CN109054355A - 一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109054355A
CN109054355A CN201810827013.4A CN201810827013A CN109054355A CN 109054355 A CN109054355 A CN 109054355A CN 201810827013 A CN201810827013 A CN 201810827013A CN 109054355 A CN109054355 A CN 109054355A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flame
basalt fibre
preparation
polyurethane rigid
phosphoric acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810827013.4A
Other languages
English (en)
Inventor
许黛芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiaxing University
Original Assignee
Jiaxing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiaxing University filed Critical Jiaxing University
Priority to CN201810827013.4A priority Critical patent/CN109054355A/zh
Publication of CN109054355A publication Critical patent/CN109054355A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/143—Halogen containing compounds
    • C08J9/144—Halogen containing compounds containing carbon, halogen and hydrogen only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78—Nitrogen
    • C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/791—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
    • C08G18/794—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups formed by oligomerisation of aromatic isocyanates or isothiocyanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014—Use of organic additives
    • C08J9/0038—Use of organic additives containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/009—Use of pretreated compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/14—Saturated hydrocarbons, e.g. butane; Unspecified hydrocarbons
    • C08J2203/142—Halogenated saturated hydrocarbons, e.g. H3C-CF3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00—Foams characterised by their properties
    • C08J2205/10—Rigid foams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/08—Polyurethanes from polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521—Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/10—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明公开了一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法，涉及材料加工技术领域。该阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法，通过磷酸对玄武岩纤维进行表面改性得到磷酸改性玄武岩纤维的方式提高玄武岩纤维的表面活性，并与磷酸三（2‑氯异丙基）酯共混协同作为阻燃剂制备阻燃型聚氨酯硬质泡沫，可避免玄武岩纤维与聚氨酯硬质泡沫基体直接复合导致的相容性差，力学性能低的问题，达到促进聚氨酯泡沫体系交联网络的形成，提高阻燃型聚氨酯硬质泡沫力学性能的技术效果，磷酸改性玄武岩纤维和磷酸三（2‑氯异丙基）酯作为阻燃剂共混可均匀分散于阻燃型聚氨酯硬质泡沫基体中，可降低聚氨酯泡沫的热释放速率和产烟量，使阻燃型聚氨酯泡沫具备较好阻燃抑烟性能。

Description

一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料加工技术领域，特别涉及一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。
背景技术
聚氨酯硬质泡沫（RPUF）以其质轻、保温隔热性好、缓冲减震及降噪，压缩强度高和尺寸稳定性好等优点，广泛地应用于建筑行业，尤其是被用作建筑屋顶、墙板和地板等部位。聚氨酯硬质泡沫含有可燃的碳氢链段、密度小、比表面积大的特点，不经过阻燃改性的聚氨酯容易燃烧分解，产生大量有毒烟雾，其极限氧指数(LOI)为17％左右，属于易燃物，限制了RPUF的应用范围。未来聚氨酯硬质泡沫使用数量将会继续增加，应用领域将会持续拓展，火灾的潜在危险性也与日俱增。
