CN102391465A

CN102391465A - 一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料及其制备方法

Info

Publication number: CN102391465A
Application number: CN2011102714642A
Authority: CN
Inventors: 金大映; 权在槿; 李光雨
Original assignee: Leah Polyol (nanjing) Co Ltd
Current assignee: Leah Polyol (nanjing) Co Ltd
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2031-09-14
Also published as: CN102391465B

Abstract

本发明公开了一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料及其制备方法。异氰脲酸酯组合料包括：1）由对苯二甲酸和二乙二醇为起始剂的聚酯多元醇A50~80份；2）对苯二甲酸、聚酰胺和二乙二醇为起始剂的聚酯多元醇B10~30份；3）阻燃剂10~30份；4）复合催化剂1.0~3.0份；5）水0.5~2.0份；6）泡沫稳定剂0.5~3.0份；7）发泡剂15~30份；8）异氰酸酯120~200份，异氰酸酯指数250~700。本发明的聚异氰脲酸酯泡沫板材具有高阻燃性和优越的保温性能，氧指数≥34，导热系数为0.0185～0.0195W/m.K，抗压强度≥220Kg/cm²。

Description

一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚异氰脲酸酯组合料及其制备方法，特别是涉及一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料及其制备方法。

背景技术

随着人们对建筑节能、环境保护意识的增强，聚氨酯板材在建筑领域的需求量与日俱增。聚氨酯板材主要分聚异氰脲酸酯（PIR）板材和聚氨酯（PUR）板材，聚异氰脲酸酯泡沫相比普通的聚氨酯泡沫相比具有优越的阻燃性。

近年来，对建筑保温板材的阻燃性要求的不断提高，传统的聚氨酯（PUR）板材满足不了防火要求。人们致力于解决聚氨酯泡沫阻燃的技术问题。有关文献与专利报道了阻燃性硬质聚氨酯泡沫。如CN101768250A“一种高阻燃聚氨酯组合物及其制备方法”披露了一种高阻燃聚氨酯组合物，由A组分和B组分构成，其中A组分由聚醚多元醇，阻燃聚醚多元醇，交联剂，泡沫稳定剂，水，物理发泡剂和催化剂组成；B组分由聚醚多元醇，阻燃剂，聚合MDI和甲苯二异氰酸酯预聚组成，氧指数≥32。CN101962474A“一种环保型高阻燃性硬质聚氨酯泡沫及其制备方法和应用” 公开了一种环保型高阻燃性硬质聚氨酯泡沫，采用聚合物多元醇、水、阻燃剂、改性空心微珠和多异氰酸酯在匀泡剂和/或催化剂存在的条件下混和反应获得。该专利在聚氨酯组合物体系中加入改性空心微珠。

为提高聚异氰脲酸酯（PIR）或聚氨酯（PUR）的阻燃性能，通常必须通过添加阻燃剂来使得硬质聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫耐燃。特别有用的硬质泡沫阻燃剂是液态有机磷酸酯和膦酸酯，例如三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCPP)、磷酸三乙酯(TEP)、乙膦酸二乙酯(DEEP)或丙膦酸二甲酯(DMPP)。但是，添加阻燃剂，特别是在高含量时，这些阻燃剂对于泡沫的物理性质有不利的作用，尤其在导热性和抗压强度方面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料及其制备方法，解决聚异氰脲酸酯组合料阻燃性不足的技术问题，在不损害聚异氰脲酸酯导热性和抗压强度等物理性质的同时，提高阻燃性，制备出高阻燃性高效保温的聚异氰脲酸酯泡沫。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，包括以下重量份的组分：

1）对苯二甲酸和二乙二醇作为起始剂的聚酯多元醇A 50~80份；

2）对苯二甲酸、聚酰胺和二乙二醇作为起始剂的聚酯多元醇B 10~30份；

3）阻燃剂10~30份；

4）复合催化剂：1.0~3.0份；

5）发泡剂15~30份；

6）水0.5~2.0份；

7）泡沫稳定剂0.5~3.0份；

8）异氰酸酯120~200份，异氰酸酯指数为250~700。

上述的聚酯多元醇A是羟值为170~200mgKOH/g的聚酯多元醇。

上述的聚酯多元醇B是羟值为120~150mgKOH/g的聚酯多元醇。

所述阻燃剂为磷酸三（2-氯丙基）酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、甲基膦酸二甲酯中的一种或一种以上任意比例混合物。

