CN107828081A - 一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法 - Google Patents

一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法，涉及高分子阻燃材料技术领域。一、称取下列原料：胶粘剂35～45％wt，溶剂35～45％wt，膨胀型阻燃剂10～25％wt；二、将软质聚氨酯泡沫材料用乙醇洗涤并在60℃下干燥30分钟；三、将环氧树脂或硅橡胶、溶剂、膨胀型阻燃剂装入搅拌器，并以500rpm高速搅拌10分钟使之混合均匀，进而再加入固化剂继续搅拌均匀，配成含膨胀型阻燃剂的分散液。四、将干燥后的软质聚氨酯泡沫材料完全浸泡在上述分散液中，5分钟后将其取出，将泡沫材料中多余的液体挤压出来；最后放入80℃的烘箱中放置2小时使其完全固化，得到具有阻燃功能的软质聚氨酯泡沫阻燃材料。用于制备软质聚氨酯泡沫阻燃材料。

Description

一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子阻燃材料技术领域。
背景技术
软质聚氨酯泡沫材料具有开孔结构,质轻柔软、回弹性好、相对密度小、比强度高、吸音、透气、保温等特点。广泛应用于家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材；工业和民用上也把它用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。
然而软质聚氨酯泡沫材料非常容易燃烧,燃烧后会产生有毒的烟雾,极易造成人的中毒死亡，大量用于家具、汽车工业以及建筑物内,大大增加了火灾危险性。为了保障人民的生命财产安全,降低火灾的可能损失,我国在交通运输、公共建筑、地下矿井、管道保温等方面对软质聚氨酯泡沫材料明确地提出了阻燃要求。
目前，用于软质聚氨酯泡沫材料的阻燃剂通常以有机阻燃剂为主，主要是含磷、氯、溴元素的有机化合物。但是，该类有机阻燃剂阻燃效果有待进一步提高，且价格相对较昂贵，很大程度上限制了阻燃软质聚氨酯泡沫的应用。因此，开发阻燃性能良好且生产成本较低的新型软质聚氨酯泡沫阻燃材料具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法，它能有效地解决软质聚氨酯泡沫材料阻燃困难的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案是来实现的：一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法，通过胶粘剂的粘结力自组装将膨胀型阻燃剂均匀分散到软质聚氨酯泡沫材料表面，其步骤如下：
一、按重量百分比称取下列原料：胶粘剂35～45％wt，溶剂35～45％wt，膨胀型阻燃剂10～25％wt；
二、将软质聚氨酯泡沫材料用乙醇洗涤并在60℃下干燥30分钟；
三、将环氧树脂或硅橡胶、溶剂、膨胀型阻燃剂装入搅拌器，以500rpm高速搅拌10分钟使之混合均匀，进而再加入固化剂继续搅拌均匀，配成含膨胀型阻燃剂的分散液；
四、将干燥后的软质聚氨酯泡沫材料完全浸泡在上述分散液中，5分钟后将其取出，将泡沫材料中多余的液体挤压出来；最后放入80℃的烘箱中放置2小时使其完全固化，即得到软质聚氨酯泡沫阻燃材料。
所述胶粘剂为环氧树脂胶粘剂或硅橡胶胶粘剂。
所述环氧树脂的牌号为E44或E51的环氧树脂，酚醛胺(T-31)环氧固化剂，溶剂为丙酮。
所述硅橡胶采用室温硫化型硅橡胶，牌号为107硅橡胶或704硅橡胶，固化剂为正硅酸乙酯，溶剂为正己烷。
所述膨胀型阻燃剂为可膨胀石墨或膨胀蛭石。
本发明可以通过调节溶液中的胶粘剂和膨胀型阻燃剂的比例来改变软质聚氨酯泡沫材料表面阻燃剂的含量，进而到不同阻燃性能的软质聚氨酯泡沫阻燃材料。
硅橡胶选用107硅橡胶或704硅橡胶，它们都属于室温硫化硅橡胶，粘性较好，与固化剂在室温下固化，能在60℃～120℃温度范围内长期保持弹性；环氧树脂选用E-44环氧树脂或E-51环氧树脂，它们粘附性强，与固化剂也能在室温下固化。所述膨胀型阻燃剂为可膨胀石墨或膨胀蛭石。可膨胀石墨具有碳元素组成的六角网平层状结构，加热到适当温度时，可瞬间分解，产生大量气体，使石墨沿轴方向膨胀成蠕虫状的膨胀石墨；膨胀蛭石是一种层间含有水分子和可交换性阳离子的层状硅酸盐矿物，若被突然加热到300℃左右时，其水分子受到高温灼烧会使蛭石沿其晶体的c轴产生剥落，体积增加6～15倍。
