CN107033581B - 阻燃聚氨酯材料、其加工方法及所用阻燃剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃聚氨酯材料，包括：聚醚多元醇95‑116重量份、阻燃剂23‑29重量份、发泡剂12‑18重量份、催化剂7‑10重量份和水15‑24重量份；一种软质聚氨酯用阻燃剂，包括魔芋葡甘露聚糖2重量份、三聚氰胺2.5‑3重量份、磷酸铵镁1.5‑2重量份和双氰胺重量比为1.5‑2重量份。本发明还包括一种阻燃聚氨酯材料的加工方法，包括原料的混合、发泡和熟化。通过对人员密集场所的沙发和组件填充物使用的高回弹软质聚氨酯泡沫进行阻燃研究，采用复合阻燃技术以及整体阻燃方案的设计，研发出适用于人员密集场所的新型阻燃沙发组件用的阻燃聚氨酯材料。

Description

阻燃聚氨酯材料、其加工方法及所用阻燃剂
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及阻燃聚氨酯材料、其加工方法及所用阻燃剂。
背景技术
目前的影剧院等场所的公共座椅为了舒适多采用软质聚氨酯材料为原料，但软质聚氨酯泡沫易燃烧，火灾危险性大，软质聚氨酯泡沫家具缺少防火阻燃性能容易导致重特大火灾，尤其是影剧院等场所人员密度大，一旦失火就易造成重大人员伤亡和财产损失。
现有一些软质聚氨酯中添加含卤阻燃剂增强聚氨酯的阻燃性，但是，火灾发生时，这类含卤阻燃材料会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，造成二次危害，也极大地危害人们的健康。
因此，在软质聚氨酯泡沫发泡过程中添加不同的无卤阻燃剂，得到阻燃效果好、对产品外观及其他物理性能影响较小的氨酯泡沫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃聚氨酯材料、其加工方法及所用阻燃剂，通过对人员密集场所的沙发和组件填充物——软质聚氨酯材料进行阻燃研究，解决现有软质聚氨酯材料发生火灾的隐患大、利用含卤阻燃剂易发生二次危害的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种阻燃聚氨酯材料，包括：聚醚多元醇95-116重量份、阻燃剂23-29重量份、发泡剂12-18重量份、催化剂7-10重量份和水15-24重量份；其中，阻燃剂包括魔芋葡甘露聚糖和三聚氰胺。
作为优选的，聚醚多元醇103-111重量份、阻燃剂25-27重量份、发泡剂14-16重量份、催化剂7-10重量份和水15-18重量份。
作为优选的，所述聚醚多元醇的相对分子质量在9000-10000之间，平均官能度在3-4之间，不饱和度在0.02-0.03mmol/g之间。
作为优选的，所述阻燃剂中还包括磷酸铵镁和双氰胺，所述魔芋葡甘露聚糖、三聚氰胺、磷酸铵镁和双氰胺重量比为2:2.5-3：1.5-2:1.5-2。
作为优选的，所述发泡剂为低温发泡剂，分解温度低于130摄氏度。
作为优选的，所述催化剂为叔胺类催化剂。
一种阻燃聚氨酯材料的加工方法，包括混合和熟化，其中，
混合：将魔芋葡甘露聚糖与水混合后置于高速分散机中混合均匀得到混合物A，将聚醚多元醇、催化剂、双氰胺和磷酸铵镁混合均匀得到混合物B；将混合物A、混合物B和发泡剂混合均匀得到混合物C；
将混合物C通过低压发泡机设备注入模具中，熟化制得聚氨酯泡沫。
作为优选的，所述高速分散机在1500-2000 r/min转速下搅拌15-20min后得到混合物A。
作为优选的，设定熟化温度50-60 ℃,熟化10-15min固化成型，得到阻燃聚氨酯材料成品。
一种软质聚氨酯用阻燃剂，包括魔芋葡甘露聚糖2重量份、三聚氰胺2.5-3重量份、磷酸铵镁1.5-2重量份和双氰胺重量比为1.5-2重量份。
