小、无烟毒性等特性，阻燃等级能达到UL94V-0级；

(3)采用交联固定阻燃剂技术手段，使得阻燃性能在使用过程中不降低；

(4)采用固色等技术手段，在海绵表面形成薄膜，增加染料的溶落难度，从而提高色牢度，阻燃剂固定牢度，耐水性特性；

(5)采用水性阻燃剂，符合环保生产、环保产品的要求。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，其中，份数均为重量份。有必要指出的是以下实施例只能用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。

以下实施例使用的原料有：

(1)胶粘剂

无锡科莱多科技有限公司生产水性聚氨酯胶粘剂，牌号KLD-8601；

无锡莱恩科技有限公司生产水性聚氨酯胶粘剂，牌号LE-01-D；

上海界新实业有限公司生产水性聚氨酯胶粘剂，牌号A160；

综研化学有限公司生产水性丙烯酸酯胶粘剂，NS-17；

安徽安大华泰新材料有限公司生产水性聚氨酯胶粘剂，牌号AH-0201。

(2)固化剂

拜耳材料科技公司生产，牌号Desmodur DN；

上海汉中化工有限公司生产，牌号H206B；

江阴摩尔化工新材料有限公司生产，牌号W-8035和W-8130；

深圳展辰涂料集团生产，牌号ZWH9900。

(3)固色剂

上海优恩化工有限公司生产，牌号SaC-100；

广州亨华精细化工有限公司生产，牌号HH-118QS。

(4)防沉剂

青岛邦尼化工有限公司生产聚乙烯蜡，牌号BN100；

南京天诗实验微粉有限公司生产聚酰胺蜡，牌号NEW-0401；

南京向前化工有限公司生产钛酸酯偶联剂，牌号101；

美国卡博特公司生产气相法二氧化硅，牌号M5。

实施例1

将下列各组分原料投入容器中，进行剧烈搅拌至分散均匀，以配置无卤阻燃液1：

水性聚氨酯胶粘剂(KLD-8601)    100份

水                            1500份

固化剂(Desmodur DN)           1份

固色剂(SaC-100)               0.3份

聚乙烯蜡(BN100)               0.1份

水性黑色油墨                  60份

多聚磷酸铵                    150份

氢氧化镁                      250份

将开孔聚氨酯海绵浸渍于无卤阻燃液1中，浸渍时间为2min，然后进入烘箱，在150℃下烘干15min，所得阻燃海绵进行阻燃测试。

实施例2

将下列各组分原料投入容器中，进行剧烈搅拌至分散均匀，以配置无卤阻燃液2：

水性聚氨酯胶粘剂(LE-01-D)    100份

水                           1800份

固化剂(H206B)                1.5份

固色剂(LW-77)                0.4份

钛酸酯偶联剂(101)            0.5份

纸箱油墨                     50份

甲基磷酸二甲酯               250份

氢氧化铝                     200份

将乙烯-醋酸乙烯开孔海绵浸渍于无卤阻燃液2中，浸渍时间为3min，然后进入烘箱，在160℃下烘干10min，所得阻燃海绵进行阻燃测试。

实施例3

将下列各组分原料投入容器中，进行剧烈搅拌至分散均匀，以配置无卤阻燃液3：

水性聚氨酯胶粘剂(A160)        100份

水                    1600份

固化剂(W-8035)        1.2份

固色剂(HH-118QS)      1.0份

气相法二氧化硅(M5)    1.5份

水性黄色染料          45份

磷酸三聚氰胺          150份

氢氧化铝              400份

将三元乙丙橡胶开孔海绵浸渍于无卤阻燃液3中，浸渍时间为3min，然后进入烘箱，在140℃下烘干13min，所得阻燃海绵进行阻燃测试。

实施例4

将下列各组分原料投入容器中，进行剧烈搅拌至分散均匀，以配置无卤阻燃液4：

水性丙烯酸酯胶粘剂(NS-17)    100份

水                           1600份

固化剂(ZWH9900)              1.8份

固色剂(Indosol CR)           0.8份

有机改性膨润土(6000目)       2.0份

水性染料                     60份

氰尿酸三聚氰胺               220份

氢氧化铝                     350份

将聚氨酯开孔海绵浸渍于无卤阻燃液4中，浸渍时间为3min，然后进入烘箱，在130℃下烘干14min，所得阻燃海绵进行阻燃测试。

实施例5

将下列各组分原料投入容器中，进行剧烈搅拌至分散均匀，以配置无卤阻燃液5：

水性聚氨酯胶黏剂(AH-0201)    100份

水                    1800份

固化剂(W-8130)        2.0份

聚酰胺蜡(NEW-0401)    0.3份

磷酸三甲苯酯          180份

硼酸锌                400份

将聚氨酯开孔海绵浸渍于无卤阻燃液5中，浸渍时间为3min，然后进入烘箱，在130℃下烘干10min，所得阻燃海绵进行阻燃测试。

以上实施例测试结果如下：

一、UL94阻燃测试等级

实施例	1	2	3	4	5
						阻燃等级	V-0	V-0	V-0	V-0	V-0

二、DIN5510阻燃、烟毒性测试

实施例	1	2	3	4	5
						阻燃等级	S4/ST2/SR2	S4/ST2/SR2	S4/ST2/SR2	S4/ST2/SR2	S4/ST2/SR2
烟毒性	FED＜1	FED＜1	FED＜1	FED＜1	FED＜1

三、耐久性

根据UL94标准，经过60℃恒温水浴浸泡72h后，测试阻燃性能：

实施例	1	2	3	4	5
						阻燃等级	V-0	V-1	V-0	V-2	V-2

Claims (9)

1.一种无卤阻燃液，其特征在于，其组成为：水性胶粘剂100份、固化剂0.5～5份、防沉剂0.1～5份、固色剂0～2份、着色剂0～100份、环保型阻燃剂100～300份、无机阻燃剂100～400份，水1200～1800份，所述份数为重量份，所述防沉剂为有机改性膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡或钛酸酯偶联剂防沉剂中的至少一种，所述环保型阻燃剂为磷系阻燃剂或磷-氮系阻燃剂中的至少一种。

2.如权利要求1所述的无卤阻燃液，其特征在于，其组成为：水性胶粘剂100份、固化剂1.0～2.0份、防沉剂0.1～2份、固色剂0～1.0份、着色剂0～60份、环保型阻燃剂150～250份、无机阻燃剂250～400份，水1500～1800份。

3.如权利要求1或2所述的无卤阻燃液，其特征在于，所述水性胶粘剂为水性聚氨酯胶粘剂和/或水性丙烯酸酯类胶粘剂，水性胶粘剂的固含量为6％～60％，所述百分比为质量百分比。

4.如权利要求3所述的无卤阻燃液，其特征在于，所述水性胶粘剂为水性聚氨酯胶粘剂。

5.如权利要求1或2所述的无卤阻燃液，其特征在于，所述无机阻燃剂为：氢氧化镁、氢氧化铝或硼酸锌中的至少一种。

6.如权利要求1或2所述的无卤阻燃液，其特征在于，所述固化剂为水性环氧固化剂、水性聚氨酯固化剂中的至少一种。

7.如权利要求1或2所述的无卤阻燃液，其特征在于，所述固色剂为水性固色剂，所述着色剂为：油墨、色浆、染料或颜料。

8.一种阻燃海绵的制备方法，其特征在于，将开孔海绵浸渍于权利要求1-6中任一项所述无卤阻燃液后烘干得到。

9.如权利要求8所述的阻燃海绵的制备方法，其特征在于，浸渍时间为1-5min，烘干温度为120～140℃，时间为10～15min。