CN114525029A - 一种无卤阻燃海绵及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于无卤阻燃海绵制作技术领域，具体为一种无卤阻燃海绵及其制备方法，包括聚醚多元醇70‑85份、甲苯二异氰酸酯25‑40份、聚丙烯20‑50份、氯磺化聚乙烯25‑40份、三(2‑氯乙基)磷酸酯10‑25份、硅油30‑40份、水20‑35份、发泡剂10‑15份、沉淀剂10‑25份、稳定剂2‑8份、催化剂1‑4份、抗氧剂2‑8份，本发明通过在原材料中加入聚丙烯、氯磺化聚乙烯、稳定剂、催化剂好和氧剂能够增加无卤阻燃海绵的耐磨性和韧性强度，且增加混合结构稳定性，和增加无卤阻燃海绵的抗老化和抗氧化性。

Description

一种无卤阻燃海绵及其制备方法
技术领域
本发明涉及无卤阻燃海绵的制作技术领域，具体为一种无卤阻燃海绵及其制备方法。
背景技术
防火海绵又称阻燃海绵，防火棉，阻燃棉，一般就是各种聚氨酯类添加阻燃剂合成的防火材料，主要应用于家具制造，按摩器材制造，婴儿车制造，装饰装修，汽车饰品，墙体吸音，保温管，防火门和防火卷帘等方面。
现有的无卤阻燃海绵在长时间使用后，容易氧化，且无卤阻燃海绵材质较软，导致卤阻燃海绵极易损坏，影响正常使用，为此，我们提出一种无卤阻燃海绵及其制备方法。
发明内容
鉴于上述和/或现有一种无卤阻燃海绵及其制备方法中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种无卤阻燃海绵及其制备方法，通过在原材料中加入聚丙烯、氯磺化聚乙烯能够增加耐磨性和韧性强度，再通过加入稳定剂、催化剂、抗氧剂，增加混合结构稳定性，且增加抗老化和抗氧化性，能够解决上述提出现有的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种无卤阻燃海绵，其包括：以下原料（按重量份计）：
聚醚多元醇70-85份、甲苯二异氰酸酯25-40份、聚丙烯20-50份、氯磺化聚乙烯25-40份、三(2-氯乙基)磷酸酯10-25份、硅油30-40份、水20-35份、发泡剂10-15份、沉淀剂10-25份、稳定剂2-8份、催化剂1-4份、抗氧剂2-8份。
一种无卤阻燃海绵的制备方法，还包括以下操作步骤：
S1：将聚丙烯、氯磺化聚乙烯放入粉碎机中进行粉碎；
S2：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯放入冷冻室中进行冷冻备用；
S3：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、水、稳定剂和聚丙烯与氯磺化聚乙烯混合粉末放入器皿中进行混合，再将混合均匀后的液体静置；
S4：对静置后的液体放入沉淀剂混合均匀；
S5：取混合后溶液的下层沉淀物，放入搅拌机中，再向搅拌机内加入硅油、发泡剂、稳定剂、催化剂和抗氧剂进行搅拌发泡；
S6：将发泡后的混合物放入模具中，再将模具放入干燥机中进行干燥；
S7：将干燥后的模具取出，放入切割机床内进行切割，进而得到无卤阻燃海绵。
作为本发明所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法的一种优选方案，其中：所述S1中对聚丙烯、氯磺化聚乙烯进行粉碎，直至无明显颗粒。
作为本发明所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法的一种优选方案，其中：所述S2中冷冻室内温度设置为-15度。
作为本发明所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法的一种优选方案，其中：所述S3中静置时间设置为6小时。
作为本发明所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法的一种优选方案，其中：所述S5中取混合后溶液的下层沉淀物后，需要将水剔除。
作为本发明所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法的一种优选方案，其中：所述S5中搅拌机转速设置为6000转/分钟。
作为本发明所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法的一种优选方案，其中：所述S6中干燥温度设置为35度，干燥时间设置为20分钟。
与现有技术相比：通过在原材料中加入聚丙烯、氯磺化聚乙烯能够增加无卤阻燃海绵的耐磨性和韧性强度，且增加了一定的抗老化能力，再通过加入稳定剂、催化剂、抗氧剂，增加混合结构稳定性，且增加无卤阻燃海绵的抗老化和抗氧化性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1，本发明提供一种无卤阻燃海绵及其制备方法，包括以下原料（按重量份计）：
聚醚多元醇70份、甲苯二异氰酸酯25份、聚丙烯20份、氯磺化聚乙烯25份、三(2-氯乙基)磷酸酯10份、硅油30份、水20份、发泡剂10份、沉淀剂10份、稳定剂2份、催化剂1份、抗氧剂2份；
其中聚醚多元醇是以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂，与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成，主要用于洗涤剂或消泡剂；
