CN104277195A - 高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚氨酯硬泡，具体为一种材料配方适宜，发泡后材料性能突出，品质稳定的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。本发明所述的泡沫塑料，由聚醚多元醇和助剂，以及强化材料制成，其中，所用的助剂质量份数以聚醚多元醇的总量100份为基准；聚醚多元醇包括质量份数为50-60蔗糖聚醚多元醇，30-40的聚醚二醇，5-10的季戊四醇聚醚多元醇；助剂包括由三氯异丙基磷酸酯（TCPP）和甲基磷酸二甲脂（DMMP）组成的阻燃剂。其制备方法，是按配方称取聚醚多元醇，助剂和强化材料，并将助剂和强化材料加入到聚醚多元醇中，在电搅拌器上混合搅拌10s，然后倒入到模具中，使其发泡，待泡沫熟化彻底后出模成型。

Description

高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯硬泡，具体为一种高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。
背景技术
硬质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯硬泡，它在聚氨酯制品中的用量仅次于聚氨酯软泡。聚氨酯硬泡多为闭孔结构，具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点，广泛用于冰箱、冰柜的箱体绝热层、冷库、冷藏车等绝热材料，建筑物、储罐及管道保温材料，少量用于非绝热场合，如仿木材、包装材料等。一般而言，较低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔热保温材料，较高密度的聚氨酯硬泡可用作结构材料，例如仿木材。聚氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比较简单。按施工机械化程度可分为手工发泡及机械发泡；按发泡时的压力可分为高压发泡及低压发泡；按成型方式可分为浇注发泡及喷涂发泡。
目前，聚氨酯硬泡主要用途有以下方面，1食品等行业冷冻冷藏设备：如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料。2.工业设备保温：如储罐、管道等。3.建筑材料：在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的一半左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大。4.交通运输业：如汽车顶篷、内饰件等。5.仿木材：高密度（密度300~700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各类高档制品。但是，现有的高密度的聚氨酯硬泡，由于其组份配比和工艺的缺陷，使得模塑泡沫制品的品质参差不齐，而且各种助剂的不合理添加也使得泡沫最终的质量难以提高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种材料配方适宜，发泡后材料性能突出，品质稳定的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。
本发明高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，由聚醚多元醇和助剂，以及强化材料制成，其特征在于，所用的助剂质量份数以聚醚多元醇的总量100份为基准；所述聚醚多元醇包括质量份数为50-60蔗糖聚醚多元醇，30-40的聚醚二醇，5-10的季戊四醇聚醚多元醇；所述的助剂包括由三氯异丙基磷酸酯（TCPP）和甲基磷酸二甲脂（DMMP）组成的阻燃剂。
进一步，所述的TCPP的质量份数为5-10，DMMP的质量份数为8-15。
进一步，所述的强化材料为直径0.2-0.4mm的玻璃纤维，质量份数为0-50。
进一步，所述的助剂还包括发泡剂，催化剂，泡沫稳定剂和胶黏剂。
更进一步，所述的发泡剂为纯度大于99.7%的一氟二氯乙烷（HCFC-141b），质量份数为7-9。
更进一步，所述的催化剂为由质量份数为0-0.5的六氢化三嗪和质量份数为1-2的二甲基环已胺混合而成的复合催化剂。
更进一步，所述的泡沫稳定剂为质量份数为1.5-2.5的气体硅油（DC5604）。
更进一步，所述的胶黏剂为质量份数为22-26的多异氰酸酯（PAPI）。
本发明高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，针对以上所述的任意一种泡沫塑料，其特征在于，按上述配方称取聚醚多元醇，助剂和强化材料，并将助剂和强化材料加入到聚醚多元醇中，在电搅拌器上混合搅拌10s，然后倒入到模具中，使其发泡，待泡沫熟化彻底后出模成型。
本发明高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，通过三种聚醚多元醇的混合，能够保证制备出的泡沫塑料具有良好的机械性能，同时保证了其适当的粘度，使其具有良好的互溶性和发泡流动性，提高了其工艺性能；然后通过两种阻燃剂的配合使用，极大的提高了其阻燃的效果，明显的大于单一阻燃剂和多种阻燃剂的混合；再配合其他助剂使各个原料之间的相容性大为提高，并且有效的消除了泡沫表面的针孔现象，加快了成型速率，提高了制品的成品率；其有益效果在于，配比合理，成本低廉，成品的品质高；方法简单，高效环保，稳定快捷，操作方便。
具体实施方式
以下结合优选的实施方式，对本发明进一步的进行解释和说明。
本发明高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，由聚醚多元醇和助剂，以及强化材料制成，其中，所用的助剂质量份数以聚醚多元醇的总量100份为基准；聚醚多元醇包括质量份数为50-60蔗糖聚醚多元醇，30-40的聚醚二醇，5-10的季戊四醇聚醚多元醇；助剂包括由三氯异丙基磷酸酯（TCPP）和甲基磷酸二甲脂（DMMP）组成的阻燃剂。其中在一定范围内，聚醚多元醇的官能度越大所得到的泡沫塑料的机械性能越好，但是物料的相容性就越小，本发明中以官能度大的蔗糖聚醚多元醇和官能度小的聚醚二醇为主，配以季戊四醇聚醚多元醇为补充，不经保证了其工艺性能，也提高了其机械性能；在通过TCPP和DMMP相配合的阻燃剂做阻燃处理，在保证其机械性能的同时，大大的提高了阻燃性能。
其中，TCPP的质量份数为5-10，DMMP的质量份数为8-15；强化材料为直径0.2-0.4mm的玻璃纤维，质量份数为0-50。助剂还包括发泡剂，催化剂，泡沫稳定剂和胶黏剂。
其中，发泡剂为纯度大于99.7%的一氟二氯乙烷（HCFC-141b），质量份数为7-9。催化剂为由质量份数为0-0.5的六氢化三嗪和质量份数为1-2的二甲基环已胺混合而成的复合催化剂。泡沫稳定剂为质量份数为1.5-2.5的气体硅油（DC5604）。胶黏剂为质量份数为22-26的多异氰酸酯（PAPI）。
本发明高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，针对以上所述的泡沫塑料，按上述配方称取聚醚多元醇，助剂和强化材料，并将助剂和强化材料加入到聚醚多元醇中，在电搅拌器上混合搅拌10s，然后倒入到模具中，使其发泡，待泡沫熟化彻底后出模成型；并对其性能进行检测，所得结果如下表所示。
项目 特征值 项目 特征值
密度/kg·m-3 300 吸水量/g·（100cm2）-1 0.16
热导率/W·（m·k）-1 0.05 氧指数 27-28
压缩强度/MPa 5.48 闭孔率/% 92
剪切强度/MPa 5.30 耐热温度/℃ 100
其中的耐热温度指泡沫塑料加热后尺寸变化率＜2%的最高温度。

