CN104558483A - 一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法 - Google Patents

一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104558483A
CN104558483A CN201510060911.8A CN201510060911A CN104558483A CN 104558483 A CN104558483 A CN 104558483A CN 201510060911 A CN201510060911 A CN 201510060911A CN 104558483 A CN104558483 A CN 104558483A
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
black lead
expansible black
rigid foam
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510060911.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104558483B (zh
Inventor
温广武
贾幸涛
周薇薇
王春雨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WEIHAI YUNSHAN TECHNOLOGY Co Ltd
Harbin Institute of Technology Weihai
Original Assignee
WEIHAI YUNSHAN TECHNOLOGY Co Ltd
Harbin Institute of Technology Weihai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WEIHAI YUNSHAN TECHNOLOGY Co Ltd, Harbin Institute of Technology Weihai filed Critical WEIHAI YUNSHAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201510060911.8A priority Critical patent/CN104558483B/zh
Publication of CN104558483A publication Critical patent/CN104558483A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104558483B publication Critical patent/CN104558483B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/50—Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5003—Polyethers having heteroatoms other than oxygen having halogens
    • C08G18/5006—Polyethers having heteroatoms other than oxygen having halogens having chlorine and/or bromine atoms
    • C08G18/5012—Polyethers having heteroatoms other than oxygen having halogens having chlorine and/or bromine atoms having bromine atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/143—Halogen containing compounds
    • C08J9/144—Halogen containing compounds containing carbon, halogen and hydrogen only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521—Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/08—Polyurethanes from polyethers

Abstract

本发明涉及一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法，其组合聚醚多元醇A组份由溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇、胺醚多元醇、普通聚醚多元醇、匀泡剂、催化剂、磷系阻燃剂、可膨胀石墨预分散组份和发泡剂按照一定比例混合，与B组份异氰酸酯反应，经高压喷涂设备发泡制得。采用化学分散法和物理分散法并用，将可膨胀石墨通过硅烷偶联剂的作用和与多羟基小分子醇之间的氢键作用预分散在参与聚氨酯硬质泡沫成型反应的多羟基小分子醇中，并进一步经过乳化设备分散，最终可膨胀石墨均匀稳定分散在组合聚醚多元醇A组份中。所制备的喷涂型聚氨酯硬质泡沫阻燃达B1级，导热系数为0.0205~0.024W/m.k。此喷涂型聚氨酯硬质泡沫适宜应用于建筑墙体保温、冷库保温等领域。

Description

一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑墙体、冷库以及管道阻燃保温领域，具体地说是一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。
