CN104693395A - 一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法涉及的是一种复合材料、一种结构材料及其制备方法，适用于制作需要保温、阻燃的材料。一种阻燃型聚氨酯材料，由阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、三氧化二锑、水、HCFC-141B、多异氰酸酯制备而成，既具有一般聚氨酯材料的缓冲韧性、轻质等特点，更具有良好的阻燃性能，可更好地满足建筑、装修、包装、运输、制造等领域的使用需要。

Description

一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法
技术领域
本发明一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法涉及的是一种复合材料、一种结构材料及其制备方法，适用于制作需要保温、阻燃的材料。
背景技术
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯材料，具有隔热保温、质轻抗冲击性能好、成型方便、生产效率高等优点，因而具有非常广的用途，可以代替橡胶、塑料、尼龙等，用作机场、酒店、住家、厂房等不同场合的隔热保温材料，也可以作为仪器、设备的包装材料等。但传统聚氨酯材料易燃，在使用过程中存在着火燃烧的风险，从而对人身、财产的安全构成威胁。
所以，发明一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法十分必要。
发明内容
本发明的目的是发明一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，该阻燃型聚氨酯材料除具有一般聚氨酯材料的缓冲韧性、轻质等特点外，更具有良好的阻燃性能，可更好地满足建筑、装修、包装、运输、制造等领域的使用需要。
一种阻燃型聚氨酯材料，由包括以下重量份数的原料制备而成：
阻燃型苯酐聚酯多元醇      100
硅油                     1.5-2.0
复合催化剂            1.1-2.5
氯代磷酸酯              20-30
三氧化二锑                4-8
水                          1.0-2.5
HCFC-141B               10-15
多异氰酸酯            105-135
本发明一种阻燃型聚氨酯材料，其中所述的阻燃型苯酐聚酯多元醇羟值为240-280mg
KOH/g，粘度2000-4000mPa·s（25℃）。
本发明一种阻燃型聚氨酯材料，其中所述的泡孔稳定剂为硅碳键耐水解型的有机硅类泡孔稳定剂，黏度(25℃)为600-800mPa·s，pH值(1％水溶液)为6.5-7.5。
本发明一种阻燃型聚氨酯材料，其中所述的复合催化剂是指催化剂五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基环己胺与2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚按质量比1:5:1混合组成。
本发明一种阻燃型聚氨酯材料，其中所述的多异氰酸酯其中的NCO质量分数为29.5-32.5%。
本发明的一种阻燃型聚氨酯材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌10-20min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌3-5min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在55-75℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
本发明一种阻燃型聚氨酯材料，生产制造方便，传统的聚氨酯发泡生产工艺无需改进即可用于其生产及加工，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，生产成本低。一种阻燃型聚氨酯材料和石棉、发泡聚苯乙烯等传统隔热保温或包装材料相比，质感佳，没有有毒石棉或苯乙烯组分析出，对人体健康无害；一种阻燃型聚氨酯材料和传统聚氨酯保温或包装材料相比，除保持其轻质、高抗冲、保温隔热等特点外，更具有良好的阻燃性能，适用面更广，使用安全性更高。
具体实施方式
以下采用实施例具体说明本发明的一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法。
实施例1：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为260mgKOH/g，粘度3000mPa·s（25℃））  100kg
硅油（黏度(25℃)为700mPa·s，pH值(1％水溶液)为7）                1.75kg
复合催化剂            1.8kg
氯代磷酸酯              25kg
三氧化二锑                6kg
水                         1.75kg
HCFC-141B               12.5kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为31%)            120kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌15min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌4min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在65℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例2：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为240mgKOH/g，粘度2000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为600mPa·s，pH值(1％水溶液)为6.5）    1.5kg
复合催化剂            1.1kg
氯代磷酸酯              20kg
三氧化二锑                4kg
水                         1.0kg
HCFC-141B               10kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为29.5%)            105kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌10min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌3min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在55℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例3：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为280mgKOH/g，粘度4000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为800mPa·s，pH值(1％水溶液)为7.5）    2.0kg
复合催化剂           2.5kg
氯代磷酸酯              30kg
三氧化二锑                8kg
水                         2.5kg
HCFC-141B               15kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为32.5%)            135kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌20min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌5min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在75℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例4：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为240mgKOH/g，粘度3000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为800mPa·s，pH值(1％水溶液)为6.5）    1.75kg
复合催化剂            2.5kg
氯代磷酸酯              20kg
三氧化二锑                6kg
水                         2.5kg
HCFC-141B               10kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为31%)            135kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌10min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌4min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在75℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例5：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为260mgKOH/g，粘度4000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为600mPa·s，pH值(1％水溶液)为7）    2.0kg
复合催化剂            1.1kg
氯代磷酸酯              25kg
三氧化二锑                8kg
水                         1.0kg
HCFC-141B               12.5kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为32.5%)            105kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌15min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌5min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在55℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例6：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为280mgKOH/g，粘度2000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为700mPa·s，pH值(1％水溶液)为7.5）    1.5kg
复合催化剂            1.8kg
氯代磷酸酯             30kg
三氧化二锑                4kg
水                        1.75kg
HCFC-141B              15kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为29.5%)            120kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌20min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌3min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在65℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例7：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为240mgKOH/g，粘度2000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为700mPa·s，pH值(1％水溶液)为7）    2.0kg
复合催化剂            2.5kg
氯代磷酸酯              25kg
三氧化二锑                6kg
水                        2.5kg
HCFC-141B               15kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为29.5%)            105kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌20min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌5min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在55℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例8：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为240mgKOH/g，粘度4000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为700mPa·s，pH值(1％水溶液)为7）    1.5kg
复合催化剂            2.5kg
氯代磷酸酯              30kg
三氧化二锑                4kg
水                        1.75kg
HCFC-141B               10kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为31%)            105kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌15min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌4min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在75℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例9：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为280mgKOH/g，粘度3000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为800mPa·s，pH值(1％水溶液)为7）    1.5kg
复合催化剂            1.1kg
氯代磷酸酯              30kg
三氧化二锑                8kg
水                         1.0kg
HCFC-141B               10kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为32.5%)            135kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌15min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌4min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在55℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例10：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为260mgKOH/g，粘度2000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为800mPa·s，pH值(1％水溶液)为6.5）    1.5kg
复合催化剂            1.8kg
氯代磷酸酯              25kg
三氧化二锑                4kg
水                         2.5kg
HCFC-141B               10kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为32.5%)            135kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌20min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌3min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在65℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例11：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为260mgKOH/g，粘度3000mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为600mPa·s，pH值(1％水溶液)为6.5）    2.0kg
复合催化剂            1.1kg
氯代磷酸酯              30kg
三氧化二锑                6kg
水                         1.0kg
HCFC-141B               12.5kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为29.5%)            120kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌10min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌5min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在75℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
实施例12：一种阻燃型聚氨酯材料及其制备方法，其制备过程为：
阻燃型苯酐聚酯多元醇（羟值为270mgKOH/g，粘度2600mPa·s（25℃））      100kg
硅油（黏度(25℃)为690mPa·s，pH值(1％水溶液)为7.2）    1.6kg
复合催化剂            1.6kg
氯代磷酸酯              23kg
三氧化二锑               7kg
水                        2.2kg
HCFC-141B               13kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为30%)            115kg
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌17min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌3.5min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在60℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
以下通过检测证明本发明实施例1的阻燃型聚氨酯材料的性能，其检测结果如下：
乳白时间：3.4s，发泡时间：18s，压缩强度：0.93MPa，膨胀率：118，氧指数：25.6%，说明该材料具有良好的成型工艺性能、机械性能和阻燃性能。

