CN108822277A - 一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚氨酯泡沫，尤其涉及一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫。所述的聚氨酯泡沫中必须包含有机硅改性膨胀石墨。所述的聚氨酯泡沫中还包括聚酯多元醇、1,4‑环己烷二异氰酸酯、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、表面活性剂、抗氧化剂以及催干剂。本发明具有如下有益效果：（1）阻燃效果好；（2）阻燃剂添加量少；（3）保温效果好；（4）泡沫内部无残留原料，对人体无伤害。

Description

一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯泡沫，尤其涉及一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫。
背景技术
聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料。主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物。英文缩写PU。由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用人工脏器等；软质泡沫体用于车辆、居室、服装的衬垫，硬质泡沫体用作隔热、吸音、包装、绝缘以及低发泡合成木材，涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护，水池水坝和建筑防渗漏材料，以及织物涂层等。胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤维等都有良好的粘着力。
聚氨酯泡沫塑料应用范围十分广泛，几乎渗透到国民经济各部门，特别在家具、床具、运输、冷藏、建筑、绝热等部门使用得十分普遍，已成为不可缺少的材料之一。成为塑料中应用范围最广的品种之一。聚氨酯软泡主要应用于家具、床具及其他家用品，如沙发和座椅、靠背垫，床垫和枕头；聚氨酯硬泡主要用于绝热保温，冷藏冷冻设备及冷库，绝热板材，墙体保温，管道保温，储罐的绝热，单组分泡沫填缝材料等。
然而目前的聚氨酯泡沫存在许多的不足与缺陷，例如其耐高低温性能较差，其最高工作温度仅为120℃，在某些场合往往不能发挥其作用，此外目前的聚氨酯泡沫还极易燃烧，严重危害使用人的生命安全。2010年上海“11·15”特别重大火灾事故已经夺去了53条鲜活的生命，尽管事故是由无证电焊工违章操作引起的，但已查明，真正的幕后杀手却是这些尼龙织网、毛竹片、聚氨酯泡沫。
例如在中国专利文献上公布的一种聚氨酯泡沫，其申请公布号为CN 106432662A，该发明按照质量分数计包括以下组分：甲基丙烯酸15～20份，三乙醇胺10～15份，聚醚多元醇30～40份，异氰酸酯20～30份，抗氧化剂5～15份，十二烷基磺酸钠10～25份，泡沫稳定剂5～9份，硅油12～18份，二苯基甲烷二异氰酸酯3～8份。该发明降低了聚氨酯泡沫中挥发性有机物的量，成本低，工艺简单，环保无污染。但是该发明也存在其缺陷，例如该发明没有添加增强聚氨酯泡沫热稳定性的原料，且没有添加阻燃剂，使得该聚氨酯泡沫在火灾中极易燃烧危害使用人的生命安全。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中聚氨酯泡沫耐高低温性能较差，且阻燃性能较差，极易威胁生命安全的问题，提供一种能够制备具有耐高低温，具有较好的耐候性以及阻燃性，安全可靠的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫中必须包含有机硅改性膨胀石墨。
膨胀石墨其在受到高温作用时，其碳层之间的层间化合物在加热到适当温度时，可瞬间迅速分解，产生大量气体，使石墨沿轴方向膨胀成蠕虫状的膨胀石墨，窒息了火焰，同时其生成的石墨膨体材料覆盖在基材表面，隔绝了热能辐射和氧的接触；其夹层内部的酸根在膨胀时释放出来，也促进了基材的炭化，从而通过多种阻燃方式达到良好的效果。将膨胀石墨用有机硅进行改性，能够使得膨胀石墨与树脂基材的相容性大大提升，能够有效的保证膨胀石墨在泡沫材料中的分散均匀度，使得其阻燃效果大大提升。
作为优选，所述的有机硅改性膨胀石墨的制备方法如下：
(1)表面活化：按照重量份数计，取膨胀石墨100份，向其中加入0.5～2份的氯化亚铁，混合均匀后，置于反应釜中，向反应釜中通氮气置换原本的空气，并向其中通入含有醋酸蒸汽的水蒸气，升高温度至105～125℃，保持反应釜中的气压为6.0～9.5MPa，搅拌活化45～100分钟后降至室温，水洗至中性，得到经表面活化的膨胀石墨；