背景技术
聚氨酯硬质泡沫拥有极低的导热系数0.018~0.024W/m.K，是一种目前建筑保温领域最好的保温材料。可借助模具间歇或者连续生产板材，也可采用喷涂设备直接在建筑物基底上进行喷涂施工。相比较板材，喷涂成型的优点是不需要模具，无论是在形状简单的基底表面或者是复杂的基底表面，都可通过喷涂方法形成聚氨酯硬质泡沫保温层，劳动生产率高。更重要的是，采用喷涂施工方式，材料的运输成本显著降低。聚氨酯硬质泡沫极限氧指数仅为18，有一定的火灾隐患。市场上能满足B1级阻燃标准的聚氨酯硬质泡沫产品甚少，多数含有高份数有机含卤素的阻燃添加剂，一旦引起火灾，将产生大量窒息性有毒浓烟，危及人身安全，同时对环保危害很大。大量的有机阻燃剂的添加对聚氨酯硬质泡沫的力学性能造成了极大破坏，而且随着时间的推移阻燃性能会因阻燃成分的游离而减弱。
可膨胀石墨作为一种低毒环保的无机阻燃剂，近年来引起了各界的关注。可膨胀石墨是由天然鳞片石墨经化学氧化法或电化学氧化法得到的一种石墨层间化合物。受热到一定程度就会开始膨胀，膨胀后由鳞片状变成低密度多孔的蠕虫状石墨。可膨胀石墨在聚氨酯硬质泡沫中的阻燃抑烟机理主要包含如下两点：（1）经高速加热或者燃烧，在聚氨酯硬质泡沫分子骨架外围形成蠕虫状碳保护层，限制燃烧产生的可燃气体的泄漏，同时起到隔热隔氧阻断火焰的作用；（2）膨胀后形成的高比表面积多孔碳层，表面活性和表面吸附力强，能有效阻止燃烧过程中气相和固相物质的传递，从而起到抑烟的作用。迄今为止，能检索到的文献或专利，涉及可膨胀石墨作为阻燃组份来生产聚氨酯硬质泡沫，大多是利用模具来生产板材。比如公开号为CN103804626A的中国专利，涉及一种无卤阻燃硬质聚氨酯泡沫体及其制备方法，是利用次磷酸盐与可膨胀石墨协效阻燃，借助模具浇注成型生产硬质聚氨酯泡沫保温板材；再比如公开号为CN103834157A的中国专利，涉及一种无卤无磷高阻燃硬质聚氨酯泡沫保温材料及其制备方法，讲述了将可膨胀石墨与氢氧化镁、高岭土、氢氧化铝、碳酸钙等无机填料中的一种或几种复配，通过机械搅拌分散到组合聚醚多元醇中，同样是借助模具浇注成型制备聚氨酯硬质泡沫保温板材。以上专利技术不能用喷涂的方式来制备聚氨酯硬泡，而需要借助模具，原因在于无机粉体材料的添加容易堵塞喷涂设备的滤网和喷枪；更重要的是将可膨胀石墨稳定分散到组合聚醚多元醇中，不出现分层或沉淀，是应用在喷涂型聚氨酯硬质泡沫中的技术难题。目前，市场上还没有任何一家企业将含有可膨胀石墨阻燃组份的组合聚醚多元醇采用喷涂成型的方式应用在建筑墙体保温工程上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足， 提供一种组成合理，将可膨胀石墨作为主要阻燃剂，含卤素有机阻燃剂的用量大大降低，阻燃性能稳定，阻燃效果好的喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫，包含A、B两组份，所述B组份为异氰酸酯，其特征在于：
所述A组份由下列重量份的原料组成：
阻燃聚醚多元醇 10~30%
胺醚多元醇 8~10%
普通聚醚多元醇 15~25%
匀泡剂 1.5~2%
TEDA液体催化剂 1.5~2.5%
三聚催化剂 2~3 %
磷系阻燃剂 5~10%
可膨胀石墨预分散组份 10~30%
发泡剂 20~25%
所述A组份与所述B组份按重量比为1:1的配比混合，经高压喷涂设备喷涂成型。
进一步，所述可膨胀石墨预分散组份为液体混合物，其中可膨胀石墨粒径在0.18mm以下，膨胀倍率300~600倍，并经由硅烷偶联剂预处理；可膨胀石墨进行预分散处理是将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1：5~100混合，超声分散1~3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1：2~10混合，搅拌2~5小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:1~20混合，搅拌0.5~5小时，得到可膨胀石墨预分散组份。所述多羟基小分子醇，其官能度≥3，分子量＜200。
作为优选的技术方案，所述阻燃聚醚多元醇是以溴代物为起始剂的聚醚多元醇，其官能度为2，羟值为 190mgKOH/g，含溴量为31.5wt％。
作为优选的技术方案，所述匀泡剂为硅油。
作为优选的技术方案，所述 TEDA液体催化剂PT301，购自美国气体公司。
作为优选的技术方案，所述三聚催化剂PT304，购自美国气体公司。
作为优选的技术方案，所述磷系阻燃剂 Tcpp， 购自青岛联美公司。
作为优选的技术方案，所述发泡剂为一氟二氯乙烷HCFC-141b。
本发明上述喷涂型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：
（1）配制可膨胀石墨预分散组份 对可膨胀石墨进行预分散处理，将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1：5~100混合，超声分散1~3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1：2~10混合，搅拌2~5小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:1~20混合，搅拌0.5~5小时，得到可膨胀石墨预分散组份；
（2） 配制A组份 取10~30份以溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇、8~10份胺醚多元醇 、15~25份普通聚醚多元醇装入反应釜中，开动搅拌；取1.5~2份匀泡剂、1.5~2.5份TEDA液体催化剂、2~3份三聚催化剂、5~10份磷系阻燃剂、10~30份的可膨胀石墨预分散组份、20~25份发泡剂加入到反应釜中，在常温下搅拌10~20分钟，得到可膨胀石墨均匀分散的组合聚醚多元醇A组份（共计100份）；