玄武岩纤维（BF）是一种高性能纤维，具有高强度、高模量、耐热性、阻燃性较好和尺寸稳定等优点，已被应用于航空航天、建筑、消防环保等领域。由于玄武岩纤维的低烟低毒、较优的耐热性和阻燃性等特性，聚氨酯硬质泡沫的制备工艺通常使用玄武岩纤维材料层与聚氨酯硬质泡沫材料层进行复合加工来制备阻燃型聚氨酯硬质泡沫，从而达到提高聚氨酯硬质泡沫阻燃性能和力学性能的技术效果。
在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：
相关技术提供的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备工艺中，玄武岩纤维通常作为单独的材料层与聚氨酯硬质泡沫进行复合，由于玄武岩纤维表面不仅缺少活性基团，且表面光滑，浸润性较差，玄武岩纤维与聚氨酯硬质泡沫基体间的黏接性很差，从而导致玄武岩纤维材料层与基体间无法形成稳固的界面相，制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的相容性较差，力学性能较低。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。
根据本发明实施例的第一个方面，提供一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，所述方法包括：
将玄武岩纤维置入洗涤液洗涤2 h后取出，使用50～60°C的去离子水将洗涤后的所述玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；
将烘干后的所述玄武岩纤维放入盛有磷酸溶液的容器中超声处理30 min后，放入130°C的烘箱烘焙5 min，得到磷酸改性玄武岩纤维，使用去离子水将所述磷酸改性玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；
按照烘干后的所述磷酸改性玄武岩纤维：磷酸三（2-氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5：20：100：1.5：0.4~0.6：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min；
将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。
在一个优选的实施例中，所述洗涤液是由质量浓度为1.0 g／L的十二烷基磺酸钠溶液以及质量浓度为2.0 g／L的碳酸钠溶液共混形成的混合溶液。
在一个优选的实施例中，所述玄武岩纤维与所述洗涤液的浴比为1：50，洗涤温度为95°C。
在一个优选的实施例中，烘干后的所述玄武岩纤维与所述磷酸溶液的浴比为1：20。
在一个优选的实施例中，所述催化剂包括胺类催化剂和锡类催化剂，所述催化剂中所述胺类催化剂与所述锡类催化剂的重量配比为1：1。
在一个优选的实施例中，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡。
在一个优选的实施例中，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。
根据本发明实施例的第二个方面，提供一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫，所述阻燃型聚氨酯硬质泡沫由上述任一所述的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法制备得到，所述阻燃型聚氨酯硬质泡沫包括磷酸改性玄武岩纤维和磷酸三（2-氯异丙基）酯。
与现有技术相比，本发明提供的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法具有以下优点：
本发明提供的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法，通过使用磷酸对玄武岩纤维进行表面改性得到磷酸改性玄武岩纤维的方式提高玄武岩纤维的表面活性，并与磷酸三（2-氯异丙基）酯共混协同作为阻燃剂用于阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备，可避免玄武岩纤维与聚氨酯硬质泡沫基体直接复合导致的相容性较差，力学性能较低的问题，达到促进聚氨酯泡沫体系交联网络的形成，提高阻燃型聚氨酯硬质泡沫力学性能的技术效果，同时，磷酸改性玄武岩纤维和磷酸三（2-氯异丙基）酯作为阻燃剂共混可更均匀分散于阻燃型聚氨酯硬质泡沫基体中，从而降低聚氨酯泡沫的热释放速率和产烟量，使阻燃型聚氨酯泡沫具备较好的阻燃抑烟性能。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法的方法流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合具体实施例（但不限于所举实施例)与附图详细描述本发明，本实施例的具体方法仅供说明本发明，本发明的范围不受实施例的限制，本发明在应用中可以作各种形态与结构的修改与变动，这些基于本发明基础上的等价形式同样处于本发明申请权利要求保护范围。
需要说明的是，各个实施例中所使用的恒速搅拌器为S212型恒速搅拌器，所使用的电热鼓风干燥箱为101A-4S型电热鼓风干燥箱。
图1是根据一示例性实施例示出的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法的方法流程图，如图1所示，所述阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，包括：
步骤101，将玄武岩纤维置入洗涤液洗涤2 h后取出，使用50～60°C的去离子水将洗涤后的所述玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干。
其中，洗涤液是为了清除玄武岩纤维表面的油脂、灰尘等杂质。
步骤102，将烘干后的所述玄武岩纤维放入盛有磷酸溶液的容器中超声处理30min后，放入130°C的烘箱烘焙5 min，得到磷酸改性玄武岩纤维，使用去离子水将所述磷酸改性玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干。