(2)有机硅改性：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的经表面活化的膨胀石墨50份，将其加入到100份无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂混合液30～45份、水10～15份以及冰醋酸0.5～3份，回流反应0.5～5小时，反应结束后减压蒸出溶剂，真空干燥得到有机硅改性膨胀石墨粗料；
(3)研磨：将步骤(2)中得到的有机硅改性膨胀石墨粗料进行研磨至粒径为0.5～5μm，得到机硅改性膨胀石墨。
本发明中的膨胀石墨由于其石墨层表面的可反应基团较少，因此必须对其进行表面活化，其经过表面活化后其表面的羟基含量大大提升，其表面的羟基能够与硅烷偶联剂中的反应基团进行反应，使得在其表面接触有机硅树脂，最终形成内部为可膨胀石墨核心，外部为有机硅树脂层的有机硅改性膨胀石墨。本发明中的有机硅改性膨胀石墨能够有效的与基体材料之间进行相互混合，增加了相容性，保证了其在其在基体材料中的分散均匀度，从而侧面增加了其阻燃性。
作为优选，所述的步骤(1)中醋酸蒸汽占水蒸气体积比的0.005～0.05％。
少量的醋酸蒸气能够提供少量的氢离子，其能够有效的催化膨胀石墨表面的的基团在氯化亚铁的作用下还原成为羟基，加快了反应的进行。
作为优选，所述的步骤(2)中硅烷偶联剂混合液中的组分为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷以及γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，其各组分之间的质量比为1：(4～5)：(1～3)。
作为优选，所述的聚氨酯泡沫中还包括聚酯多元醇、1,4-环己烷二异氰酸酯、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、表面活性剂、抗氧化剂以及催干剂。
在聚氨酯泡沫中引入羟基封端氟硅树脂，能够使得泡沫中能够映入表面能较低的含氟基团，能够使得泡沫表面实现超疏水性能，使得污渍不会沾染在聚氨酯泡沫表面，同时使得泡沫的手感进一步提升。
作为优选，所述的聚氨酯泡沫中聚酯多元醇、1,4-环己烷二异氰酸酯、有机硅改性膨胀石墨、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、表面活性剂、抗氧化剂以及催干剂的质量比为100：(95:～120)：(25～35)：(10～25)：(3～8)：(2～6)：(2～5)：(2～5)：(1～3)。
作为优选，所述的羟基封端氟硅树脂制备方法如下：按照重量份数计称取三氟丙基三甲氧基硅烷10～35份、甲基苯基二甲氧基硅烷50份以及甲基三甲氧基硅烷20～30份溶于100份无水乙醇中，并向其中加入30份水以及1份酸性白土，水浴升高温度至50～65℃，搅拌反应3～6小时，停止反应，过滤除去酸性白土，然后旋蒸除去溶剂，真空干燥得到相对摩尔质量为20000～35000g/mol的羟基封端氟硅树脂。
作为优选，所述的1,4-环己烷二异氰酸酯为二亚甲基苯二1,4-环己烷二异氰酸酯、1,4-环己烷二1,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,4-二1,4-环己烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二1,4-环己烷二异氰酸酯中的一种。
作为优选，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠、硬脂酸锌、二辛基琥珀酸磺酸钠中的一种。
作为优选，所述的抗氧化剂为抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂164、抗氧剂264中的一种。
作为优选，所述的催干剂为异辛酸钴、二月桂酸二丁锡、异辛酸锌或环烷酸铜中的一种。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)阻燃效果好；(2)阻燃剂添加量少；(3)保温效果好；(4)泡沫内部无残留原料，对人体无伤害。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作以进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中说采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫中包括聚酯多元醇、1,4-环己烷二异氰酸酯、有机硅改性膨胀石墨、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、十二烷基苯磺酸钠、抗氧剂TNP以及异辛酸钴其各组分之间的质量比为100：95：25：10：3：2：2：2：1。
所述的有机硅改性膨胀石墨的制备方法如下：
(1)表面活化：按照重量份数计，取膨胀石墨100份，向其中加入0.5份的氯化亚铁，混合均匀后，置于反应釜中，向反应釜中通氮气置换原本的空气，并向其中通入含有0.005％体积分数醋酸蒸汽的水蒸气，升高温度至105℃，保持反应釜中的气压为6.0MPa，搅拌活化45分钟后降至室温，水洗至中性，得到经表面活化的膨胀石墨；