与现有技术相比，本发明有如下的有益效果：
1、由于本发明利用自组装技术，在软质聚氨酯泡沫材料的泡孔骨架表面沉积形成了一层稳定的阻燃膜，因而不仅使得改性后的软质聚氨酯泡沫材料的初始分解温度得到了提高，具有更加优异的热稳定性能，且在燃烧过程中更易形成膨胀隔热隔氧阻燃层，使其阻燃性能更加优异。
2、本发明采用胶粘剂和膨胀型阻燃剂利用胶粘剂本身的粘连作用，将膨胀型阻燃剂均匀分散到软质聚氨酯泡沫上的方法制备软质聚氨酯泡沫阻燃材料。该方法操作简单，生产成本低，不需要特殊设备，适合大规模生产。
3、本发明制备的软质聚氨酯泡沫阻燃材料无熔滴，能有效防止火焰蔓延，且减少了有害气体的生成。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1：
(1)称取胶粘剂45g(E44环氧树脂33.8g，固化剂11.2g)，丙酮溶剂45g，膨胀蛭石10g。
(2)将软质聚氨酯泡沫材料用乙醇洗涤并在60℃下干燥30分钟；
(3)将E44环氧树脂、丙酮溶剂、膨胀蛭石装入搅拌器，并以500rpm高速搅拌10分钟使之混合均匀，进而再加入酚醛胺(T-31)环氧固化剂继续搅拌均匀，配成含膨胀型阻燃剂的分散液；
(4)将干燥后的软质聚氨酯泡沫材料完全浸泡在上述分散液中，5分钟后将其取出，将泡沫材料中多余的液体挤压出来；最后放入80℃的烘箱中放置2小时使其完全固化，即得到软质聚氨酯泡沫阻燃材料。
实施例2：
(1)称取胶粘剂40g(E51环氧树脂30g，固化剂10g)，丙酮溶剂35g，膨胀蛭石25g。
(2)将软质聚氨酯泡沫材料用乙醇洗涤并在60℃下干燥30分钟；
(3)将E51环氧树脂、丙酮溶剂、膨胀蛭石装入搅拌器，并以500rpm高速搅拌10分钟使之混合均匀，进而再加入酚醛胺(T-31)环氧固化剂继续搅拌均匀，配成含膨胀型阻燃剂的分散液；
(4)将干燥后的软质聚氨酯泡沫材料完全浸泡在上述分散液中，5分钟后将其取出，将泡沫材料中多余的液体挤压出来；最后放入80℃的烘箱中放置2小时使其完全固化，即得到软质聚氨酯泡沫阻燃材料。
实施例3：
(1)称取胶粘剂35g(E51环氧树脂26.3g，固化剂8.7g)，丙酮溶剂40g，膨胀蛭石25g。
(2)将软质聚氨酯泡沫材料用乙醇洗涤并在60℃下干燥30分钟；
(3)将E51环氧树脂、丙酮溶剂、膨胀蛭石装入搅拌器，并以500rpm高速搅拌10分钟使之混合均匀，进而再加入酚醛胺(T-31)环氧固化剂继续搅拌均匀，配成含膨胀型阻燃剂的分散液；
(4)将干燥后的软质聚氨酯泡沫材料完全浸泡在上述分散液中，5分钟后将其取出，将泡沫材料中多余的液体挤压出来；最后放入80℃的烘箱中放置2小时使其完全固化，即得到软质聚氨酯泡沫阻燃材料。
实施例4：
(1)称取胶粘剂35g(107硅橡胶33.7g，固化剂1.3g)，正己烷溶剂45g，可膨胀石墨20g。
(2)将软质聚氨酯泡沫材料用乙醇洗涤并在60℃下干燥30分钟；
(3)将107硅橡胶、正己烷溶剂、可膨胀石墨装入搅拌器，并以500rpm高速搅拌10分钟使之混合均匀，进而再加入正硅酸乙酯继续搅拌均匀，配成含膨胀型阻燃剂的分散液；
(4)将干燥后的软质聚氨酯泡沫材料完全浸泡在上述分散液中，5分钟后将其取出，将泡沫材料中多余的液体挤压出来；最后放入80℃的烘箱中放置2小时使其完全固化，即得到软质聚氨酯泡沫阻燃材料。
实施例5：
(1)称取胶粘剂40g(704硅橡胶38.5g，固化剂1.5g)，正己烷溶剂35g，可膨胀石墨25g。
(2)将软质聚氨酯泡沫材料用乙醇洗涤并在60℃下干燥30分钟；
(3)将704硅橡胶、正己烷溶剂、可膨胀石墨装入搅拌器，并以500rpm高速搅拌10分钟使之混合均匀，进而再加入正硅酸乙酯继续搅拌均匀，配成含膨胀型阻燃剂的分散液；
(4)将干燥后的软质聚氨酯泡沫材料完全浸泡在上述分散液中，5分钟后将其取出，将泡沫材料中多余的液体挤压出来；最后放入80℃的烘箱中放置2小时使其完全固化，即得到软质聚氨酯泡沫阻燃材料。
实施例6：
(1)称取胶粘剂45g(704硅橡胶43.3g，固化剂1.7g)，正己烷溶剂40g，可膨胀石墨15g。
(2)将软质聚氨酯泡沫材料用乙醇洗涤并在60℃下干燥30分钟；
(3)将704硅橡胶、正己烷溶剂、可膨胀石墨装入搅拌器，并以500rpm高速搅拌10分钟使之混合均匀，进而再加入正硅酸乙酯继续搅拌均匀，配成含膨胀型阻燃剂的分散液；
(4)将干燥后的软质聚氨酯泡沫材料完全浸泡在上述分散液中，5分钟后将其取出，将泡沫材料中多余的液体挤压出来；最后放入80℃的烘箱中放置2小时使其完全固化，即得到软质聚氨酯泡沫阻燃材料。