（3）将上述A组份转移至乳化釜中，在转速1000~1600r/min下高速剪切乳化10~30分钟；
（4）将步骤（3）乳化后的A组份与所述B组份异氰酸酯按重量比为1：1的配比，经高压喷涂设备制得聚氨酯硬质泡沫。
本发明所述可膨胀石墨预分散组份为液体混合物。其中可膨胀石墨粒径在0.18mm以下，膨胀倍率300~600倍，并经由硅烷偶联剂预处理；所述多羟基小分子醇，其官能度≥3，分子量＜200。可膨胀石墨经过预分散可以提高在组合聚醚中的分散性和相容性。
本发明采用上述技术方案，采用可膨胀石墨作为主要阻燃剂与磷系有机阻燃剂以及以溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇复配。大量降低了含卤素有机阻燃剂的用量，阻燃效果提升明显，而且不会随时间推移降低阻燃性能。特别地，将可膨胀石墨采用化学分散法和物理分散法并用，使得可膨胀石墨在组合聚醚多元醇中不分层，不团聚，均匀分散于聚氨酯硬质泡沫体相中从而提升聚氨酯硬质泡沫的阻燃效果。
本发明的优点：一是采用高膨胀倍率无卤素低毒环保的可膨胀石墨作为主要阻燃添加剂；二是为保证可膨胀石墨在组合聚醚中的稳定分散性，采用化学分散法和物理分散法并用，即用硅烷偶联剂预处理可膨胀石墨使其预先分散在参与聚氨酯硬质泡沫成型反应的多羟基小分子醇中，靠硅烷偶联剂的作用及多羟基小分子醇与可膨胀石墨表面所带羟基羧基形成的氢键作用使可膨胀石墨在组合聚醚中稳定分散，并用高剪切速率的乳化设备对组合聚醚进行强力乳化分散；三是此种阻燃型喷涂聚氨酯泡沫的制备方法与传统喷涂工艺匹配度高，且成本降低。本发明可获得一种协效阻燃喷涂型聚氨酯硬质泡沫。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫，包含A、B两组份，所述B组份为异氰酸酯。
所述A组份由下列重量份的原料组成：
阻燃聚醚多元醇 30%
胺醚多元醇 8%
普通聚醚多元醇 15%
匀泡剂 2%
TEDA液体催化剂 2%
三聚催化剂 3 %
磷系阻燃剂 5%
可膨胀石墨预分散组份 10%
发泡剂 25%
所述A组份与所述B组份按重量比为1:1的配比混合，经高压喷涂设备喷涂成型。
进一步，所述阻燃聚醚多元醇是以溴代物为起始剂的聚醚多元醇，其官能度为2，羟值为 190mgKOH/g，含溴量为31.5wt％。所述匀泡剂为硅油。所述TEDA液体催化剂PT301，购自美国气体公司。所述三聚催化剂PT304，购自美国气体公司。所述磷系阻燃剂 Tcpp， 购自青岛联美公司。所述发泡剂为一氟二氯乙烷HCFC-141b。
进一步，所述可膨胀石墨预分散组份为液体混合物。其中可膨胀石墨粒径在0.18mm以下，膨胀倍率为300~600倍，并经由硅烷偶联剂预处理；对可膨胀石墨进行预分散处理过程是：将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:5混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:2混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:1混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份。所述多羟基小分子醇，其官能度≥3，分子量＜200。可膨胀石墨经过预分散可以提高在组合聚醚中的分散性和相容性。
本发明上述喷涂型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其包括如下步骤：
（1）配制可膨胀石墨预分散组份 对可膨胀石墨进行预分散处理，将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:5混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:2混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:1混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份；
（2） 配制A组份 取30份以溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇、8份胺醚多元醇 、15份普通聚醚多元醇装入反应釜中，开动搅拌；取2份匀泡剂、2份TEDA液体催化剂、3份三聚催化剂、5份磷系阻燃剂、10份的可膨胀石墨预分散组份、25份发泡剂加入到反应釜中，在常温下搅拌10~20分钟，得到可膨胀石墨均匀分散的组合聚醚多元醇A组份（共计100份）；
（3）将上述A组份转移至乳化釜中，在转速1400r/min下高速剪切乳化20分钟；
（4）将步骤（3）乳化后的A组份与所述B组份异氰酸酯按重量比为1：1的配比，经高压喷涂设备制得聚氨酯硬质泡沫。
本发明采用可膨胀石墨作为主要阻燃剂与磷系有机阻燃剂以及以溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇复配。大量降低了含卤素有机阻燃剂的用量，阻燃效果提升明显，而且不会随时间推移降低阻燃性能。特别地，将可膨胀石墨采用化学分散法和物理分散法并用，使得可膨胀石墨在组合聚醚多元醇中不分层，不团聚，均匀分散于聚氨酯硬质泡沫体相中从而提升聚氨酯硬质泡沫的阻燃效果。本发明采用高膨胀倍率无卤素低毒环保的可膨胀石墨作为主要阻燃添加剂；为保证可膨胀石墨在组合聚醚中的稳定分散性，采用化学分散法和物理分散法并用，即用硅烷偶联剂预处理可膨胀石墨使其预先分散在参与聚氨酯硬质泡沫成型反应的多羟基小分子醇中，靠硅烷偶联剂的作用及多羟基小分子醇与可膨胀石墨表面所带羟基羧基形成的氢键作用使可膨胀石墨在组合聚醚中稳定分散，并用高剪切速率的乳化设备对组合聚醚进行强力乳化分散；本发明协效阻燃喷涂型聚氨酯泡沫的制备方法与传统喷涂工艺匹配度高，且成本降低。