玄武岩纤维在浸渍稀磷酸溶液后，沾附在玄武岩纤维表面的稀磷酸在高温下会逐渐浓缩，并对玄武岩纤维进行磷酸化改性。
步骤103，按照烘干后的所述磷酸改性玄武岩纤维：磷酸三（2-氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5：20：100：1.5：0.4~0.6：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min。
其中，磷酸三（2-氯异丙基）酯（TCPP）是一种高效的液体阻燃剂，磷和氯具有很好的协同阻燃，磷酸三（2-氯异丙基）酯具有很好的成炭能力，磷元素体现在凝聚相，氯元素体现在气相。
步骤104，将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。
在一个优选的实施例中，所述洗涤液是由质量浓度为1.0 g／L的十二烷基磺酸钠溶液以及质量浓度为2.0 g／L的碳酸钠溶液共混形成的混合溶液。
在一个优选的实施例中，所述玄武岩纤维与所述洗涤液的浴比为1：50，洗涤温度为95°C。
在一个优选的实施例中，烘干后的所述玄武岩纤维与所述磷酸溶液的浴比为1：20。
在一个优选的实施例中，所述催化剂包括胺类催化剂和锡类催化剂，所述催化剂中所述胺类催化剂与所述锡类催化剂的重量配比为1：1。
在一个优选的实施例中，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡。
在一个优选的实施例中，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。
综上所述，本发明提供的一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，通过使用磷酸对玄武岩纤维进行表面改性得到磷酸改性玄武岩纤维的方式提高玄武岩纤维的表面活性，并与磷酸三（2-氯异丙基）酯共混协同作为阻燃剂用于阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备，可避免玄武岩纤维与聚氨酯硬质泡沫基体直接复合导致的相容性较差，力学性能较低的问题，达到促进聚氨酯泡沫体系交联网络的形成，提高阻燃型聚氨酯硬质泡沫力学性能的技术效果，同时，磷酸改性玄武岩纤维和磷酸三（2-氯异丙基）酯作为阻燃剂共混可更均匀分散于阻燃型聚氨酯硬质泡沫中，从而降低聚氨酯泡沫的热释放速率和产烟量，使阻燃型聚氨酯泡沫具备较好的阻燃抑烟性能。
为了更好地说明本发明实施例提供的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法的有益效果，本发明还将实施例1~6制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫进行性能测试，其中，实施例1即为本发明提供的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法的制备流程，用于作为其余实施例的对比例。实施例1~6的具体工艺流程及参数如下：
实施例1
步骤201，将玄武岩纤维置入洗涤液洗涤2 h后取出，使用50°C的去离子水将洗涤后的所述玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干。
其中，所述洗涤液是由质量浓度为1.0 g／L的十二烷基磺酸钠溶液以及质量浓度为2.0 g／L的碳酸钠溶液共混形成的混合溶液；所述玄武岩纤维与所述洗涤液的浴比为1：50，洗涤温度为95°C。
步骤202，将烘干后的所述玄武岩纤维放入盛有磷酸溶液的容器中超声处理30min后，放入130°C的烘箱烘焙5 min，得到磷酸改性玄武岩纤维，使用去离子水将所述磷酸改性玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干。
其中，盛有磷酸溶液得容器内，烘干后的所述玄武岩纤维与所述磷酸溶液的浴比为1：20。
步骤203，按照烘干后的所述磷酸改性玄武岩纤维：磷酸三（2-氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：胺类催化剂：锡类催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5：20：100：1.5：0.2~0.3：0.2~0.3：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min。
步骤204，将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。
需要说明的是，在一种可能的情况下，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。
其中，本实施例制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的扫描电镜图如图2所示。
对图2示出的扫描电镜图进行观察可以发现，同时添加磷酸三（2-氯异丙基）酯和磷酸改性玄武岩纤维后制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的泡孔结构非常均匀，由于磷酸改性玄武岩纤维分布在泡棱，可提高泡棱和泡壁的强度，限制泡孔的收缩，阻燃型聚氨酯硬质泡沫中的裂缝基本消失，从而保障阻燃型聚氨酯硬质泡沫的力学性能及稳定性较佳。
实施例2
步骤301，按照聚醚多元醇：匀泡剂：胺类催化剂：锡类催化剂：发泡剂：异氰酸酯为100：1.5：0.2~0.3：0.2~0.3：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min。
步骤302，将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。
需要说明的是，在一种可能的情况下，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。
需要说明的是，实施例2相对实施例1，其原料中未加入磷酸改性玄武岩纤维和磷酸三（2-氯异丙基）酯。
实施例3
步骤401，按照磷酸三（2-氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：胺类催化剂：锡类催化剂：发泡剂：异氰酸酯为20：100：1.5：0.2~0.3：0.2~0.3：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min。
