CN105085853A - 一种用于外墙保温的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料的制备方法 - Google Patents

一种用于外墙保温的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于外墙保温的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料的制备方法，属于节能环保建筑用保温材料领域。本发明由黑料和组合白料混合制成，黑料为异氰酸酯类；组合白料：多元醇20～40份，改性阻燃剂10～40份，协效阻燃剂1～10份，催化剂0.5～5份，发泡剂1～5份，稳定剂0.5～3份。本发明采用的改性阻燃剂为特种偶联剂处理的氢氧化镁，具有优异的阻燃效果，防火等级可达B1级；且用其制备出的组合白料不易产生分层、沉淀，可放置30天。满足了产业化生产的需求，起到节能环保作用，优于市场上现有的有机阻燃保温材料。

Description

一种用于外墙保温的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于外墙保温的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料的制备方法，属于节能环保建筑用保温材料领域。
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。聚氨酯材料用途非常广，可以代替橡胶、塑料、尼龙等材料，是目前保温材料中导热系数最低的优良保温产品，该产品属于憎水性材料，其防潮、防水性能也特别优越，还具有抗冻融能力。
未经阻燃的处理的聚氨酯是可燃物，遇火燃烧并分解，产生大量的有机烟雾，给灭火带来困难。
聚氨酯硬泡保温材料的阻燃性能可通过添加阻燃剂、采用含阻燃元素的多元醇等方法实现。聚氨酯泡沫添加以有机液态阻燃剂为主。传统的阻燃方法会产生大量烟雾和毒性，材料中的阻燃剂会迁移，适用范围和期限都有所限制。公开号CN101956429A、CN102532470A等文献报道了使用无卤无机阻燃剂，CN101956429A中只是使用了未处理的氢氧化镁，CN102532470A中虽使用了改性后的氢氧化镁，但这种用普通硅烷、硬脂酸改性后的氢氧化镁，制备出的聚氨酯组合白料易出现沉淀、分层现象。无机阻燃性聚氨酯硬泡保温材料现存技术问题为：（1）由于无机阻燃剂在聚氨酯组合白料中的分散性和相容性欠佳，且在聚氨酯中易迁移，对阻燃性和力学性能都会有所影响；（2）无机阻燃剂的填充量很高才能达到一定的阻燃效果，且效果并不理想，氧指数都不超过26，不能达到B1防火要求。
发明内容
鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用于外墙保温的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料的制备方法。
为达到上述目的，本发明所采用如下技术解决方案。
一种用于外墙保温的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，是由黑料和组合白料按照质量比1:1.2-1.8而得。
所述黑料为异氰酸酯类，其中优选二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯TDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI中的一种或是任意几种混合物。
所述组合白料为将聚醚或聚酯多元醇、改性阻燃剂、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂预混在一起，各组分的具体重量份组成为：多元醇20～40份；改性阻燃剂10～40份；协效阻燃剂1～10份；催化剂0.5～5份；发泡剂1～5份；稳定剂0.5～3份。
所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、阻燃聚醚多元醇中的一种或两种以上，其羟值为400～600KOH/g，粘度为2000～4000mpa·ｓ，其中优选的是聚酯聚醚多元醇和阻燃聚醚多元醇的混合。
所述改性阻燃剂是无机阻燃剂，优选的是改性氢氧化镁阻燃剂。
所述改性氢氧化镁阻燃剂为用特种偶联剂改性预处理。
所述特种偶联剂为含有烯键、环氧基、羟基官能团的偶联剂。
所述的协效阻燃剂是三聚氰胺、三氧化二锑、锑酸钠、偏硼酸钡和硼酸锌中的一种或任意几种混合物。
所述催化剂优选二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、三乙烯二胺和三乙醇胺一种或任意几种的混合物。
所述稳定剂为硅油类，优选的是甲基硅油和甲基苯基硅油。
本发明所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料的制备方法，该方法包括下述步骤：先在低速混合机中将氢氧化镁原粉和特种偶联剂按100:1～2.5的比例混合，进行研磨和包覆，再将聚醚或聚酯多元醇、改性阻燃剂、协效阻燃剂、催化剂发泡剂、泡沫稳定剂混合均匀得到聚醚体系，即为组合白料；最后将黑料异氰酸酯和白料按1:1.2-1.8称量后，转速2000r/min搅拌10s后，将混合物倒入模具中发泡、熟化、脱模得到聚氨酯泡沫体。
本发明有益效果为：氢氧化镁阻燃剂分解温度高，且为改性处理，有阻燃效果且抑制发烟和毒性的作用，除此之外，制备出的聚氨酯组合白料不易沉淀、分层，可放置30天之久。氧指数达到30以上，采用添加形式加入聚氨酯发泡体系中，满足了产业化的需求，且达到环保的标准。
具体实施方式
以下将结合具体实施方案进一步阐明本发明的内容，本发明包括但不限于下列的实施方案，其它任何在本发明的原理下所进行的组合、改变等的相关方案，都包含在本发明的保护范围中。
实施例1
首先在100℃温度下在高速混合机将阻燃剂氢氧化镁与特种偶联剂按100：1的比例混合均匀得到活化阻燃剂，然后再与协效阻燃剂三氧化二锑混合后得改性阻燃剂。
将改性阻燃剂、含磷阻燃聚醚多元醇与催化剂、发泡剂和稳定剂按一定比例得到组合白料，在温度25℃和湿度50%的条件下，将得到的组合白料和黑料二苯基甲烷二异氰酸酯粗MDI按1:1.2混合制板得到环保阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料。
实施例2
首先在100℃温度下在高速混合机将阻燃剂氢氧化镁与特种偶联剂按100：1.5的比例混合均匀得到活化阻燃剂，然后再与协效阻燃剂硼酸锌混合后得改性阻燃剂。
将改性阻燃剂、含磷阻燃聚醚多元醇与催化剂、发泡剂和稳定剂按一定比例得到组合白料，在温度25℃和湿度50%的条件下，将得到的组合白料和黑料甲苯二异氰酸酯TDI按1:1.6混合制板得到环保阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料。
实施例3
首先在120℃温度下在高速混合机将阻燃剂氢氧化镁与特种偶联剂按100：1.5的比例混合均匀得到活化阻燃剂，然后再与协效阻燃剂偏硼酸钡混合后得改性阻燃剂。
将改性阻燃剂、含磷阻燃聚醚多元醇与催化剂、发泡剂和稳定剂按一定比例得到组合白料，在温度25℃和湿度50%的条件下，将得到的组合白料和黑料多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI按1:1.6混合制板得到环保阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料。
实施例4
首先在140℃温度下在高速混合机将阻燃剂氢氧化镁与特种偶联剂按100：2.5的比例混合均匀得到活化阻燃剂，然后再与协效阻燃剂三聚氰胺混合后得改性阻燃剂。
将改性阻燃剂、聚酯多元醇与催化剂、发泡剂和稳定剂按一定比例得到组合白料，在温度25℃和湿度50%的条件下，将得到的组合白料和黑料甲苯二异氰酸酯TDI按1:1.7混合制板得到环保阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料。
添加改性阻燃剂氢氧化镁制备聚氨酯硬泡的配方及其性能测试如表一所示：
表一