实施例2：一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫，包含A、B两组份，所述B组份为异氰酸酯。
所述A组份由下列重量份的原料组成：
阻燃聚醚多元醇 10%
胺醚多元醇 10%
普通聚醚多元醇 25%
匀泡剂 2%
TEDA液体催化剂 2%
三聚催化剂 3 %
磷系阻燃剂 8%
可膨胀石墨预分散组份 15%
发泡剂 25%
所述A组份与所述B组份按重量比为1:1的配比混合，经高压喷涂设备喷涂成型。
进一步，所述阻燃聚醚多元醇是以溴代物为起始剂的聚醚多元醇，其官能度为2，羟值为 190mgKOH/g，含溴量为31.5wt％。所述匀泡剂为硅油。所述TEDA液体催化剂PT301，购自美国气体公司。所述三聚催化剂PT304，购自美国气体公司。所述磷系阻燃剂 Tcpp， 购自青岛联美公司。所述发泡剂为一氟二氯乙烷HCFC-141b。
进一步，所述可膨胀石墨预分散组份为液体混合物。其中可膨胀石墨粒径在0.18mm以下，膨胀倍率为300~600倍，并经由硅烷偶联剂预处理；对可膨胀石墨进行预分散处理过程是：将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:5的混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:3混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:1混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份。所述多羟基小分子醇，其官能度≥3，分子量＜200。可膨胀石墨经过预分散可以提高在组合聚醚中的分散性和相容性。
本发明上述喷涂型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其包括如下步骤：
（1）配制可膨胀石墨预分散组份 对可膨胀石墨进行预分散处理，将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:5混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:3混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:1混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份；
（2） 配制A组份 取10份以溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇、10份胺醚多元醇 、25份普通聚醚多元醇装入反应釜中，开动搅拌；取2份匀泡剂、2份TEDA液体催化剂、3份三聚催化剂、8份磷系阻燃剂、15份的可膨胀石墨预分散组份、25份发泡剂加入到反应釜中，在常温下搅拌10~20分钟，得到可膨胀石墨均匀分散的组合聚醚多元醇A组份（共计100份）；
（3）将上述A组份转移至乳化釜中，在转速1200r/min下高速剪切乳化10分钟；
（4）将步骤（3）乳化后的A组份与所述B组份异氰酸酯按重量比为1：1的配比，经高压喷涂设备制得聚氨酯硬质泡沫。
实施例3：一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫，包含A、B两组份，所述B组份为异氰酸酯。
所述A组份由下列重量份的原料组成：
阻燃聚醚多元醇 25%
胺醚多元醇 8%
普通聚醚多元醇 15%
匀泡剂 1.5%
TEDA液体催化剂 1.5%
三聚催化剂 2%
磷系阻燃剂 5%
可膨胀石墨预分散组份 20%
发泡剂 22%
所述A组份与所述B组份按重量比为1:1的配比混合，经高压喷涂设备喷涂成型。
进一步，所述阻燃聚醚多元醇是以溴代物为起始剂的聚醚多元醇，其官能度为2，羟值为 190mgKOH/g，含溴量为31.5wt％。所述匀泡剂为硅油。所述 TEDA液体催化剂PT301，购自美国气体公司。所述三聚催化剂PT304，购自美国气体公司。所述磷系阻燃剂 Tcpp， 购自青岛联美公司。所述发泡剂为一氟二氯乙烷HCFC-141b。
进一步，所述可膨胀石墨预分散组份为液体混合物。其中可膨胀石墨粒径在0.18mm以下，膨胀倍率为300~600倍，并经由硅烷偶联剂预处理；对可膨胀石墨进行预分散处理过程是：将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:20混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:5混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:3混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份。所述多羟基小分子醇，其官能度≥3，分子量＜200。可膨胀石墨经过预分散可以提高在组合聚醚中的分散性和相容性。
本发明上述喷涂型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其包括如下步骤：
（1）配制可膨胀石墨预分散组份 对可膨胀石墨进行预分散处理，将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:20混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:5混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:3混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份；