Claims (6)

1.一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法，通过胶粘剂的粘结力自组装将膨胀型阻燃剂均匀分散到软质聚氨酯泡沫材料表面，其步骤如下：
一、按重量百分比称取下列原料：胶粘剂35～45％wt，溶剂35～45％wt，膨胀型阻燃剂10～25％wt；
二、将软质聚氨酯泡沫材料用乙醇洗涤并在60℃下干燥30分钟；
三、将环氧树脂或硅橡胶、溶剂、膨胀型阻燃剂装入搅拌器，并以500rpm高速搅拌10分钟使之混合均匀，进而再加入固化剂继续搅拌均匀，配成含膨胀型阻燃剂的分散液；
四、将干燥后的软质聚氨酯泡沫材料完全浸泡在上述分散液中，5分钟后将其取出，将泡沫材料中多余的液体挤压出来；最后放入80℃的烘箱中放置2小时使其完全固化，即得到软质聚氨酯泡沫阻燃材料。
2.根据权利要求1所述的一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述胶粘剂为环氧树脂胶粘剂或硅橡胶胶粘剂。
3.根据权利要求2所述的一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂的牌号为E44或E51的环氧树脂，固化剂为酚醛胺T-31环氧固化剂，溶剂为丙酮。
4.根据权利要求2所述的一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述硅橡胶为室温硫化型硅橡胶，牌号为107硅橡胶或704硅橡胶，固化剂为正硅酸乙酯，溶剂为正己烷。
5.根据权利要求1所述的一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述膨胀型阻燃剂为可膨胀石墨或膨胀蛭石。
6.根据权利要求1所述的一种软质聚氨酯泡沫阻燃材料的制备方法，其特征在于：通过调节分散液中的胶粘剂和膨胀型阻燃剂的比例来改变软质聚氨酯泡沫材料表面阻燃剂的含量，进而得到不同阻燃性能的软质聚氨酯泡沫阻燃材料。
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