本发明中聚醚多元醇优选为相对分子质量在9000-10000之间，平均官能度在3-4之间，不饱和度在0.02-0.03mmol/g之间，相比于其他聚醚醚多元醇而言，回弹性、撕裂强度、延伸率、等均比较高。
本发明中的阻燃剂包括魔芋葡甘露聚糖，三聚氰胺、磷酸铵镁和双氰胺，其中，魔芋葡甘露聚糖的存在一方面与三聚氰胺一同充当碳源，此外由于其中含有大量的羟基，可以增强其与聚醚多元醇的结合，增强阻燃效果，另外由于魔芋葡甘露聚糖的特殊理化性能，与水充分结合后可以充当稳定剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对人员密集场所的沙发和组件填充物使用的高回弹软质聚氨酯泡沫进行阻燃研究，采用复合阻燃技术以及整体阻燃方案的设计，研发出适用于人员密集场所的新型阻燃沙发组件用的阻燃聚氨酯材料组件。本发明相比于现有技术在软质聚氨酯外层增加防火的覆盖物而言，其防火效果更好。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种阻燃聚氨酯材料的加工方法，包括混合和熟化，其中，
混合：将魔芋葡甘露聚糖与水混合后置于1500r/min的高速分散机中搅拌15min，混合均匀得到混合物A，将聚醚多元醇、催化剂、双氰胺和磷酸铵镁混合均匀得到混合物B；将混合物A、混合物B和发泡剂混合均匀得到混合物C；
将混合物C通过低压发泡机设备注入50℃的模具中，熟化10min制得聚氨酯泡沫。
上述方法中所用原料分别为：聚醚多元醇95重量份、阻燃剂23重量份、发泡剂12重量份、催化剂7重量份和水15重量份；其中，聚醚多元醇的相对分子质量9000，平均官能度在3，不饱和度在0.02mmol/g；阻燃剂中魔芋葡甘露聚糖、三聚氰胺、磷酸铵镁和双氰胺重量比为2:2.5：1.5:1.5。
实施例2：
一种阻燃聚氨酯材料的加工方法，包括混合和熟化，其中，
混合：将魔芋葡甘露聚糖与水混合后置于2000 r/min的高速分散机中搅拌20min，混合均匀得到混合物A，将聚醚多元醇、催化剂、双氰胺和磷酸铵镁混合均匀得到混合物B；将混合物A、混合物B和发泡剂混合均匀得到混合物C；
将混合物C通过低压发泡机设备注入60℃的模具中，熟化15min制得聚氨酯泡沫。
上述方法中所用原料分别为：聚醚多元醇116重量份、阻燃剂29重量份、发泡剂18重量份、催化剂10重量份和水24重量份；其中，聚醚多元醇的相对分子质量10000，平均官能度在4，不饱和度0.03mmol/g；阻燃剂中魔芋葡甘露聚糖、三聚氰胺、磷酸铵镁和双氰胺重量比为2:3：2:2。
实施例3：
一种阻燃聚氨酯材料的加工方法，包括混合和熟化，其中，
混合：将魔芋葡甘露聚糖与水混合后置于1800 r/min的高速分散机中搅拌18min，混合均匀得到混合物A，将聚醚多元醇、催化剂、双氰胺和磷酸铵镁混合均匀得到混合物B；将混合物A、混合物B和发泡剂混合均匀得到混合物C；
将混合物C通过低压发泡机设备注入55 ℃的模具中，熟化12min制得聚氨酯泡沫。
上述方法中所用原料分别为： PML-7014聚醚多元醇106重量份、阻燃剂26重量份、发泡剂125重量份、催化剂8重量份和水21重量份；其中，阻燃剂中魔芋葡甘露聚糖、三聚氰胺、磷酸铵镁和双氰胺重量比为2:2.7：1.8:1.7。
实施例4：
一种阻燃聚氨酯材料的加工方法，包括混合和熟化，其中，
混合：将魔芋葡甘露聚糖与水混合后置于1800 r/min的高速分散机中搅拌18min，混合均匀得到混合物A，将聚醚多元醇、催化剂、双氰胺和磷酸铵镁混合均匀得到混合物B；将混合物A、混合物B和发泡剂混合均匀得到混合物C；
