CN105859999A - 高阻燃pir体系聚氨酯保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，包括按照重量份的多组份Ⅰ和组份Ⅱ，其中组份Ⅰ组成包括以下：结构型阻燃聚醚多元醇A为：15‑30份；杂环类阻燃聚酯多元醇B为：20‑30份；芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10‑30份；含磷类阻燃剂为：10‑30份；含磷卤类阻燃剂为：20‑30份；泡沫稳定剂为：1‑3份；催化剂：2‑4份；发泡剂：20‑40份；组份Ⅱ为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；本发明还公开其制备方法，本发明所得产品能够明显提高泡沫阻燃效果，形成结构稳定的聚异氰脲酸酯PIR泡沫，大大提高了聚氨酯泡沫的阻燃性能。

Description

高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯制备领域，尤其是涉及一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯硬泡体是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，仅0.020～0.025W/(M*Κ)，相当于挤塑板的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的。硬质聚氨酯泡沫塑料主要应用在建筑物外墙保温，屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等。已经成为主导市场的保温节能产品之一。
但是近年来随着聚氨酯材料的广泛使用，发生了多起因施工过程使用不当，导致聚氨酯材料着火，从而造成人民群众生命财产巨大损失事件。一方面是因为违章施工的原因，另一方面也反应了目前市场上主流的聚氨酯产品防火安全等级较低。
因此国家消防部门对建筑用聚氨酯提出了更高的防火要求。
本发明就是通过应用特种聚醚及聚酯多元醇，以及复配含磷、卤阻燃剂，形成高阻燃型组合聚醚，再通过与过量异氰酸酯反应，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。通过本法案合成的高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，氧指数≥32，能达到国标GB/8624-2012《建筑材 料及制品燃烧性能分级》B1级要求。符合国家消防部门提倡对建筑用聚氨酯材料使用更高防火等级的要求。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，能够明显提高泡沫阻燃效果，并且优化复配阻燃剂，再通过提高异氰酸酯用量，使过量的异氰酸酯三聚反应，形成结构稳定的聚异氰脲酸酯PIR泡沫，大大提高了聚氨酯泡沫的阻燃性能。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：包括按照重量份的多组份Ⅰ和组份Ⅱ，其中组份Ⅰ组成包括以下：
结构型阻燃聚醚多元醇A为：15-30份；
杂环类阻燃聚酯多元醇B为：20-30份；
芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-30份；
含磷类阻燃剂为：10-30份；
含磷卤类阻燃剂为：20-30份；
泡沫稳定剂为：1-3份；
催化剂：2-4份；
发泡剂：20-40份；
组份Ⅱ为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
对本发明做进一步优选，高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，包括按照重量份的多组份Ⅰ和组份Ⅱ，其中组份Ⅰ组成包括以下：
结构型阻燃聚醚多元醇A为：15-25份；
杂环类阻燃聚酯多元醇B为：20-25份；
芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-25份；
含磷类阻燃剂为：10-20份；
含磷卤类阻燃剂为：20-25份；
泡沫稳定剂为：1-3份；
催化剂：2-4份；
发泡剂：20-30份；
组份Ⅱ为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
对本发明做进一步优选，所述结构型阻燃聚醚多元醇A为以笨酚、甲笨二胺为起始剂和环氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量300-800。
对本发明做进一步优选，杂环类阻燃聚酯多元醇B为以吡啶、四氢呋喃杂环化合物和甲醛、二乙醇胺等反应合成的聚酯多元醇，平均分子量300-600。
对本发明做进一步优选，芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为苯酐、对苯二甲酸系列高芳烃含量聚酯多元醇，平均分子量300-600。
对本发明做进一步优选，含磷阻燃剂为磷酸酯类，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯中的任意一种或二种组合。
对本发明做进一步优选，含磷卤类阻燃剂为TCEP、TCPP、TDCP中的任意一种或几种组合。
对本发明做进一步优选，所述泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂。本发明中的泡沫稳定剂采用南京美思德AK8805,AK8811等等，或者其他类似的也可以。
对本发明做进一步优选，所述催化剂为胺类、季胺盐类。本发明中的催化剂采用美国气体公司二甲基环己胺、PC41、TMR-2等，或者其他类似的也可以。
对本发明做进一步优选，所述发泡剂为141B。
一种制造高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，其特征在于：
首先将上述组份Ⅰ中的各个组份按比例均匀混合后，形成组份Ⅰ；
接着组份Ⅰ与组份Ⅱ之间的比例如下：
组份Ⅰ：组份Ⅱ在100:150-100:180之间；
最后通过高压机械设备均匀混合，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
与现有技术相比较，本发明具有以下的有益效果：
本发明所得高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，氧指数≥32，能达到国标GB/8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》B1级要求。本发明所得产品能够明显提高泡沫阻燃效果，并且优化复配阻燃剂，再通过提高异氰酸酯用量，使过量的异氰酸酯三聚反应，形成结构稳定的聚异氰脲酸酯PIR泡沫，大大提高了聚氨酯泡沫的阻燃性能。而 目前市场上普通组合聚醚配方中聚醚和聚酯多元醇由于脂肪链含量高，所以阻燃效果较差。本发明故此能够很好的解决该问题。
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明公开了一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：包括按照重量份的多组份Ⅰ和组份Ⅱ，其中组份Ⅰ组成包括以下：
结构型阻燃聚醚多元醇A为：15-30份；
杂环类阻燃聚酯多元醇B为：20-30份；
芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-30份；
含磷类阻燃剂为：10-30份；
含磷卤类阻燃剂为：20-30份；
泡沫稳定剂为：1-3份；
催化剂：2-4份；
发泡剂：20-40份；
组份Ⅱ为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
本发明中所述结构型阻燃聚醚多元醇A为以笨酚、甲笨二胺为起始剂和环氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量300-800，杂环类阻燃聚酯多元醇B为以吡啶、四氢呋喃杂环化合物和甲醛、二乙醇胺等反应合成的聚酯多元醇，平均分子量300-600，芳香烃类阻燃 聚酯多元醇C为苯酐、对苯二甲酸系列高芳烃含量聚酯多元醇，平均分子量300-600，含磷阻燃剂为磷酸酯类，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯中的任意一种或二种组合，含磷卤类阻燃剂为TCEP、TCPP、TDCP中的任意一种或几种组合，所述泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂。本发明中的泡沫稳定剂采用南京美思德AK8805,AK8811等等，或者其他类似的也可以，所述催化剂为胺类、季胺盐类。本发明中的催化剂采用美国气体公司二甲基环己胺、PC41、TMR-2等，或者其他类似的也可以，所述发泡剂为141B。
本发明还涉及一种制造高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，其特征在于：
首先将上述组份Ⅰ中的各个组份按比例均匀混合后，形成组份Ⅰ；接着组份Ⅰ与组份Ⅱ之间的比例如下，组份Ⅰ：组份Ⅱ在100:150-100:180之间；最后通过高压机械设备均匀混合，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
实施例1：
本实施例公开了一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，其特征在于：其特征是以多组份Ⅰ和组份Ⅱ为原料，先复配组份Ⅰ如下(按重量份计)：
结构型阻燃聚醚多元醇A为20份；杂环类阻燃聚酯多元醇B为25份；芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为25份；含磷类阻燃剂为DMMP：15份；含磷卤类阻燃剂为TCPP：25份；泡沫稳定剂AK8805：2份；催化剂PC8:1份，TMR-2：1.5份；发泡剂141B：35份。将上述各组 份加入密闭的容器中混合均匀形成组份Ⅰ。
其中阻燃剂为DMMP及TCPP为扬州晨化公司产品，泡沫稳定剂AK8805为南京美思德公司产品，催化剂PC8/TMR-2为美国气体公司产品，发泡剂141B为浙江三美公司产品，组份Ⅱ为烟台万华公司PM-200。
将组份Ⅰ和组份Ⅱ按比例100:165加入容器中混合搅拌均匀，再倒入相应的模俱中熟化成型就制成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
另外，本发明同时采用了不同配方组份的实施例2、实施例3和实施例4，制造过程与实施例1完全一样，采用同样的产品，为了方便比较且清楚，同时将市场上普通阻燃聚氨酯泡沫制品合成配方对照，特制作出表一，具体如下：
表一：
本发明，由上表可见方案1、2、3、4配方比普通阻燃配方(对照例)异氰酸酯指数超出一倍以上，使体系中黑料指数大大过量而形成结构稳定的特种高阻燃PIR体系聚氨酯泡沫，大大提高了聚氨酯泡沫的阻燃性能。
表二：泡沫性能指标
注：以上所有测试都是按照国家相关标准进行测试。
本发明通过上述对比可以发现，高阻燃PIR配方聚氨酯泡沫比普通阻燃配方聚氨酯泡沫除了有更好的压缩强度及尺寸稳定性外，燃烧性能和氧指数也有较大的提升，达到国家更高阻燃级别的要求，全面 超越了普通阻燃配方聚氨酯泡沫。
以上所述仅为本发明的一个实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (10)