所述的催化剂采用复合催化剂体系，由催化-OH和-NCO相互反应的发泡催化剂与凝胶催化剂所组成的复合催化剂。所述的发泡催化剂是五甲基二亚乙基三胺（PC-5）、双（二甲基氨基已基）醚（A-1）中的一种或两种按任意比例的混合物；所述凝胶催化剂是N，N-二甲基环已胺（PC-8）、三亚已基二胺（TEDA-33P）、四甲基已二胺（TMHDA）中的一种或两种以上任意比例的混合物。常用催化剂可从市场购得，如Air Products的PC-5、PC-8、T-45等。

所述发泡剂优选HCFC-141b。

所述的泡沫稳定剂是一种表面活性剂，采用含Si-C结构的硅类表面活性剂。泡沫稳定剂可从市场购得，包括德美世创公司产的泡沫稳定剂，如AK8805、AK8830、AK8818等；德固萨（Degusa）的泡沫稳定剂B8462、B8461、B8544、B-8494；迈图公司（Momentive）的L6900、L6863等。

本发明中的异氰酸酯优选NCO百分含量为30~32%的MDI。可从市场直接购得，包括亨斯迈（Huntsman）的Suprasec5005，巴斯夫（BASF）的M20S，锦湖的M200等。

本发明的聚异氰脲酸酯板材阻燃各项指标达到GB8624-2006 B等级（即难燃级）。在提高阻燃性能的同时，聚异氰脲酸酯组合料保持良好的导热性和抗压强度，导热系数为0.0185～0.0195W/m.K，抗压强度≥220Kg/cm²。

本发明还涉及所述的硬质聚氨酯组合物的制备方法，采用的技术方案是：

一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料的制备方法，系在发泡剂、泡沫稳定剂及催化剂的存在下，使多元醇组分和异氰酸酯组分反应而制得，其特征在于，反应组分及重量份数如下：

3）阻燃剂10~30份；

4）复合催化剂：1.0~3.0份；

5）发泡剂15~30份；

6）水0.5~2.0份；

7）泡沫稳定剂0.5~3.0份；

8）异氰酸酯120~200份，异氰酸酯指数为250~700。

本发明的优点：

本发明的阻燃性板材聚异氰脲酸酯组合料具有高阻燃性和优越的保温性能，氧指数≥34，导热系数为0.0185～0.0195W/m.K，抗压强度≥220Kg/cm²。在保持聚异氰脲酸酯导热性和抗压强度等物理性质的同时，所制得的聚异氰脲酸酯板材阻燃各项指标达到GB8624-2006 B等级（即难燃级）。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