将混合物C通过低压发泡机设备注入55 ℃的模具中，熟化12min制得聚氨酯泡沫。
上述方法中所用原料分别为：聚醚多元醇103重量份、阻燃剂25重量份、发泡剂14重量份、催化剂10重量份和水18重量份；其中，阻燃剂中魔芋葡甘露聚糖、三聚氰胺、磷酸铵镁和双氰胺重量比为2: 3：2: 2。
实施例5:
一种阻燃聚氨酯材料的加工方法，包括混合和熟化，其中，
混合：将魔芋葡甘露聚糖与水混合后置于1800 r/min的高速分散机中搅拌18min，混合均匀得到混合物A，将聚醚多元醇、催化剂、双氰胺和磷酸铵镁混合均匀得到混合物B；将混合物A、混合物B和发泡剂混合均匀得到混合物C；
将混合物C通过低压发泡机设备注入55 ℃的模具中，熟化12min制得聚氨酯泡沫。
上述方法中所用原料分别为：聚醚多元醇111重量份、阻燃剂27重量份、发泡剂16重量份、催化剂7重量份和水15重量份；其中，阻燃剂中魔芋葡甘露聚糖、三聚氰胺、磷酸铵镁和双氰胺重量比为2:2.5：1.5:1.5。
将实施例1-5所得的5种阻燃聚氨酯材料按照GB 8624-2012进行测试，燃烧性能均达到GB 8624-2012阻燃B2级及以上，具体结果如下：
表1.五种实施例所得阻燃聚氨酯材料燃烧性能测试结果
实施例 1 2 3 4 5
热释放速率峰值kW/m<sup>2</sup> 423 402 315 378 396
平均燃烧高度mm 237 215 141 162 183
平均燃烧时间s 18 23 12 16 17
由上表看出，实施例3方法得到的阻燃聚氨酯材料的阻燃效果最好，可以达到B1级
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种阻燃聚氨酯材料，其特征在于包括：聚醚多元醇95-116重量份、阻燃剂23-29重量份、发泡剂12-18重量份、催化剂7-10重量份和水15-24重量份；其中，阻燃剂包括魔芋葡甘露聚糖、三聚氰胺、磷酸铵镁和双氰胺，所述魔芋葡甘露聚糖、三聚氰胺、磷酸铵镁和双氰胺重量比为2:2.5-3：1.5-2:1.5-2。
2.根据权利要求1所述的阻燃聚氨酯材料，其特征在于包括：聚醚多元醇103-111重量份、阻燃剂25-27重量份、发泡剂14-16重量份、催化剂7-10重量份和水15-18重量份。
3.根据权利要求1所述的阻燃聚氨酯材料，其特征在于，所述聚醚多元醇的相对分子质量在9000-10000之间，平均官能度在3-4之间，不饱和度在0.02-0.03mmol/g之间。
4.根据权利要求1所述的阻燃聚氨酯材料，其特征在于，所述发泡剂为低温发泡剂，分解温度低于130摄氏度。
5.根据权利要求1所述的阻燃聚氨酯材料，其特征在于，所述催化剂为叔胺类催化剂。
6.一种权利要求1-5任意一项所述阻燃聚氨酯材料的加工方法，其特征在于包括混合和熟化，其中，
混合：将魔芋葡甘露聚糖与水混合后置于高速分散机中混合均匀得到混合物A，将聚醚多元醇、催化剂、三聚氰胺、双氰胺和磷酸铵镁混合均匀得到混合物B；将混合物A、混合物B和发泡剂混合均匀得到混合物C；
将混合物C通过低压发泡机设备注入模具中，熟化制得聚氨酯泡沫。
7.根据权利要求6所述的阻燃聚氨酯材料的加工方法，其特征在于，所述高速分散机在1500-2000 r/min转速下搅拌15-20min后得到混合物A。
8.根据权利要求6所述的阻燃聚氨酯材料的加工方法，其特征在于，设定熟化温度50-60 ℃,熟化10-15min固化成型，得到阻燃聚氨酯材料成品。
9.一种软质聚氨酯用阻燃剂，其特征在于包括魔芋葡甘露聚糖2重量份、三聚氰胺2.5-3重量份、磷酸铵镁1.5-2重量份和双氰胺为1.5-2重量份。
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