步骤402，将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。
需要说明的是，在一种可能的情况下，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。
需要说明的是，实施例3相对实施例1，其原料中未使用玄武岩纤维。
实施例4
步骤501，按照玄武岩纤维：聚醚多元醇：匀泡剂：胺类催化剂：锡类催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5： 100：1.5：0.2~0.3：0.2~0.3：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min。
步骤502，将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。
需要说明的是，在一种可能的情况下，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。
需要说明的是，实施例4相对实施例1，其原料中未加磷酸三（2-氯异丙基）酯，并使用普通玄武岩纤维代替磷酸改性玄武岩纤维。
实施例5
步骤601，按照烘干后的磷酸改性玄武岩纤维：聚醚多元醇：匀泡剂：胺类催化剂：锡类催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5： 100：1.5：0.2~0.3：0.2~0.3：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min。
步骤602，将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。
需要说明的是，在一种可能的情况下，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。
需要说明的是，实施例5相对实施例1，其原料中未加磷酸三（2-氯异丙基）酯。
实施例6
步骤701，按照玄武岩纤维：磷酸三（2-氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：胺类催化剂：锡类催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5：20：100：1.5：0.2~0.3：0.2~0.3：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min。
步骤702，将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。
需要说明的是，在一种可能的情况下，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。
需要说明的是，实施例6相对实施例1，其原料中使用普通玄武岩纤维代替了磷酸改性玄武岩纤维。
对上述实施例1~6制备得到的阻燃聚氨酯泡沫进行性能测试，测试结果如表1所示。需要说明的是，性能测试采用的相关测试参数和测试标准如下：
表观密度：按照GB/T 6343-2009，尺寸100mm*100mm*50mm。
残炭率：采用美国TA仪器公司Q500型热重分析仪测试，选择高纯氮气，温度范围为30~800°C，升温速率设为20°C /min，用量为5mg。
极限氧指数：根据GB/T 2406.2-2009用LFY-605自动氧指数测试仪测试。
压缩强度：根据ASTM D1621-2010在电子万能材料试验机上测试泡沫的压缩性能。
最大烟密度：根据GB/T 8627-2007用XP-2型建材烟密度测试仪测试，样品尺寸为6.2mm×25.4mm×25.4mm。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
表观密度kg/m<sup>-3</sup> 94.9 49.1 72.3 82.0 82.6 91.5
700°C残炭率/% 17.2 13.2 11.9 24.8 16.4 19.3
极限氧指数/% 29.8 19.6 24.6 26.5 26.7 27.2
压缩强度/MPa 0.479 0.235 0.266 0. 574 0. 381 0.528
最大烟密度/% 20.2 27.8 39.2 25.1 24.2 28.4
根据表1示出的数据可以看出，本发明提供的阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法（即实施例1）所制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的表观密度为94.9 kg/m-3，明显高于其余实施例所制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的表观密度数据；极限氧指数为29.8%，明显高于其余实施例所制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的极限氧指数数据；最大烟密度为20.2%，明显低于其余实施例所制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的最大烟密度数据。
对上述数据进行分析可知，本发明方法使用的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，通过采用磷酸改性玄武岩纤维与磷酸三（2-氯异丙基）酯协同阻燃聚氨酯硬质泡沫，实现在不用抑烟剂的基础上，通过添加环境友好型的阻燃纤维玄武岩纤维来降低产烟量，制备出的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的耐热性好、压缩强度高且极限氧指数高，而最大烟密度低，说明磷酸改性玄武岩纤维与磷酸三（2-氯异丙基）酯协同使聚氨酯硬质泡沫具有很好的阻燃抑烟和力学性能，因而，本发明制备得到的阻燃型聚氨酯硬质泡沫可以应用于适温范围广、阻燃性要求高的隔热保温材料领域。
虽然，前文已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之进行修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明的后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。

Claims (8)

1.一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将玄武岩纤维置入洗涤液洗涤2 h后取出，使用50～60°C的去离子水将洗涤后的所述玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；
将烘干后的所述玄武岩纤维放入盛有磷酸溶液的容器中超声处理30 min后，放入130°C的烘箱烘焙5 min，得到磷酸改性玄武岩纤维，使用去离子水将所述磷酸改性玄武岩纤维反复清洗至中性，然后置入60°C的烘箱进行烘干；
按照烘干后的所述磷酸改性玄武岩纤维：磷酸三（2-氯异丙基）酯：聚醚多元醇：匀泡剂：催化剂：发泡剂：异氰酸酯为5：20：100：1.5：0.4~0.6：25：100的重量配比依次进行准确称量后送入共混容器形成混合物，然后采用恒速搅拌器对所述共混容器中的混合物均匀搅拌15s后，将所述混合物置入温度为45°C的模具，所述恒速搅拌器的搅拌速度为1000r/min；
将所述模具与所述混合物共同置入干燥温度为60°C的电热鼓风干燥箱内发泡固化30min后取出，冷却脱模后得到阻燃型聚氨酯硬质泡沫。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤液是由质量浓度为1.0 g／L的十二烷基磺酸钠溶液以及质量浓度为2.0 g／L的碳酸钠溶液共混形成的混合溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玄武岩纤维与所述洗涤液的浴比为1：50，洗涤温度为95°C。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，烘干后的所述玄武岩纤维与所述磷酸溶液的浴比为1：20。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括胺类催化剂和锡类催化剂，所述催化剂中所述胺类催化剂与所述锡类催化剂的重量配比为1：1。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺，所述锡类催化剂为辛酸亚锡。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚醚多元醇的型号为4110，所述匀泡剂为有机硅油，所述发泡剂为HCFC-141b，所述异氰酸酯为聚合MDI。
8.一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述阻燃型聚氨酯硬质泡沫由权利要求1~7任一所述的阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法制备得到，所述阻燃型聚氨酯硬质泡沫包括磷酸改性玄武岩纤维和磷酸三（2-氯异丙基）酯。
CN201810827013.4A 2018-07-25 2018-07-25 一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法 Pending CN109054355A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810827013.4A CN109054355A (zh) 2018-07-25 2018-07-25 一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810827013.4A CN109054355A (zh) 2018-07-25 2018-07-25 一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109054355A true CN109054355A (zh) 2018-12-21

Family

ID=64835510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810827013.4A Pending CN109054355A (zh) 2018-07-25 2018-07-25 一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109054355A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112280290A (zh) * 2020-11-19 2021-01-29 嘉兴学院 一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
CN113563677A (zh) * 2021-07-23 2021-10-29 东营瑞致新材料有限公司 阻燃pvc泡沫及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1010720A1 (en) * 1998-12-17 2000-06-21 Enichem S.p.A. Method for preparation of flexible low-density polyurethane foams
US20080132611A1 (en) * 2006-03-24 2008-06-05 Century-Board Usa, Llc Polyurethane composite materials
CN102101942A (zh) * 2009-12-16 2011-06-22 郭青 一种增强型聚氨酯硬泡材料及其制造方法
CN102898044A (zh) * 2012-10-19 2013-01-30 四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司 玄武岩纤维表面改性浸润剂及其制备方法
CN103739821A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 苏州市万泰真空炉研究所有限公司 一种新型碳纤维增强型聚氨酯硬质泡沫塑料的制备方法
CN104847026A (zh) * 2015-06-03 2015-08-19 哈尔滨工业大学（威海） 玄武岩纤维布增强聚氨酯硬质泡沫复合保温板及其制备方法
CN106349446A (zh) * 2016-08-17 2017-01-25 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 一种高纤维含量纤维增强聚氨酯硬泡合成板材及其制作方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1010720A1 (en) * 1998-12-17 2000-06-21 Enichem S.p.A. Method for preparation of flexible low-density polyurethane foams
US20080132611A1 (en) * 2006-03-24 2008-06-05 Century-Board Usa, Llc Polyurethane composite materials
CN102101942A (zh) * 2009-12-16 2011-06-22 郭青 一种增强型聚氨酯硬泡材料及其制造方法
CN102898044A (zh) * 2012-10-19 2013-01-30 四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司 玄武岩纤维表面改性浸润剂及其制备方法
CN103739821A (zh) * 2013-12-20 2014-04-23 苏州市万泰真空炉研究所有限公司 一种新型碳纤维增强型聚氨酯硬质泡沫塑料的制备方法
CN104847026A (zh) * 2015-06-03 2015-08-19 哈尔滨工业大学（威海） 玄武岩纤维布增强聚氨酯硬质泡沫复合保温板及其制备方法
CN106349446A (zh) * 2016-08-17 2017-01-25 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 一种高纤维含量纤维增强聚氨酯硬泡合成板材及其制作方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张大省，周静宜主编: "《图解纤维材料》", 31 August 2015, 中国纺织出版社 *
王文广主编: "《聚合物改性原理》", 31 March 2018, 中国轻工业出版社 *
王阳，等: ""纳米SiO2/玄武岩纤维复合改性聚氨酯注浆材料研究"", 《化工新型材料》 *
许黛芳: ""高效阻燃硬质聚氨酯泡沫的制备及性能研究"", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112280290A (zh) * 2020-11-19 2021-01-29 嘉兴学院 一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
CN113563677A (zh) * 2021-07-23 2021-10-29 东营瑞致新材料有限公司 阻燃pvc泡沫及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kirpluks et al. Rigid polyurethane foam thermal insulation protected with mineral intumescent mat
EP2947105B1 (en) Flame-retardant urethane resin composition
RU2637027C2 (ru) Композиция в виде содержащей лигнин дисперсии, способ ее изготовления и применение
CN102942676B (zh) 全水基低密度软质聚氨酯喷涂型组合聚醚及其制备方法
CN103467701B (zh) 一种聚氨酯绝热保温发泡材料及其制备方法
JP5547722B2 (ja) 天然油ポリオールを用いる、硬質ポリイソシアヌレートフォームの製造方法
CN104629256B (zh) 一种喷涂聚氨酯泡沫用阻燃抑烟剂及其制备方法和应用
CN103421302A (zh) 一种阻燃抗静电抗菌软质聚氨酯泡沫及其制备方法
JP5818220B2 (ja) 発泡系遮断材における吸音の改善
CN109912837B (zh) 一种疏水性石墨烯气凝胶涂层阻燃硬质聚氨酯泡沫及其制备方法
CN103834157A (zh) 一种无卤无磷高阻燃硬质聚氨酯泡沫保温材料及其制备方法
CN109054355A (zh) 一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
CN104829812B (zh) 一种阻燃型硬质聚氨酯绝热泡沫材料及其制备方法
JP2010184974A (ja) 耐火断熱被覆材
CN104448185A (zh) 一种膨胀型硬泡聚氨酯及其制备方法
Kadam et al. Bio‐based engineered nanocomposite foam with enhanced mechanical and thermal barrier properties
CN110760049A (zh) 一种高性能洁净的海绵
JP2010522268A (ja) 低煙性難燃性ポリウレタンフォーム製剤
CN105384902B (zh) 一种建筑保温用新型环保阻燃聚氨酯材料
CN110117349A (zh) 一种超强阻燃海绵及其制备方法
CN108395515A (zh) 一种阻燃聚异氰脲酸酯硬质泡沫及其制备方法
CN104725587B (zh) 一种聚氨酯保温层修复剂及其应用和使用方法
US20200181355A1 (en) Composite flame retardant and polyurethane materials comprising the same
CN108102346A (zh) 一种阻燃硬质聚氨酯泡沫原料组合物
CN109354669A (zh) 一种接入磷杂菲基团的高效阻燃硬质聚氨酯泡沫材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181221

RJ01 Rejection of invention patent application after publication