(2)有机硅改性：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的经表面活化的膨胀石墨50份，将其加入到100份无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂混合液45份、水15份以及冰醋酸0.5份，回流反应0.5小时，反应结束后减压蒸出溶剂，真空干燥得到有机硅改性膨胀石墨粗料，其中所述的硅烷偶联剂混合液中的组分为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷以及γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，其各组分之间的质量比为1：4：1；
(3)研磨：将步骤(2)中得到的有机硅改性膨胀石墨粗料进行研磨至粒径为0.5μm，得到机硅改性膨胀石墨。
所述的羟基封端氟硅树脂制备方法如下：按照重量份数计称取三氟丙基三甲氧基硅烷10～35份、甲基苯基二甲氧基硅烷50份以及甲基三甲氧基硅烷20份溶于100份无水乙醇中，并向其中加入30份水以及1份酸性白土，水浴升高温度至50℃，搅拌反应3小时，停止反应，过滤除去酸性白土，然后旋蒸除去溶剂，真空干燥得到相对摩尔质量为20000g/mol的羟基封端氟硅树脂。
实施例2
一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫中包括聚酯多元醇、1,4-环己烷二异氰酸酯、有机硅改性膨胀石墨、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、十八烷基硫酸钠、抗氧剂TPP以及二月桂酸二丁锡其各组分之间的质量比为100：120：35：25：8：6：5：5：3。
所述的有机硅改性膨胀石墨的制备方法如下：
(1)表面活化：按照重量份数计，取膨胀石墨100份，向其中加入2份的氯化亚铁，混合均匀后，置于反应釜中，向反应釜中通氮气置换原本的空气，并向其中通入内部含有体积百分比为0.05％的醋酸蒸气的水蒸气，升高温度至125℃，保持反应釜中的气压为9.5MPa，搅拌活化100分钟后降至室温，水洗至中性，得到经表面活化的膨胀石墨；
(2)有机硅改性：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的经表面活化的膨胀石墨50份，将其加入到100份无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂混合液45份、水15份以及冰醋酸3份，回流反应5小时，反应结束后减压蒸出溶剂，真空干燥得到有机硅改性膨胀石墨粗料，其中所述的硅烷偶联剂混合液中的组分为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷以及γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，其各组分之间的质量比为1：5：3；
(3)研磨：将步骤(2)中得到的有机硅改性膨胀石墨粗料进行研磨至粒径为5μm，得到机硅改性膨胀石墨。
述的羟基封端氟硅树脂制备方法如下按照重量份数计称取三氟丙基三甲氧基硅烷35份、甲基苯基二甲氧基硅烷50份以及甲基三甲氧基硅烷30份溶于100份无水乙醇中，并向其中加入30份水以及1份酸性白土，水浴升高温度至65℃，搅拌反应6小时，停止反应，过滤除去酸性白土，然后旋蒸除去溶剂，真空干燥得到相对摩尔质量为35000g/mol的羟基封端氟硅树脂。
实施例3
一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫中包括聚酯多元醇、1,4-环己烷二异氰酸酯、有机硅改性膨胀石墨、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、硬脂酸锌、抗氧剂164以及异辛酸锌其各组分之间的质量比为100：100：30：20：5：5：3：3：2。
所述的有机硅改性膨胀石墨的制备方法如下：
(1)表面活化：按照重量份数计，取膨胀石墨100份，向其中加入1份的氯化亚铁，混合均匀后，置于反应釜中，向反应釜中通氮气置换原本的空气，并向其中通入内部含有体积百分比为0.015％的醋酸蒸气的水蒸气，升高温度至115℃，保持反应釜中的气压为8.0MPa，搅拌活化60分钟后降至室温，水洗至中性，得到经表面活化的膨胀石墨；
(2)有机硅改性：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的经表面活化的膨胀石墨50份，将其加入到100份无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂混合液混合液40份、水12份以及冰醋酸1.5份，回流反应2.5小时，反应结束后减压蒸出溶剂，真空干燥得到有机硅改性膨胀石墨粗料，其中所述的硅烷偶联剂混合液中的组分为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷以及γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，其各组分之间的质量比为1：4.5：2；
