CN102558482A - 环保阻燃型聚氨酯仿木材料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种环保阻燃型聚氨酯仿木材料，其特征在于包括以下两种组份组成：A组份由聚醚多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、发泡剂和阻燃剂组成；B组份为多亚甲基多苯基多异氰酸酯；制备时，将A组份与B组份混合搅拌，注入温度为40～50℃的恒温模具中，反应熟化10～13分钟，即可得到环保阻燃型聚氨酯仿木材料。本发明的优点在于：采用了反应型催化剂，阻止了挥发性气体的产生，大大降低了对人体健康的危害；并利用水作为单一发泡剂，代替传统HCFC-141B发泡剂，有效减少对臭氧层的消耗；同时，生产加工时在10～13分钟即可脱模，极大的提高了生产效率。

Description

环保阻燃型聚氨酯仿木材料
技术领域
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种环保阻燃型聚氨酯仿木材料。
背景技术
目前，全球木材加工资源日益紧张，各国对森林资源的开发均加以严格限制，木材资源的供给能力明显减弱，因此，各国对于合成木材的研究一直在进行着。
现今的仿木合成材料主要有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等，聚氯乙烯和聚苯乙烯存在着对环境污染大、强度低等问题。而聚氨酯仿木材料拥有着物性均一、质轻、不吸水、尺寸稳定、耐腐蚀、耐虫蛀、着色容易等优点，并且可以通过模具直接成型各种复杂的结构和雕刻图案，省时省工，其可以做到与木材相同的外观及密度，表面无需油漆即可直接作为高档家具、室内装饰等使用。
如今市场上可见的聚氨酯仿木材料多存在着阻燃性能差、有挥发性气体产生、生产加工时脱模时间较长(正常脱模时间为15～20分钟)等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保阻燃型聚氨酯仿木材料，能够在不影响其物理性能的条件下，改善其阻燃性能，并且能够提高生产效率。
本发明所述的一种环保阻燃型聚氨酯仿木材料，包括以下两种组份组成：
A组份，按照重量份数计：
聚醚多元醇：100份
泡沫稳定剂：2～3份
催化剂：1.2～1.9份
发泡剂：0.3～1.8份
阻燃剂：5～30份
B组份为多亚甲基多苯基多异氰酸酯；
制备时，将A组份与B组份按照质量比1∶1.0～1.2混合搅拌，注入温度为40～50℃的恒温模具中，反应熟化10～13分钟，即可得到环保阻燃型聚氨酯仿木材料。
所述的聚醚多元醇优选以甘油或蔗糖中的一种或两种为起始剂的聚氧化丙烯醇，按照质量百分数计，可以由65％～85％的NJ8307和15％～35％的其它聚醚多元醇组成，其中，其它聚醚多元醇选自NJ310、MN500、NJ303或DV125中的一种或多种。上述牌号的聚醚多元醇介绍如下：牌号NJ8307(蔗糖和甘油起始剂，羟值330～370mgKOH/g，粘度2000～4000mPa·s，烟台昌枫化工有限公司)；NJ310(甘油起始剂，羟值158～178mgKOH/g，粘度200～300mPa·s，烟台昌枫化工有限公司)；MN500(甘油起始剂，羟值320～340mgKOH/g，粘度230～370mPa·s，山东蓝星东大化工有限责任公司)；NJ303(甘油起始剂，羟值450～500mgKOH/g，粘度300～500mPa·s，烟台昌枫化工有限公司)；DV125(甘油起始剂，羟值440～460mgKOH/g，粘度200～400mPa·s，山东蓝星东大化工有限责任公司)。
所述的泡沫稳定剂优选用B8444(生产厂家为赢创德固赛(中国)投资有限公司)或LK221(生产厂家为空气化工产品公司)中的一种或两种的混合物。
所述的催化剂优选用反应型催化剂，可以选自Z-110(N，N，N′-三甲氨基乙基-乙醇胺，生产厂家为亨斯曼化工有限公司)、PT306(生产厂家为空气化工产品有限公司)、TMR-2(生产厂家为空气化工产品有限公司)或NMI(1-甲基咪唑，生产厂家为巴斯夫化工有限公司)中的一种或多种。
所述的发泡剂优选为水。
所述的阻燃剂优选为甲基磷酸二甲酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、三聚氰胺或氢氧化镁中的一种或多种。
本发明制得的环保阻燃型聚氨酯仿木材料的密度分布范围为100～700kg/m3。
本发明B组份多苯基多亚甲基多异氰酸酯可以选用烟台万华聚氨酯股份有限公司的PM200、德国拜尔公司的44V20或陶氏化学公司的M20S中的一种或多种。
本发明的优点在于：采用了反应型催化剂，阻止了挥发性气体的产生，大大降低了对人体健康的危害；并利用水(ODP值为0)作为单一发泡剂，代替传统HCFC-141B发泡剂(ODP值0.11)，有效减少对臭氧层的消耗；同时，生产加工时在10～13分钟即可脱模，极大的提高了生产效率。制得的环保阻燃型聚氨酯仿木材料具有强度高、表面硬度高、环保、ODP值为零、脱模时间短、阻燃性能好，并且可以根据不同的要求，对其密度、强度、阻燃性进行调整，对不同生产工艺均有较强适应性，尤其是表面平整度好，可以替代天然木材用于制造家具、室内装饰等高档制品。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
A组份具体成分见下表：
  原料名称   质量份数
  NJ8307   65
  NJ310   10
  MN500   15
  NJ303   10
  B8444   2
  H2O   0.9
  Z-110   0.8
  PT306   0.7
  TMR-2   0.4
  氢氧化镁   20
B组份为PM200，将混合好的A组份与B组份温度控制在25±1℃，设置机械搅拌转速3200转/秒，按照A与B组份质量比例为1∶1.1，混合并充分搅拌均匀后，注入恒温50℃的模具之中，待熟化11分钟后开模，可得聚氨酯仿木制品。
将所得制品常温放置24小时以上，进行性能测试。
实施例2：
A组份具体成分见下表：
  原料名称   质量份数
  NJ8307   75
  NJ310   8
  MN500   17
  B8444   2
  H2O   0.3
  Z-110   0.5
  NMI   1.0
  磷酸三(2-氯丙基)酯   15
B组份为44V20，将混合好的A组份与B组份温度控制在25±1℃，设置机械搅拌转速3200转/秒，按照A与B组份质量比例为1∶1.15，混合并充分搅拌均匀后，注入恒温50℃的模具之中，待熟化10分钟后开模，可得聚氨酯仿木制品。
将所得制品常温放置24小时以上，进行性能测试。
实施例3：
A组份具体成分见下表：
  原料名称   质量份数
  NJ8307   75
  DV125   25
  B8444   1
  LK221   1
  H2O   1.0
  Z-110   0.6
  PT306   0.7
  TMR-2   0.4
  甲基磷酸二甲酯   5
B组份为44V20，将混合好的A组份与B组份温度控制在25±1℃，设置机械搅拌转速3200转/秒，按照A与B组份质量比例为1∶1.0，混合并充分搅拌均匀后，注入恒温50℃的模具之中，待熟化12分钟后开模，可得聚氨酯仿木制品。
将所得制品常温放置24小时以上，进行性能测试。
实施例4：
A组份具体成分见下表：
  原料名称   质量份数
  NJ8307   85
  NJ310   5
  MN500   10
  B8444   1.5
  LK221   0.5
  H2O   1.8
  Z-110   0.8
  NMI   0.4
  三聚氰胺   15
B组份为PM200，将混合好的A组份与B组份温度控制在25±1℃，设置机械搅拌转速3200转/秒，按照A与B组份质量比例为1∶1.1，混合并充分搅拌均匀后，注入恒温50℃的模具之中，待熟化13分钟后开模，可得聚氨酯仿木制品。
将所得制品常温放置24小时以上，进行性能测试。
实施例5：
A组份具体成分见下表：
  原料名称   质量份数
  NJ8307   70
  NJ310   10
  MN500   20
  B8444   2
  LK221   1
  H2O   1.2
  Z-110   0.7
  NMI   0.8
  氢氧化镁   20
  磷酸三(2-氯丙基)酯   10
B组份为M20S，将混合好的A组份与B组份温度控制在25±1℃，设置机械搅拌转速3200转/秒，按照A与B组份质量比例为1∶1.2，混合并充分搅拌均匀后，注入恒温50℃的模具之中，待熟化12分钟后开模，可得聚氨酯仿木制品。
将所得制品常温放置24小时以上，进行性能测试。
实施例1～5所制得聚氨酯仿木制品性能测试结果见下表：
  测试指标   现有水平   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  密度(KG/M3)   200～300   483   685   238   121   344
  压缩强度(MPa)   3.5～5.5   11.5   15.4   4.3   3.2   7.7
  弯曲强度(MPa)   9.0～13.0   24.7   33.1   11.1   7.9   15.8
  表面硬度(邵D)   33～38   67   72   44   28   54
  氧指数   20～22   24.6   26.4   24.7   23.9   26.3

