CN102504520B - 秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料及其制备方法 - Google Patents

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秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料及其制备方法，用于建筑的外墙保温施工，所述的阻燃保温复合材料由A组分和B组分组成，其中A组分由改性的溴化环氧树脂、二甲基硅油、催化剂二月桂酸二丁基锡、催化剂三乙烯二胺、增强剂秸秆、阻燃剂及发泡剂水组成，B组分为改性甲苯二异氰酸酯固化剂。本发明还提供了上述复合保温材料的制备方法。

Description

秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及外墙外保温技术领域，具体涉及一种浇注型的环保阻燃复合保温材料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯硬泡(RPUF)具有优良的物理力学性能、电学性能、声学性能及耐化学腐蚀性能，并与多种材料有很强的粘接力，从而被广泛用作石油化工管道、冷藏设备、运输设备以及建筑物等的保温隔热材料。但是未经阻燃处理的聚氨酯硬泡的氧指数一般低于19，属易燃材料，并在燃烧过程中放出HCN、CO等有毒气体，在火灾中常常给人们的生命和财产带来严重的危害。上海“11·15”特大火灾事故由于电工的违章施工引燃了现场存放的大量的聚氨酯泡沫材料，燃烧产生了大量的一氧化碳、氰化氢等剧毒气体和有毒烟雾，给国家和人们的生命财产造成了极大的损害。这说明聚氨酯硬泡是可燃的，并且在某特定的条件下燃烧非常迅速，对人类的生命和财产具有极大的威胁性，因此对聚氨酯硬泡进行阻燃处理具有重大的意义。
作物秸秆在我国这样的农业大国储存量丰富，并且具有环境友好、可再生及生物降解的特性，可代替未来合成高分子的材料，然而我国的农作物秸秆并未得到充分利用，大部分用来焚烧，少部分用来作为动物饲料，致使农作物秸秆大大的浪费。
为保护臭氧层，国际社会于1987年制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。我国在2010年实现氟氯烃等主要消耗臭氧层物质的完全淘汰。在寻找作为发泡剂氟氯烃的替代品的过程中，人们发现水是最环保、最安全、最理想也是最便宜的发泡剂。在欧洲一些国家逐步采用全水发泡生产聚氨酯硬泡。
专利CN101250329A提出了一种作物秸秆-聚氨酯泡沫复合材料，其特征在于充分利用农作物秸秆，发明的材料具有良好的缓冲性、强度、隔热性，解决了聚氨酯泡沫资源短缺、秸秆利用率低的问题，但是该专利对材料的防火阻燃性没有提及，保温体系也没有防火阻燃的相关措施。
专利CN1487028A通过掺混沥青制的了聚氨酯泡沫，具有优异的防水、防腐蚀、隔热效果，另外对阻燃也有研究，但只是纯粹的添加型阻燃剂，对材料本身的阻燃并没有提及。
发明内容
本发明的目的是提供了一种秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料及其制备方法。
本发明是秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料及其制备方法，秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，由A组分和B组分组成，其特征在于：基于秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料总质量，按质量百分比计，A、B组分的组成为：
A组分：
改性溴化环氧树脂30%-50%
二甲基硅油0.3%-0.6%
三乙烯二胺0.3%-0.5%
二月桂酸二丁基锡0.4%-0.7%
秸秆1.0%-1.5%
阻燃剂15%-25%
发泡剂水0.3%-0.5%
B组分：
改性甲苯二异氰酸酯（TDI）25%-40%。
秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料的制备方法，其步骤为：将改性的溴化环氧树脂、二甲基硅油、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、增强剂秸秆、阻燃剂及发泡剂水预混合得到A组分，将改性TDI作为B组分，将A组分与B组分混合发泡，异氰酸指数为1.1-1.2，得到秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料。
在本发明中，所述的阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化铝、聚磷酸铵和三聚氰胺（质量比3：2）三种中的一种，这些阻燃剂加入后对体系能保持长时间的稳定性，其中氢氧化铝具有较好的抑烟效果，三氧化二锑与引入的Br能达到协同作用，聚磷酸铵与三聚氰胺属于氮磷体系具有较好的阻燃性。
本发明的产品在保温的同时还具有环保阻燃的性能。
具体实施方式
本发明是秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料及其制备方法，秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，由A组分和B组分组成，其特征在于：基于秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料总质量，按质量百分比计，A、B组分的组成为：
A组分：
改性溴化环氧树脂30%-50%
二甲基硅油0.3%-0.6%
三乙烯二胺0.3%-0.5%
二月桂酸二丁基锡0.4%-0.7%
秸秆1.0%-1.5%
阻燃剂15%-25%
发泡剂水0.3%-0.5%
B组分：
改性甲苯二异氰酸酯25%-40%。
根据以上所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，改性溴化环氧树脂由二乙醇胺与溴化环氧树脂为原料制备得到，其羟值为300mgKOH/g。
根据以上所述的改性溴化环氧树脂，溴化环氧树脂环氧值为0.21-0.25。
根据以上所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，所述的改性溴化环氧树脂经过以下方法制备：将由正丁醇溶解的0.75moL的二乙醇胺和二甲苯溶解的1moL的溴化环氧树脂混合，在85℃下反应3小时，抽真空得到改性的溴化环氧树脂。
根据以上所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，所述的秸秆为粉碎秸秆，在质量分数为10%的氢氧化钠溶液里浸泡48小时，然后清洗至中性烘干。
根据以上所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，所述的阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化铝、聚磷酸铵和三聚氰胺三种中的一种，聚磷酸铵和三聚氰胺的质量比为3∶2。
根据以上所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，所述的改性甲苯二异氰酸酯其制备方法为：将4.4moL甲苯二异氰酸酯、0.7moL三羟甲基丙烷加热溶解，在60℃下反应2小时，然后滴加0.36moL的聚乙二醇-400，滴加5滴磷酸，在50℃反应1.5小时，得到改性改性甲苯二异氰酸酯，NCO含量为24.5﹪。
秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料的制备方法，其步骤为：将改性的溴化环氧树脂、二甲基硅油、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、增强剂秸秆、阻燃剂及发泡剂水预混合得到A组分，将改性甲苯二异氰酸酯作为B组分，将A组分与B组分混合发泡，异氰酸指数为1.1-1.2，得到秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料。
下面结合实施例进一步展开本发明。
实施例1：
将改性溴化环氧树脂35g、二甲基硅油1.025g、二月桂酸二丁基锡0.858g、三乙烯二胺1.292g、发泡剂水0.504g、三氧化二锑5.25g、秸秆1.05g预混合，作为A组分，改性的TDI作为B组分，加入50.4g，将A组分与B组分混合发泡，异氰酸指数为1.2，得到聚氨酯材料的氧指数为32。
实施例2：
将改性溴化环氧树脂28g、二甲基硅油0.825g、二月桂酸二丁基锡0.657g、三乙烯二胺1.156g、发泡剂水0.504g、氢氧化铝12.25g、秸秆1.05g预混合，作为A组分，改性的TDI作为B组分，加入50.4g，将A组分与B组分混合发泡，异氰酸指数为1.2，得到聚氨酯材料的氧指数为30。
实施例3：
将改性溴化环氧树脂35g、二甲基硅油1.025g、二月桂酸二丁基锡0.858g、三乙烯二胺1.292g、发泡剂水0.504g、聚磷酸铵7.2g、三聚氰胺4.8g、秸秆1.05g预混合，作为A组分，改性的TDI作为B组分，加入50.4g，将A组分与B组分混合发泡，异氰酸指数为1.2，得到聚氨酯材料的氧指数为31。
表1秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料性能
实例 密度／kg/m3 拉伸强度／Mpa 压缩强度／Mpa 弯曲强度／Mpa 氧指数
1 364.9 1.865 2.150 0.529 32
2 268.18 0.878 0.507 0.138 30
3 268.58 0.765 0.745 1.115 31