(3)研磨：将步骤(2)中得到的有机硅改性膨胀石墨粗料进行研磨至粒径为2.5μm，得到机硅改性膨胀石墨。
述的羟基封端氟硅树脂制备方法如下：按照重量份数计称取三氟丙基三甲氧基硅烷30份、甲基苯基二甲氧基硅烷50份以及甲基三甲氧基硅烷25份溶于100份无水乙醇中，并向其中加入30份水以及1份酸性白土，水浴升高温度至60℃，搅拌反应5小时，停止反应，过滤除去酸性白土，然后旋蒸除去溶剂，真空干燥得到相对摩尔质量为25000g/mol的羟基封端氟硅树脂。
实施例4
一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫中包括聚酯多元醇、1,4-环己烷二异氰酸酯、有机硅改性膨胀石墨、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、二辛基琥珀酸磺酸钠、抗氧剂264以及环烷酸铜其各组分之间的质量比为100：110：28：22：4：4：3：2：1.5。
所述的有机硅改性膨胀石墨的制备方法如下：
(1)表面活化：按照重量份数计，取膨胀石墨100份，向其中加入1.5份的氯化亚铁，混合均匀后，置于反应釜中，向反应釜中通氮气置换原本的空气，并向其中通入内部含有体积百分比为0.03％的醋酸蒸气的水蒸气，升高温度至120℃，保持反应釜中的气压为8.5MPa，搅拌活化75分钟后降至室温，水洗至中性，得到经表面活化的膨胀石墨；
(2)有机硅改性：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的经表面活化的膨胀石墨50份，将其加入到100份无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂混合液40份、水14份以及冰醋酸1.5份，回流反应3.5小时，反应结束后减压蒸出溶剂，真空干燥得到有机硅改性膨胀石墨粗料，其中所述的硅烷偶联剂混合液中的组分为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷以及γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，其各组分之间的质量比为1：5：1；
(3)研磨：将步骤(2)中得到的有机硅改性膨胀石墨粗料进行研磨至粒径为4.5μm，得到机硅改性膨胀石墨。
述的羟基封端氟硅树脂制备方法如下：按照重量份数计称取三氟丙基三甲氧基硅烷30份、甲基苯基二甲氧基硅烷50份以及甲基三甲氧基硅烷25份溶于100份无水乙醇中，并向其中加入30份水以及1份酸性白土，水浴升高温度至55℃，搅拌反应4.5小时，停止反应，过滤除去酸性白土，然后旋蒸除去溶剂，真空干燥得到相对摩尔质量为28000g/mol的羟基封端氟硅树脂。
实施例5
一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，所述的聚氨酯泡沫中包括聚酯多元醇、1,4-环己烷二异氰酸酯、有机硅改性膨胀石墨、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、十八烷基硫酸钠、抗氧剂164以及二月桂酸二丁锡其各组分之间的质量比为100：115：32：23：6：4：3：3.5：2.5。
所述的有机硅改性膨胀石墨的制备方法如下：
(1)表面活化：按照重量份数计，取膨胀石墨100份，向其中加入1份的氯化亚铁，混合均匀后，置于反应釜中，向反应釜中通氮气置换原本的空气，并向其中通入内部含有体积百分比为0.045％的醋酸蒸气的水蒸气，升高温度至125℃，保持反应釜中的气压为6.0MPa，搅拌活化90分钟后降至室温，水洗至中性，得到经表面活化的膨胀石墨；
(2)有机硅改性：按照重量份数计，取步骤(1)中得到的经表面活化的膨胀石墨50份，将其加入到100份无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂混合液32份、水13份以及冰醋酸1份，回流反应1小时，反应结束后减压蒸出溶剂，真空干燥得到有机硅改性膨胀石墨粗料，其中所述的硅烷偶联剂混合液中的组分为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷以及γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，其各组分之间的质量比为1：5：2；
(3)研磨：将步骤(2)中得到的有机硅改性膨胀石墨粗料进行研磨至粒径为3.5μm，得到机硅改性膨胀石墨。
述的羟基封端氟硅树脂制备方法如下：按照重量份数计称取三氟丙基三甲氧基硅烷28份、甲基苯基二甲氧基硅烷50份以及甲基三甲氧基硅烷22份溶于100份无水乙醇中，并向其中加入30份水以及1份酸性白土，水浴升高温度至55℃，搅拌反应4小时，停止反应，过滤除去酸性白土，然后旋蒸除去溶剂，真空干燥得到相对摩尔质量为25000g/mol的羟基封端氟硅树脂。