Claims (7)

1.一种环保阻燃型聚氨酯仿木材料，其特征在于包括以下两种组份组成：
A组份，按照重量份数计：
聚醚多元醇：100份
泡沫稳定剂：2～3份
催化剂：1.2～1.9份
发泡剂：0.3～1.8份
阻燃剂：5～30份
B组份为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；
制备时，将A组份与B组份按照质量比1∶1.0～1.2混合搅拌，注入温度为40～50℃的恒温模具中，反应熟化10～13分钟，即可得到环保阻燃型聚氨酯仿木材料。
2.根据权利要求1所述的环保阻燃型聚氨酯仿木材料，其特征在于聚醚多元醇是以甘油或蔗糖中的一种或两种为起始剂的聚氧化丙烯醇，按照质量百分数计，优选由65％～85％的NJ8307和15％～35％的其它聚醚多元醇组成，其中，其它聚醚多元醇选自NJ310、MN500、NJ303或DV125中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的环保阻燃型聚氨酯仿木材料，其特征在于泡沫稳定剂选用B8444或LK221中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的环保阻燃型聚氨酯仿木材料，其特征在于催化剂选用反应型催化剂，优选自Z-110、PT306、TMR-2或NMI中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的环保阻燃型聚氨酯仿木材料，其特征在于发泡剂为水。
6.根据权利要求1所述的环保阻燃型聚氨酯仿木材料，其特征在于阻燃剂为甲基磷酸二甲酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、三聚氰胺或氢氧化镁中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的环保阻燃型聚氨酯仿木材料，其特征在于环保阻燃型聚氨酯仿木材料的密度分布范围为100～700kg/m3。
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