1.高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：包括按照重量份的多组份Ⅰ和组份Ⅱ，其中组份Ⅰ组成包括以下：
结构型阻燃聚醚多元醇A为：15-30份；
杂环类阻燃聚酯多元醇B为：20-30份；
芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-30份；
含磷类阻燃剂为：10-30份；
含磷卤类阻燃剂为：20-30份；
泡沫稳定剂为：1-3份；
催化剂：2-4份；
发泡剂：20-40份；
组份Ⅱ为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：包括按照重量份的多组份Ⅰ和组份Ⅱ，其中组份Ⅰ组成包括以下：
结构型阻燃聚醚多元醇A为：15-25份；
杂环类阻燃聚酯多元醇B为：20-25份；
芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为：10-25份；
含磷类阻燃剂为：10-20份；
含磷卤类阻燃剂为：20-25份；
泡沫稳定剂为：1-3份；
催化剂：2-4份；
发泡剂：20-30份；
组份Ⅱ为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：所述结构型阻燃聚醚多元醇A为以笨酚、甲笨二胺为起始剂和环氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量300-800。
4.根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：所述杂环类阻燃聚酯多元醇B为以吡啶、四氢呋喃杂环化合物和甲醛、二乙醇胺等反应合成的聚酯多元醇，平均分子量300-600。
5.根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：所述芳香烃类阻燃聚酯多元醇C为苯酐、对苯二甲酸系列高芳烃含量聚酯多元醇，平均分子量300-600。
6.根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：所述含磷阻燃剂为磷酸酯类，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯中的任意一种或二种组合。
7.根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：所述含磷卤类阻燃剂为TCEP、TCPP、TDCP中的任意一种或几种组合。
8.根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：所述泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂，所述催化剂为胺类、 季胺盐类。
9.根据权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料，其特征在于：所述发泡剂为141B。
10.一种制造如权利要求1所述高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料及其制备方法，其特征在于：
首先将上述组份Ⅰ中的各个组份按比例均匀混合后，形成组份Ⅰ；
接着组份Ⅰ与组份Ⅱ之间的比例如下：
组份Ⅰ：组份Ⅱ在100:150-100:180之间；
最后通过高压机械设备均匀混合，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
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