将实施例1-5所制得的机硅泡沫材料进行测试，其测试结果如下表：
表1
通过上表中的数据可知，通过本发明制备的聚氨酯泡沫具有较低的密度，较强的力学性能且玻璃化转变温度较低，耐低温性能良好，同时其热分解温度以及极限氧指数较高，其在空气中难以燃烧，杜绝了火灾隐患。因此本发明具有良好的应用性能。

Claims (10)

1.一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的聚氨酯泡沫中必须包含有机硅改性膨胀石墨。
2.根据权利要求1所述的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的有机硅改性膨胀石墨的制备方法如下：
（1）表面活化：按照重量份数计，取膨胀石墨100份，向其中加入0.5~2份的氯化亚铁，混合均匀后，置于反应釜中，向反应釜中通氮气置换原本的空气，并向其中通入含有醋酸蒸汽的水蒸气，升高温度至105~125℃，保持反应釜中的气压为6.0~9.5MPa，搅拌活化45~100分钟后降至室温，水洗至中性，得到经表面活化的膨胀石墨；
（2）有机硅改性：按照重量份数计，取步骤（1）中得到的经表面活化的膨胀石墨50份，将其加入到100份无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂混合液30~45份、水10~15份以及冰醋酸0.5~3份，回流反应0.5~5小时，反应结束后减压蒸出溶剂，真空干燥得到有机硅改性膨胀石墨粗料；
（3）研磨：将步骤（2）中得到的有机硅改性膨胀石墨粗料进行研磨至粒径为0.5~5μm，得到机硅改性膨胀石墨。
3.根据权利要求2所述的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的步骤（1）中醋酸蒸汽占水蒸气体积比的0.005~0.05%。
4.根据权利要求2所述的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的步骤（2）中硅烷偶联剂混合液中的组分为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷以及γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，其各组分之间的质量比为1：（4~5）：（1~3）。
5.根据权利要求1所述的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的聚氨酯泡沫中还包括聚酯多元醇、1,4-环己烷二异氰酸酯、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、表面活性剂、抗氧化剂以及催干剂。
6.根据权利要求1所述的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的聚氨酯泡沫中聚酯多元醇、1,4-环己烷二异氰酸酯、有机硅改性膨胀石墨、羟基封端氟硅树脂、辛酸亚锡、三乙烯二胺、表面活性剂、抗氧化剂以及催干剂的质量比为100：（95:~120）：（25~35）：（10~25）：（3~8）：（2~6）：（2~5）：（2~5）：（1~3）。
7.根据权利要求5或6所述的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的羟基封端氟硅树脂制备方法如下：按照重量份数计称取三氟丙基三甲氧基硅烷10~35份、甲基苯基二甲氧基硅烷50份以及甲基三甲氧基硅烷20~30份溶于100份无水乙醇中，并向其中加入30份水以及1份酸性白土，水浴升高温度至50~65℃，搅拌反应3~6小时，停止反应，过滤除去酸性白土，然后旋蒸除去溶剂，真空干燥得到相对摩尔质量为20000~35000g/mol的羟基封端氟硅树脂。
8.根据权利要求1或5或6所述的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠、硬脂酸锌、二辛基琥珀酸磺酸钠中的一种。
9.根据权利要求1或5或6所述的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的抗氧化剂为抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂164、抗氧剂264中的一种。
10.根据权利要求1或5或6所述的一种以有机硅改性膨胀石墨为阻燃剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的催干剂为异辛酸钴、二月桂酸二丁锡、异辛酸锌或环烷酸铜中的一种。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112290004A (zh) * 2020-11-06 2021-01-29 江苏厚生新能源科技有限公司 耐膨胀复合硅、耐膨胀复合硅中间体及制备方法、锂电池