（2） 配制A组份 取25份以溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇、8份胺醚多元醇 、15份普通聚醚多元醇装入反应釜中，开动搅拌；取1.5份匀泡剂、1.5份TEDA液体催化剂、2份三聚催化剂、5份磷系阻燃剂、20份的可膨胀石墨预分散组份、22份发泡剂加入到反应釜中，在常温下搅拌10~20分钟，得到可膨胀石墨均匀分散的组合聚醚多元醇A组份（共计100份）；
（3）将上述A组份转移至乳化釜中，在转速1400r/min下高速剪切乳化20分钟；
（4）将步骤（3）乳化后的A组份与所述B组份异氰酸酯按重量比为1：1的配比，经高压喷涂设备制得聚氨酯硬质泡沫。
实施例4：一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫，包含A、B两组份，所述B组份为异氰酸酯。
所述A组份由下列重量份的原料组成：
阻燃聚醚多元醇 20%
胺醚多元醇 8%
普通聚醚多元醇 22%
匀泡剂 1.5%
TEDA液体催化剂 1.5%
三聚催化剂 2%
磷系阻燃剂 5%
可膨胀石墨预分散组份 20%
发泡剂 20%
所述A组份与所述B组份按重量比为1:1的配比混合，经高压喷涂设备喷涂成型。
进一步，所述阻燃聚醚多元醇是以溴代物为起始剂的聚醚多元醇，其官能度为2，羟值为 190mgKOH/g，含溴量为31.5wt％。所述匀泡剂为硅油。所述 TEDA液体催化剂PT301，购自美国气体公司。所述三聚催化剂PT304，购自美国气体公司。所述磷系阻燃剂 Tcpp， 购自青岛联美公司。所述发泡剂为一氟二氯乙烷HCFC-141b。
进一步，所述可膨胀石墨预分散组份为液体混合物。其中可膨胀石墨粒径在0.18mm以下，膨胀倍率为300~600倍，并经由硅烷偶联剂预处理；对可膨胀石墨进行预分散处理过程是：将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:50混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:10混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:20混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份。所述多羟基小分子醇，其官能度≥3，分子量＜200。可膨胀石墨经过预分散可以提高在组合聚醚中的分散性和相容性。
本发明上述喷涂型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其包括如下步骤：
（1）配制可膨胀石墨预分散组份 对可膨胀石墨进行预分散处理，将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:50混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:10混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:20混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份；
（2） 配制A组份 取20份以溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇、8份胺醚多元醇 、22份普通聚醚多元醇装入反应釜中，开动搅拌；取1.5份匀泡剂、1.5份TEDA液体催化剂、2份三聚催化剂、5份磷系阻燃剂、20份可膨胀石墨预分散组份、20份发泡剂加入到反应釜中，在常温下搅拌10~20分钟，得到可膨胀石墨均匀分散的组合聚醚多元醇A组份（共计100份）；
（3）将上述A组份转移至乳化釜中，在转速1600r/min下高速剪切乳化10分钟；
（4）将步骤（3）乳化后的A组份与所述B组份异氰酸酯按重量比为1：1的配比，经高压喷涂设备制得聚氨酯硬质泡沫。
实施例5：一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫，包含A、B两组份，所述B组份为异氰酸酯。
所述A组份由下列重量份的原料组成：
阻燃聚醚多元醇 17%
胺醚多元醇 8%
普通聚醚多元醇 15%
匀泡剂 1.5%
TEDA液体催化剂 1.5%
三聚催化剂 2 %
磷系阻燃剂 5%
可膨胀石墨预分散组份 30%
发泡剂 20%
所述A组份与所述B组份按重量比为1:1的配比混合，经高压喷涂设备喷涂成型。
进一步，所述阻燃聚醚多元醇是以溴代物为起始剂的聚醚多元醇，其官能度为2，羟值为 190mgKOH/g，含溴量为31.5wt％。所述匀泡剂为硅油。所述 TEDA液体催化剂PT301，购自美国气体公司。所述三聚催化剂PT304，购自美国气体公司。所述磷系阻燃剂 Tcpp， 购自青岛联美公司。所述发泡剂为一氟二氯乙烷HCFC-141b。
进一步，所述可膨胀石墨预分散组份为液体混合物。其中可膨胀石墨粒径在0.18mm以下，膨胀倍率为300~600倍，并经由硅烷偶联剂预处理；对可膨胀石墨进行预分散处理过程是：将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:100混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:5混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:10混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份。所述多羟基小分子醇，其官能度≥3，分子量＜200。可膨胀石墨经过预分散可以提高在组合聚醚中的分散性和相容性。