Claims (6)

1.一种阻燃型聚氨酯材料，其特征在于由以下重量份数的原料制备而成：
阻燃型苯酐聚酯多元醇      100
硅油                     1.5-2.0
复合催化剂            1.1-2.5
氯代磷酸酯              20-30
三氧化二锑                4-8
水                        1.0-2.5
HCFC-141B               10-15
多异氰酸酯            105-135。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚氨酯材料，其特征在于所述的阻燃型苯酐聚酯多元醇羟值为240-280mgKOH/g，粘度2000-4000mPa·s（25℃）。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚氨酯材料，其特征在于所述的泡孔稳定剂为硅碳键耐水解型的有机硅类泡孔稳定剂，黏度(25℃)为600-800mPa·s，pH值(1％水溶液)为6.5-7.5。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚氨酯材料，其特征在于所述的复合催化剂是指催化剂五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基环己胺与2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚按质量比1:5:1混合组成。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚氨酯材料，其特征在于所述的多异氰酸酯其中的NCO质量分数为29.5-32.5%。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚氨酯材料的制备方法，其特征在于其制备过程包括以下步骤：
（1）、按配方量称取各原料；
（2）、将阻燃型苯酐聚酯多元醇、硅油、复合催化剂、氯代磷酸酯、水及HCFC-141B置于机械搅拌釜内搅拌10-20min，制备成白料组合料；
（3）、将三氧化二锑、多异氰酸酯置于机械搅拌釜内机械搅拌3-5min，制备成黑料组合料；
（4）、利用发泡机器抽取白料组合料和黑料组合料，在55-75℃下将两者混合自由发泡，制成一种阻燃型聚氨酯材料。
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