CN114031957A (zh) * 2021-12-02 2022-02-11 深圳清华大学研究院 具有储热导热功能的纳米石墨粉体制备方法和应用
CN115044181A (zh) * 2022-03-28 2022-09-13 中建工程产业技术研究院有限公司 玻璃纤维复合材料、玻璃纤维复合材料的制备及回收方法
CN116872592A (zh) * 2023-01-10 2023-10-13 南通北风橡塑制品有限公司 一种高强度耐磨聚氨酯复合板及其加工工艺

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3853932A (en) * 1973-12-28 1974-12-10 Gen Electric Process for producing silanol end-stopped polymers of low molecular weight
JPH01225609A (ja) * 1988-03-04 1989-09-08 Asahi Glass Co Ltd 発泡合成樹脂の製造方法
US20100305226A1 (en) * 2007-06-20 2010-12-02 Wacker Chemie Ag Polyurethane foam containing silicone
CN102977373A (zh) * 2012-11-19 2013-03-20 福建省邵武市永晶化工有限公司 一种羟基氟硅油的制备方法
CN103319915A (zh) * 2013-05-14 2013-09-25 北京理工大学 可膨胀石墨的改性方法
CN103804621A (zh) * 2014-02-19 2014-05-21 哈尔滨工业大学 一种含插层石墨的阻燃聚氨酯泡沫的制备方法
CN104231199A (zh) * 2014-10-11 2014-12-24 攀枝花学院 一种阻燃型生物基多元醇及其制备方法
CN104512881A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 青岛市首胜实业有限公司 二次插入法制备可膨胀石墨的工艺
CN105670039A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种高成炭可膨胀石墨及其在聚氨酯硬质泡沫中的应用
CN106621574A (zh) * 2016-09-20 2017-05-10 芜湖成德龙过滤设备有限公司 膨胀石墨过滤材料及其制备方法
CN107382193A (zh) * 2017-07-26 2017-11-24 合肥铭佑高温技术有限公司 一种防火耐热轻质隔墙板的制备方法
CN107652411A (zh) * 2017-10-16 2018-02-02 德清舒华泡沫座椅有限公司 一种有机硅改性聚氨酯泡沫
CN107722218A (zh) * 2017-10-16 2018-02-23 德清舒华泡沫座椅有限公司 一种有机氟硅树脂改性聚氨酯泡沫
CN108864397A (zh) * 2018-07-23 2018-11-23 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种阻燃保温聚氨酯泡沫的制备方法
CN109082106A (zh) * 2018-07-23 2018-12-25 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫
CN109081899A (zh) * 2018-07-23 2018-12-25 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种阻燃保温聚氨酯泡沫
CN109082121A (zh) * 2018-08-09 2018-12-25 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种高阻燃有机硅泡沫材料

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3853932A (en) * 1973-12-28 1974-12-10 Gen Electric Process for producing silanol end-stopped polymers of low molecular weight
JPH01225609A (ja) * 1988-03-04 1989-09-08 Asahi Glass Co Ltd 発泡合成樹脂の製造方法
US20100305226A1 (en) * 2007-06-20 2010-12-02 Wacker Chemie Ag Polyurethane foam containing silicone