具体实施方式

实施例1

一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，由下列组分反应而制得：

1）对苯二甲酸和二乙二醇作为起始剂的聚酯多元醇A 55份，羟值170mgKOH/g；

2）对苯二甲酸、聚酰胺和二乙二醇作为起始剂的聚酯多元醇B 25份，羟值120mgKOH/g；

3）阻燃剂磷酸三（2-氯丙基）酯 20份；

4）复合催化剂 2.5份，其中双（二甲基氨基已基）醚（A-1）0.5份，N，N-二甲基环已胺（PC-8）2.0份；

5）发泡剂HCFC-141b 20份；

6）水 0.8份；

7）泡沫稳定剂B-8462 1.5 份；

8）异氰酸酯150~200 份，异氰酸酯指数为400。

上述聚异氰脲酸酯组合料其性能指标见表1。

实施例2

一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，由下列组分反应而制得：：

1）对苯二甲酸和二乙二醇作为起始剂的聚酯多元醇A 80份，羟值200mgKOH/g；

2）对苯二甲酸、聚酰胺和二乙二醇作为起始剂的聚酯多元醇B 10份，羟值150mgKOH/g；

3）阻燃剂三(β-氯乙基)磷酸酯 30份；

4）复合催化剂3.0份，其中五甲基二亚乙基三胺（PC-5）2.5份，三亚已基二胺（TEDA-33P）0.5份；

5）发泡剂HCFC-141b 30份；

6）水0.8.份；

7）泡沫稳定剂B-8462 3.0份；

8）异氰酸酯 150~200份，异氰酸酯指数为600。

上述聚异氰脲酸酯组合料其性能指标见表1。

比较例1

一种聚异氰脲酸酯组合料，由下列组分反应而制得：

1）蔗糖与甘油作为起始剂为起始剂的聚酯多元醇C 80份，羟值150~500mgKOH/g；

2）阻燃剂磷酸三（2-氯丙基）酯 20份；

3）复合催化剂 2.5份，其中双（二甲基氨基已基）醚（A-1）0.5份，N，N-二甲基环已胺（PC-8）2.0份；

4）发泡剂HCFC-141b 25份；

5）水 2.0份；

6）泡沫稳定剂B-8462 1.5 份；

7）异氰酸酯 100~130份，异氰酸酯指数为120。

制得的聚异氰脲酸酯组合料其性能指标见表1。

表1 聚异氰脲酸酯组合料其性能指标

	实例1	实例2	比较例1
				聚酯多元醇A	55	80
聚酯多元醇B	25	10
				聚醚多元醇C			80
阻燃剂	20	30	20
				复合催化剂	2.5	3.0	2.5
水	0.8	0.8	2.0
				B-8462	1.5	3.0	1.5
HCFC-141b	20	30	25
				指数	400	600	120
密度(Kg/m3)	36	36.2	35.3
				导热系数(w/m.k)	0.0195	0.0188	0.0198
抗压强度(Kg/cm2)	220	223	218
				闭孔率（%）	≥93	≥93	≥93
阻燃性	氧指数≥34	氧指数≥34	氧指数≥26

上表中异氰酸酯指数是指异氰酸酯实际加入量与理论计算量的重量比。

上表中密度、导热系数、抗压强度及闭孔率皆按照国家标准进行测定的。

上表中实施例与比较例相比具有更好的阻燃性，并具有良好的保温性能和抗压强度。

所述的实施例有助于对本发明的理解和实施，并非构成对本发明的任何限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容，在本发明范围内对实施例进行的任何等同或等效的变化或替换，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，其特征在于包括以下重量份的组分：

2）对苯二甲酸、聚酰胺和二乙二醇为起始剂的聚酯多元醇B 10~30份；

3）阻燃剂10~30份；

4）复合催化剂：1.0~3.0份；

5）发泡剂15~30份；

6）水0.5~2.0份；

7）泡沫稳定剂0.5~3.0份；

8）异氰酸酯120~200份，异氰酸酯指数为250~700。

2.根据权利要求1所述的一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，其特征在于，所述的聚酯多元醇A的羟值为170~200mgKOH/g。

3.根据权利要求1所述的一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，其特征在于，所述的聚酯多元醇B的羟值为120~150mgKOH/g。

4.根据权利要求1所述的一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，其特征在于，所述复合催化剂由发泡催化剂与凝胶催化剂所组成；所述的发泡催化剂是五甲基二亚乙基三胺、双（二甲基氨基已基）醚中的一种或两种按任意比例的混合物；所述凝胶催化剂是N，N-二甲基环已胺、三亚已基二胺、四甲基已二胺中的一种或两种以上任意比例的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸三（2-氯丙基）酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、甲基膦酸二甲酯中的一种或两种以上任意比例混合物。

6.根据权利要求1所述的一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，其特征在于，所述发泡剂是HCFC-141b。

7.根据权利要求1所述的一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，其特征在于，所述泡沫稳定剂是含有Si-C结构的硅类表面活性剂。

8.根据权利要求1所述的一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，其特征在于，所述异氰酸酯为NCO百分含量为30~32%的MDI。

9.根据权利要求1所述的一种高阻燃板材聚异氰脲酸酯组合料，其特征在于，所述的聚异氰脲酸酯组合料氧指数≥34，导热系数为0.0185～0.0195W/m.K，抗压强度≥220Kg/cm²。