本发明上述喷涂型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其包括如下步骤：
（1）配制可膨胀石墨预分散组份 对可膨胀石墨进行预分散处理，将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1:100混合，超声分散3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1:5混合，搅拌2小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:10混合，搅拌1小时，得到可膨胀石墨预分散组份；
（2） 配制A组份 取17份以溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇、8份胺醚多元醇 、15份普通聚醚多元醇装入反应釜中，开动搅拌；取1.5份匀泡剂、1.5份TEDA液体催化剂、2份三聚催化剂、5份磷系阻燃剂、30份的可膨胀石墨预分散组份、20份发泡剂加入到反应釜中，在常温下搅拌10~20分钟，得到可膨胀石墨均匀分散的组合聚醚多元醇A组份（共计100份）；
（3）将上述A组份转移至乳化釜中，在转速1600r/min下高速剪切乳化10分钟；
（4）将步骤（3）乳化后的A组份与所述B组份异氰酸酯按重量比为1：1的配比，经高压喷涂设备制得聚氨酯硬质泡沫。
本发明上述各实施例制备的聚氨酯硬质泡沫检测性能结果见表1。
表1
检测项目 方法标准及检测条件 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
芯密度kg/m3 GB/T6343-2009 47.3 39.7 43.6 57 55
导热系数W/m.K GB/T10294-2008(25℃) 0.0222 0.0205 0.0213 0.0231 0.024
氧指数% GB/T2406.2-2009 36.7 32.7 34.5 33.3 35
抗压强度kpa GB/T8813-2008 268 246 248 324 350
尺寸变化率% GB/T8811-2008(70℃×48h) 0.52 0.59 0.79 0.50 0.48
由表1可以看出：本发明协效阻燃喷涂型聚氨酯硬质泡沫保持了良好的力学性能和较低的导热系数的同时，阻燃性能获得了大幅度的提高，氧指数超过聚氨酯硬质泡沫极限氧指数近一倍。此协效阻燃喷涂型聚氨酯硬质泡沫性能达到国标JC/T998-2006的标准要求。
本发明上述各实施例制备的聚氨酯硬质泡沫的防火等级GB8624-1997测试结果见表2。
表2
由表2可以看出：本发明协效阻燃喷涂型聚氨酯硬质泡沫烟密度、平均烟气温度峰值均较低。可膨胀石墨的加入减少了有机含卤素阻燃剂的添加量，起到隔热隔氧阻断火焰的作用，从而提升材料的难燃性。较低的烟密度证明了可膨胀石墨起到了抑烟的效果。此协效阻燃喷涂型聚氨酯硬质泡沫防火等级达到国标GB8624-1997的B1级标准要求。

Claims (10)

1.一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫，包含A、B两组份，所述B组份为异氰酸酯，其特征在于：
所述A组份由下列重量份的原料组成：
阻燃聚醚多元醇 10~30%
胺醚多元醇 8~10%
普通聚醚多元醇 15~25%
匀泡剂 1.5~2%
TEDA液体催化剂 1.5~2.5%
三聚催化剂 2~3 %
磷系阻燃剂 5~10%
可膨胀石墨预分散组份 10~30%
发泡剂 20~25%
所述A组份与所述B组份按重量比为1:1的配比混合，经高压喷涂设备喷涂成型。
2.根据权利要求1所述喷涂型聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述可膨胀石墨预分散组份为液体混合物，其中可膨胀石墨粒径在0.18mm以下，膨胀倍率300~600倍，并经由硅烷偶联剂预处理；可膨胀石墨进行预分散处理是将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1：5~100混合，超声分散1~3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1：2~10混合，搅拌2~5小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:1~20混合，搅拌0.5~5小时，得到可膨胀石墨预分散组份。
3.根据权利要求1所述喷涂型聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述阻燃聚醚多元醇是以溴代物为起始剂的聚醚多元醇，其官能度为2，羟值为 190mgKOH/g，含溴量为31.5wt％。
4.根据权利要求1所述喷涂型聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述匀泡剂为硅油。
5.根据权利要求1所述喷涂型聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述 TEDA液体催化剂PT301，购自美国气体公司。
6.根据权利要求1所述喷涂型聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述三聚催化剂PT304，购自美国气体公司。
7.根据权利要求1所述喷涂型聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述磷系阻燃剂 Tcpp， 购自青岛联美公司。