CN102977373A (zh) * 2012-11-19 2013-03-20 福建省邵武市永晶化工有限公司 一种羟基氟硅油的制备方法
CN103319915A (zh) * 2013-05-14 2013-09-25 北京理工大学 可膨胀石墨的改性方法
CN104512881A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 青岛市首胜实业有限公司 二次插入法制备可膨胀石墨的工艺
CN103804621A (zh) * 2014-02-19 2014-05-21 哈尔滨工业大学 一种含插层石墨的阻燃聚氨酯泡沫的制备方法
CN104231199A (zh) * 2014-10-11 2014-12-24 攀枝花学院 一种阻燃型生物基多元醇及其制备方法
CN105670039A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种高成炭可膨胀石墨及其在聚氨酯硬质泡沫中的应用
CN106621574A (zh) * 2016-09-20 2017-05-10 芜湖成德龙过滤设备有限公司 膨胀石墨过滤材料及其制备方法
CN107382193A (zh) * 2017-07-26 2017-11-24 合肥铭佑高温技术有限公司 一种防火耐热轻质隔墙板的制备方法
CN107652411A (zh) * 2017-10-16 2018-02-02 德清舒华泡沫座椅有限公司 一种有机硅改性聚氨酯泡沫
CN107722218A (zh) * 2017-10-16 2018-02-23 德清舒华泡沫座椅有限公司 一种有机氟硅树脂改性聚氨酯泡沫
CN108864397A (zh) * 2018-07-23 2018-11-23 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种阻燃保温聚氨酯泡沫的制备方法
CN109082106A (zh) * 2018-07-23 2018-12-25 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种含有有机硅磷协同阻燃剂的聚氨酯泡沫
CN109081899A (zh) * 2018-07-23 2018-12-25 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种阻燃保温聚氨酯泡沫
CN109082121A (zh) * 2018-08-09 2018-12-25 德清顾舒家华高分子材料有限公司 一种高阻燃有机硅泡沫材料

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国硅酸盐学会: "《2016-2017矿物材料学科发展报告》", 31 March 2018, 中国科学技术出版社 *
于守武，等: "《高分子材料改性——原理及技术》", 31 May 2015, 知识产权出版社 *
付长璟，等: "《石墨烯的制备、结构及应用》", 30 June 2017, 哈尔滨工业大学出版社 *
晨光化工研究院有机硅编写组: "《有机硅单体及聚合物》", 31 December 1986, 化学工业出版社 *
杨洪兴，等: "《绿色建筑发展与可再生能源应用》", 31 December 2016, 中国铁道出版社 *
潘炳力，等: "《先进高分子材料摩擦学》", 31 August 2016, 国防工业出版社 *
窦艳丽，等: "可膨胀石墨阻燃半硬泡聚氨酯材料的性能", 《高分子材料科学与工程》 *
许时，等: "《工业矿产资源开发利用手册》", 31 January 1993, 武汉工业大学出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112290004A (zh) * 2020-11-06 2021-01-29 江苏厚生新能源科技有限公司 耐膨胀复合硅、耐膨胀复合硅中间体及制备方法、锂电池
CN114031957A (zh) * 2021-12-02 2022-02-11 深圳清华大学研究院 具有储热导热功能的纳米石墨粉体制备方法和应用
CN114031957B (zh) * 2021-12-02 2022-11-15 深圳清华大学研究院 具有储热导热功能的纳米石墨粉体制备方法和应用
CN115044181A (zh) * 2022-03-28 2022-09-13 中建工程产业技术研究院有限公司 玻璃纤维复合材料、玻璃纤维复合材料的制备及回收方法
CN116872592A (zh) * 2023-01-10 2023-10-13 南通北风橡塑制品有限公司 一种高强度耐磨聚氨酯复合板及其加工工艺
CN116872592B (zh) * 2023-01-10 2023-12-12 南通北风橡塑制品有限公司 一种高强度耐磨聚氨酯复合板及其加工工艺

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