Claims (8)

1.秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，由A组分和B组分组成，其特征在于：基于秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料总质量，按质量百分比计，A、B组分的组成为：
A组分：
改性溴化环氧树脂30%-50%
二甲基硅油0.3%-0.6%
三乙烯二胺0.3%-0.5%
二月桂酸二丁基锡0.4%-0.7%
秸秆1.0%-1.5%
阻燃剂15%-25%
发泡剂水0.3%-0.5%
B组分：
改性甲苯二异氰酸酯25%-40%；
以上所述各组分之和为百分之百。
2.根据权利要求1所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，其特征在于，所述的改性溴化环氧树脂由二乙醇胺与溴化环氧树脂为原料制备得到，其羟值为300mgKOH/g。
3.根据权利要求2所述的改性溴化环氧树脂，其特征在于：溴化环氧树脂环氧值为0.21-0.25。
4.根据权利要求1所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，其特征在于，所述的改性溴化环氧树脂经过以下方法制备：将由正丁醇溶解的0.75moL的二乙醇胺和二甲苯溶解的1moL的溴化环氧树脂混合，在85℃下反应3小时，抽真空得到改性的溴化环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，其特征在于：所述的秸秆为粉碎秸秆，在质量分数为10%的氢氧化钠溶液里浸泡48小时，然后清洗至中性烘干。
6.根据权利要求1所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，其特征在于：所述的阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化铝、聚磷酸铵和三聚氰胺三种中的一种，聚磷酸铵和三聚氰胺的质量比为3∶2。
7.根据权利要求1所述的秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料，其特征在于：所述的改性甲苯二异氰酸酯其制备方法为：将4.4moL甲苯二异氰酸酯、0.7moL三羟甲基丙烷加热溶解，在60℃下反应2小时，然后滴加0.36moL的聚乙二醇-400，滴加5滴磷酸，在50℃反应1.5小时，得到改性甲苯二异氰酸酯，NCO含量为24.5﹪。
8.秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料的制备方法，其步骤为：将改性的溴化环氧树脂、二甲基硅油、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、增强剂秸秆、阻燃剂及发泡剂水预混合得到A组分，将改性甲苯二异氰酸酯作为B组分，将A组分与B组分混合发泡，异氰酸指数为1.1-1.2，得到秸秆/溴碳聚氨酯阻燃复合保温材料。
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