8.根据权利要求1所述喷涂型聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述发泡剂为一氟二氯乙烷HCFC-141b。
9.根据权利要求2所述喷涂型聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述多羟基小分子醇，其官能度≥3，分子量＜200。
10.一种权利要求1所述喷涂型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：
（1）配制可膨胀石墨预分散组份 对可膨胀石墨进行预分散处理，将硅烷偶联剂与多羟基小分子醇按质量比为1：5~100的混合，超声分散1~3小时得分散溶液；将可膨胀石墨与多羟基小分子醇按质量比1：2~10混合，搅拌2~5小时得可膨胀石墨混合物；将上述分散溶液和可膨胀石墨混合物按质量比1:1~20混合，搅拌0.5~5小时，得到可膨胀石墨预分散组份；
（2） 配制A组份 取10~30份以溴代物为起始剂的阻燃聚醚多元醇、8~10份胺醚多元醇 、15~25份普通聚醚多元醇装入反应釜中，开动搅拌；取1.5~2份匀泡剂、1.5~2.5份TEDA液体催化剂、2~3份三聚催化剂、5~10份磷系阻燃剂、10~30份的可膨胀石墨预分散组份、20~25份发泡剂加入到反应釜中，在常温下搅拌10~20分钟，得到可膨胀石墨均匀分散的组合聚醚多元醇A组份（共计100份）；
（3）将上述A组份转移至乳化釜中，在转速1000~1600r/min下高速剪切乳化10~30分钟；
（4）将步骤（3）乳化后的A组份与所述B组份异氰酸酯按重量比为1：1的配比，经高压喷涂设备制得聚氨酯硬质泡沫。
CN201510060911.8A 2015-02-04 2015-02-04 一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法 Active CN104558483B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510060911.8A CN104558483B (zh) 2015-02-04 2015-02-04 一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510060911.8A CN104558483B (zh) 2015-02-04 2015-02-04 一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104558483A true CN104558483A (zh) 2015-04-29
CN104558483B CN104558483B (zh) 2017-07-04

Family

ID=53075622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510060911.8A Active CN104558483B (zh) 2015-02-04 2015-02-04 一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104558483B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104847026A (zh) * 2015-06-03 2015-08-19 哈尔滨工业大学（威海） 玄武岩纤维布增强聚氨酯硬质泡沫复合保温板及其制备方法
CN104877102A (zh) * 2015-06-03 2015-09-02 威海云山科技有限公司 一种阻燃聚氨酯硬质泡沫保温板材
CN106220809A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 潍坊远航聚氨酯保温材料有限公司 一种高阻燃石墨喷涂聚氨酯及其制备方法和施工方法
CN107236445A (zh) * 2017-07-10 2017-10-10 江苏美鑫源绿色房屋有限公司 一种用于集成房屋板型材的防火涂料及其使用方法
CN107602813A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 航天材料及工艺研究所 一种喷涂成型高密度聚氨酯泡沫及其制备方法
CN111378197A (zh) * 2020-03-27 2020-07-07 山东省云山鼎节能工程有限公司 一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1724577A (zh) * 2004-07-23 2006-01-25 四川大学 可膨胀石墨填充高密度硬质聚氨酯泡沫塑料的制备
CN101891950A (zh) * 2010-08-31 2010-11-24 山东联创节能新材料股份有限公司 无卤b1级高阻燃喷涂聚氨酯泡沫塑料
WO2012163279A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Basf Se Polyurethane rigid foams
CN102911334A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 滕州市华海新型保温材料有限公司 B1级高阻燃低发烟硬质聚氨酯泡沫
CN103804621A (zh) * 2014-02-19 2014-05-21 哈尔滨工业大学 一种含插层石墨的阻燃聚氨酯泡沫的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1724577A (zh) * 2004-07-23 2006-01-25 四川大学 可膨胀石墨填充高密度硬质聚氨酯泡沫塑料的制备