Claims (9)

1.高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，由聚醚多元醇和助剂，以及强化材料制成，其特征在于，所用的助剂质量份数以聚醚多元醇的总量100份为基准；所述聚醚多元醇包括质量份数为50-60蔗糖聚醚多元醇，30-40的聚醚二醇，5-10的季戊四醇聚醚多元醇；所述的助剂包括由三氯异丙基磷酸酯（TCPP）和甲基磷酸二甲脂（DMMP）组成的阻燃剂。
2.如权利要求1所述的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述的TCPP的质量份数为5-10，DMMP的质量份数为8-15。
3.如权利要求1所述的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述的强化材料为直径0.2-0.4mm的玻璃纤维，质量份数为0-50。
4.如权利要求1或2或3所述的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述的助剂还包括发泡剂，催化剂，泡沫稳定剂和胶黏剂。
5.如权利要求4所述的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述的发泡剂为纯度大于99.7%的一氟二氯乙烷（HCFC-141b），质量份数为7-9。
6.如权利要求4所述的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述的催化剂为由质量份数为0-0.5的六氢化三嗪和质量份数为1-2的二甲基环已胺混合而成的复合催化剂。
7.如权利要求4所述的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述的泡沫稳定剂为质量份数为1.5-2.5的气体硅油（DC5604）。
8.如权利要求4所述的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述的胶黏剂为质量份数为22-26的多异氰酸酯（PAPI）。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的高密度阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，其特征在于，按配方称取聚醚多元醇，助剂和强化材料，并将助剂和强化材料加入到聚醚多元醇中，在电搅拌器上混合搅拌10s，然后倒入到模具中，使其发泡，待泡沫熟化彻底后出模成型。
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