Claims (10)

1.一种用于外墙保温的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，是由黑料和组合白料按照质量比1:1.2-1.8而得。
2.所述黑料为异氰酸酯类，其中优选二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯TDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI中的一种或是任意几种混合物。
3.所述组合白料为将聚醚或聚酯多元醇、改性阻燃剂、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂预混在一起，各组分的具体重量份组成为：多元醇20～40份；改性阻燃剂10～40份；协效阻燃剂1～10份；催化剂0.5～5份；发泡剂1～5份；稳定剂0.5～3份。
4.根据权利要求3所述多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇、阻燃聚醚多元醇中的一种或两种以上，其羟值为400～600KOH/g，粘度为2000～4000mpa·ｓ，其中优选的是聚酯聚醚多元醇和阻燃聚醚多元醇的混合。
5.根据权利要求3所述改性阻燃剂是无机阻燃剂，优选的是改性氢氧化镁阻燃剂。
6.根据权利要求3所述改性氢氧化镁阻燃剂为用特种偶联剂改性预处理。
7.根据权利要求3所述特种偶联剂为含有烯键、环氧基、羟基官能团的偶联剂。
8.根据权利要求3所述的协效阻燃剂是三氧化二锑、锑酸钠、偏硼酸钡和硼酸锌中的一种或任意几种混合物。
9.根据权利要求3所述催化剂优选二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、三乙烯二胺和三乙醇胺一种或任意几种混合物。
10.根据权利要求3所述稳定剂为硅油类，优选的是甲基硅油和甲基苯基硅油。
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