CN101891950A (zh) * 2010-08-31 2010-11-24 山东联创节能新材料股份有限公司 无卤b1级高阻燃喷涂聚氨酯泡沫塑料
WO2012163279A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Basf Se Polyurethane rigid foams
CN102911334A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 滕州市华海新型保温材料有限公司 B1级高阻燃低发烟硬质聚氨酯泡沫
CN103804621A (zh) * 2014-02-19 2014-05-21 哈尔滨工业大学 一种含插层石墨的阻燃聚氨酯泡沫的制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104847026A (zh) * 2015-06-03 2015-08-19 哈尔滨工业大学（威海） 玄武岩纤维布增强聚氨酯硬质泡沫复合保温板及其制备方法
CN104877102A (zh) * 2015-06-03 2015-09-02 威海云山科技有限公司 一种阻燃聚氨酯硬质泡沫保温板材
CN104847026B (zh) * 2015-06-03 2017-04-19 哈尔滨工业大学（威海） 玄武岩纤维布增强聚氨酯硬质泡沫复合保温板及其制备方法
CN106220809A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 潍坊远航聚氨酯保温材料有限公司 一种高阻燃石墨喷涂聚氨酯及其制备方法和施工方法
CN107236445A (zh) * 2017-07-10 2017-10-10 江苏美鑫源绿色房屋有限公司 一种用于集成房屋板型材的防火涂料及其使用方法
CN107602813A (zh) * 2017-07-26 2018-01-19 航天材料及工艺研究所 一种喷涂成型高密度聚氨酯泡沫及其制备方法
CN107602813B (zh) * 2017-07-26 2020-10-23 航天材料及工艺研究所 一种喷涂成型高密度聚氨酯泡沫及其制备方法
CN111378197A (zh) * 2020-03-27 2020-07-07 山东省云山鼎节能工程有限公司 一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104558483B (zh) 2017-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104558483A (zh) 一种喷涂型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
CN103467701B (zh) 一种聚氨酯绝热保温发泡材料及其制备方法
CN103709432B (zh) 一种高阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法
CN102977402B (zh) 一种包覆型无卤阻燃发泡聚苯乙烯的制备方法
CN101003611A (zh) 一种用于防火封堵的双组分发泡体系及其制品
CN102046712B (zh) 使用天然油多元醇制备硬质聚异氰脲酸酯泡沫材料的方法
CN106928491B (zh) 一种微胶囊化可膨胀石墨及其制法和在制备复合聚氨酯硬质泡沫中的应用
CN104151517A (zh) 一种高阻燃聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯硬泡外墙保温材料及其制备方法
CN101891950A (zh) 无卤b1级高阻燃喷涂聚氨酯泡沫塑料
CN102911334A (zh) B1级高阻燃低发烟硬质聚氨酯泡沫
CN104629256A (zh) 一种喷涂聚氨酯泡沫用阻燃抑烟剂及其制备方法和应用
CN102532470A (zh) 一种环保阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料的制备方法
CN104130368A (zh) 一种阻燃聚氨酯浇注硬质泡沫塑料板材
CN104927022A (zh) 一种无卤本质阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法
CN104829812A (zh) 一种阻燃型硬质聚氨酯绝热泡沫材料及其制备方法
CN103709431A (zh) 高阻燃性能聚苯乙烯及其制备方法
CN105461895A (zh) 组合聚醚、聚异氰脲酸酯泡沫及其原料组合物和制备方法
CN102470553A (zh) 制备阻燃pur喷雾(硬质)泡沫的方法
CN102300927B (zh) 发泡性甲阶酚醛树脂型酚醛树脂成型材料及其制备方法以及酚醛树脂发泡体
RU2714917C1 (ru) Состав для огнестойкого пенополиуретана
CN103788337B (zh) 一种用于外墙外保温的阻燃聚氨酯硬质泡沫塑料及其制备方法
CN104788640A (zh) 阻燃硬泡聚氨酯的制备方法
WO2016170469A1 (en) Fireproof additive to polyurethanes, fireproof polyurethane, method of production of fireproof additive
CN109354669A (zh) 一种接入磷杂菲基团的高效阻燃硬质聚氨酯泡沫材料
CN105061715A (zh) 一种用于板材聚氨酯塑料的HFC-245eb型组合聚醚及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant