CN111961250A - 一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,先制备浓度为80‑200g/L的植酸溶液,将聚氨酯软泡清洗干净并晾干后,浸入的植酸溶液中,浸渍25‑40min后,边搅拌边滴加硅烷偶联剂HK550,将搅拌反应后的产物放入微波炉中处理1‑3min,微波炉功率为780‑1000W,处理结束后,取出聚氨酯软泡,干燥后高温烘焙,然后自然冷却,用去离子水清洗后晾干。该方法所用材料简单、费用低廉,操作简单易行,处理过程绿色环保无毒无污染,制得的绿色阻燃聚氨酯软泡具有优异的热稳定性,难燃性,良好的耐久性能,极限氧指数达到38‑42,并具有优异的过滤和吸附性能,适合用于缓冲、隔音、环保过滤等领域。

Description

一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,属于材料加工技术领域。
背景技术
聚氨酯泡沫是以异氰酸酯和聚醚多元醇为主要原料,在发泡剂、催化剂等多种助剂的作用下,形成的具有孔隙结构的高分子聚合物。聚氨酯泡有软泡和硬泡两种。聚氨酯软泡多为开孔结构,具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能,主要用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材,工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。聚氨酯泡沫材料易燃,燃烧的烟雾有一定的毒性,因此聚氨酯泡沫在制备时常常加入阻燃剂,来提高聚氨酯泡沫的阻燃性能和热稳定性。通常添加的阻燃剂为磷系和卤系阻燃剂,这些阻燃剂在抑制燃烧的过程中会产生一定毒性的物质,对人体健康有一定程度的损伤。
随着对材料环保安全性要求日益增强,迫切需要一种热稳定性、阻燃性能优异,环境友好的阻燃聚氨酯材料。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,操作简单,制得的聚氨酯软泡材料环境友好,具有优异的阻燃性能,热稳定性能和优异的过滤吸附性能。
技术方案
一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将植酸溶于去离子水中,得到植酸溶液,所述植酸溶液的浓度为80-200g/L;
(2)将聚氨酯软泡用无水乙醇清洗干净后晾干,再浸入步骤(1)的植酸溶液中,25-40min后,边搅拌边滴加硅烷偶联剂HK550,搅拌反应30-60min;所述硅烷偶联剂HK550的用量为植酸重量的80%-100%;
(3)将步骤(2)搅拌反应后的产物放入微波炉中处理1-3min,微波炉功率为780-1000W;
(4)步骤(3)处理结束后,取出聚氨酯软泡,干燥后进行高温烘焙,然后自然冷却,用去离子水清洗后晾干,得到阻燃聚氨酯软泡材料。
进一步,步骤(1)中,所述植酸溶液的浓度为100-150g/L。
进一步,步骤(2)中,所述聚氨酯软泡与植酸溶液的浴比为1:80-100。
进一步,步骤(4)中,所述干燥温度为50-90℃。
进一步,步骤(4)中,所述高温烘焙的温度为170-190℃,时间为2-6min。
本发明的有益效果:
(1)本发明制备方法所用材料简单、费用低廉,操作简单易行,处理过程绿色环保无毒无污染。
(2)本发明的阻燃添加材料绿色无毒,经过处理的聚氨酯软泡的机械力学性能和回弹性能无明显下降;
(3)本发明方法所得的绿色阻燃聚氨酯软泡具有优异的热稳定性,难燃性,良好的耐久性能,极限氧指数达到38-42,并具有优异的过滤和吸附性能,适合用于缓冲、隔音、环保过滤等领域。
附图说明
图1为实施例1制得的阻燃聚氨酯软泡材料的实物照片;
图2为实施例1制得的阻燃聚氨酯软泡材料的显微镜照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明,但本发明的保护范围并不限于下述内容。下述实施例中,所述聚氨酯软泡购自盐城大丰薛氏海绵有限公司,海绵规格50PPI,微波炉的型号为MideaMM721NG1-PW。但均不限于此。
实施例1
一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将植酸溶于去离子水中,得到植酸溶液,所述植酸溶液的浓度为150g/L;
(2)将聚氨酯软泡用无水乙醇清洗干净后晾干,再浸入步骤(1)的植酸溶液中,聚氨酯软泡与植酸溶液的浴比为1:100,浸渍30min后,边搅拌边滴加硅烷偶联剂HK550,搅拌反应40min;所述硅烷偶联剂HK550用量为植酸重量的80%;
(3)将步骤(2)搅拌反应后的产物放入微波炉中处理1min,微波炉功率为1000W;
(4)步骤(3)处理结束后,取出聚氨酯软泡,50℃干燥后进行高温烘焙(170℃,6min),然后自然冷却,用去离子水清洗后晾干,得到阻燃聚氨酯软泡材料。
图1为实施例1制得的阻燃聚氨酯软泡材料的实物照片,图2为实施例1制得的阻燃聚氨酯软泡材料的显微镜照片。从图1可以看出,经过处理后,聚氨酯软泡外观形态和色泽没有明显改变,说明本发明方法对原聚氨酯海绵外观形态和表观色泽没有太大影响,从图2可以看出,经过处理后,微观上可以看出聚氨酯海绵微孔的胞壁略有增厚,胞孔形态没有破坏和改变,因此该处理对海绵的力学性质的损伤较小。
实施例2
一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将植酸溶于去离子水中,得到植酸溶液,所述植酸溶液的浓度为130g/L;
(2)将聚氨酯软泡用无水乙醇清洗干净后晾干,再浸入步骤(1)的植酸溶液中,聚氨酯软泡与植酸溶液的浴比为1:90,浸渍30min后,边搅拌边滴加硅烷偶联剂HK550,搅拌反应40min;所述硅烷偶联剂HK550用量为植酸重量的90%;
(3)将步骤(2)搅拌反应后的产物放入微波炉中处理2min,微波炉功率为900W;
(4)步骤(3)处理结束后,取出聚氨酯软泡,70℃干燥后进行高温烘焙(180℃,4min),然后自然冷却,用去离子水清洗后晾干,得到阻燃聚氨酯软泡材料。
实施例3
一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将植酸溶于去离子水中,得到植酸溶液,所述植酸溶液的浓度为100g/L;
(2)将聚氨酯软泡用无水乙醇清洗干净后晾干,再浸入步骤(1)的植酸溶液中,聚氨酯软泡与植酸溶液的浴比为1:80,浸渍30min后,边搅拌边滴加硅烷偶联剂HK550,搅拌反应60min;所述硅烷偶联剂HK550用量为植酸重量的100%;
(3)将步骤(2)搅拌反应后的产物放入微波炉中处理3min,微波炉功率为780W;
(4)步骤(3)处理结束后,取出聚氨酯软泡,90℃干燥后进行高温烘焙(190℃,2min),然后自然冷却,用去离子水清洗后晾干,得到阻燃聚氨酯软泡材料。
性能测试:
对实施例1-3制得的阻燃聚氨酯软泡材料进行热稳定性、防火测试UL-94等级、耐久性能、极限氧指数、力学性能的测试,其中,热稳定性测试方法参考的是,纺织品耐热性能的测定方法GB/T13767-1992;防火测试UL-94等级测试方法参考的是GB/T8332-2008泡沫塑料燃烧性能试验方法水平燃烧法;极限氧指数的测试方法参考的是GB/T2406-1993;弹性回复率的测试参考的是GB/T24442.1-2009纺织品压缩性能的测定第1部分:恒定法。测试结果见表1:
表1
Figure BDA0002655845030000041
由表1的测试结果可以看出,经过阻燃处理后聚氨酯泡沫的PPI值并没有明显变化,从一个侧面反映出该整理对被处理材料的力学性质影响不大,因此从测试的弹性恢复率值可以印证,改处理对材料的回弹性能没有显著的影响。为处理的聚氨酯海绵依然,防火等级最低,耐高温性能很差,经过本发明处理过后,极限氧指数有大幅度提高,防火等级和耐高温性都有大幅度增加。经过处理后阻燃,耐热性,防火性能改善非常明显。外观色泽和回弹性影响很小。

Claims (5)

1.一种阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将植酸溶于去离子水中,得到植酸溶液,所述植酸溶液的浓度为80-200g/L;
(2)将聚氨酯软泡用无水乙醇清洗干净后晾干,再浸入步骤(1)的植酸溶液中,25-40min后,边搅拌边滴加硅烷偶联剂HK550,搅拌反应30-60min;所述硅烷偶联剂HK550的用量为植酸重量的80%-100%;
(3)将步骤(2)搅拌反应后的产物放入微波炉中处理1-3min,微波炉功率为780-1000W;
(4)步骤(3)处理结束后,取出聚氨酯软泡,干燥后进行高温烘焙,然后自然冷却,用去离子水清洗后晾干,得到阻燃聚氨酯软泡材料。
2.如权利要求1所述阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述植酸溶液的浓度为100-150g/L。
3.如权利要求1所述阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述聚氨酯软泡与植酸溶液的浴比为1:80-100。
4.如权利要求1所述阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述干燥温度为50-90℃。
5.如权利要求1至4任一项所述阻燃聚氨酯软泡材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述高温烘焙的温度为170-190℃,时间为2-6min。
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