甲苯二异氰酸酯主要用于制造聚氨酯泡沫塑胶及橡胶,绝缘漆及粘合剂等；
聚丙烯为聚丙烯再生料，价格便宜，且具有耐冲耐寒，耐冲击强度好，高流动性，韧性高等特性，通过加入聚丙烯能够为无卤阻燃海绵提供较好的耐用性和韧性；
氯磺化聚乙烯由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经过氯化和氯磺化反应制得，具有耐老化性能、耐热及耐低温性、耐油性、耐燃性、耐磨性、及耐电绝缘性，能够为增加无卤阻燃海绵的材质性能；
三(2-氯乙基)磷酸酯是添加型阻燃剂，在聚氨酯软泡、硬泡生产中都能使用，但以用于硬泡效果更好，这是因为硬泡的闭孔率高，透气性小，阻燃剂挥发较困难，阻燃效果维持的比较长久，通过三(2-氯乙基)磷酸酯制作出的无卤阻燃海绵耐用性较好，且具有一定的阻燃性；
硅油和水在此用于对原料进行混合；
发泡剂经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物组成中形成细孔的化合物，能够更加容易对原料进行发泡，使原料融合更加均匀；
沉淀剂将原料与水进行分离，得到纯净的混合原料；
稳定剂能增加原料混合物的稳定性能，减慢反应,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解，增加无卤阻燃海绵的耐用性；
催化剂能改变反应物化学反应速率，增加原料混合物的混合速率；
抗氧剂可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命；
一种无卤阻燃海绵的制备方法，还包括以下操作步骤：
S1：将聚丙烯、氯磺化聚乙烯放入粉碎机中进行粉碎，直至无明显颗粒；
S2：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯放入冷冻室中进行冷冻备用，冷冻室内温度设置为-15度；
S3：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、水、稳定剂和聚丙烯与氯磺化聚乙烯混合粉末放入器皿中进行混合，再将混合均匀后的液体静置，静置时间设置为6小时；
S4：对静置后的液体放入沉淀剂混合均匀；
S5：取混合后溶液的下层沉淀物，且需要将水剔除，放入搅拌机中，再向搅拌机内加入硅油、发泡剂、稳定剂、催化剂和抗氧剂进行搅拌发泡，搅拌机转速设置为6000转/分钟；
S6：将发泡后的混合物放入模具中，再将模具放入干燥机中进行干燥，干燥温度设置为35度，干燥时间设置为20分钟；
S7：将干燥后的模具取出，放入切割机床内进行切割，进而得到无卤阻燃海绵。
实施例2，本发明提供一种无卤阻燃海绵及其制备方法，包括聚醚多元醇75份、甲苯二异氰酸酯30份、聚丙烯30份、氯磺化聚乙烯30份、三(2-氯乙基)磷酸酯15份、硅油35份、水25份、发泡剂12份、沉淀剂15份、稳定剂4份、催化剂2份、抗氧剂4份。
一种无卤阻燃海绵的制备方法，还包括以下操作步骤：
S1：将聚丙烯、氯磺化聚乙烯放入粉碎机中进行粉碎，直至无明显颗粒；
S2：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯放入冷冻室中进行冷冻备用，冷冻室内温度设置为-15度；
S3：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、水、稳定剂和聚丙烯与氯磺化聚乙烯混合粉末放入器皿中进行混合，再将混合均匀后的液体静置，静置时间设置为6小时；
S4：对静置后的液体放入沉淀剂混合均匀；
S5：取混合后溶液的下层沉淀物，且需要将水剔除，放入搅拌机中，再向搅拌机内加入硅油、发泡剂、稳定剂、催化剂和抗氧剂进行搅拌发泡，搅拌机转速设置为6000转/分钟；
S6：将发泡后的混合物放入模具中，再将模具放入干燥机中进行干燥，干燥温度设置为35度，干燥时间设置为20分钟；
S7：将干燥后的模具取出，放入切割机床内进行切割，进而得到无卤阻燃海绵。
实施例3，本发明提供一种无卤阻燃海绵及其制备方法，包括聚醚多元醇80份、甲苯二异氰酸酯35份、聚丙烯40份、氯磺化聚乙烯35份、三(2-氯乙基)磷酸酯20份、硅油35份、水30份、发泡剂14份、沉淀剂20份、稳定剂6份、催化剂3份、抗氧剂6份。
一种无卤阻燃海绵的制备方法，还包括以下操作步骤：
S1：将聚丙烯、氯磺化聚乙烯放入粉碎机中进行粉碎，直至无明显颗粒；
S2：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯放入冷冻室中进行冷冻备用，冷冻室内温度设置为-15度；
S3：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、水、稳定剂和聚丙烯与氯磺化聚乙烯混合粉末放入器皿中进行混合，再将混合均匀后的液体静置，静置时间设置为6小时；
S4：对静置后的液体放入沉淀剂混合均匀；
S5：取混合后溶液的下层沉淀物，且需要将水剔除，放入搅拌机中，再向搅拌机内加入硅油、发泡剂、稳定剂、催化剂和抗氧剂进行搅拌发泡，搅拌机转速设置为6000转/分钟；
S6：将发泡后的混合物放入模具中，再将模具放入干燥机中进行干燥，干燥温度设置为35度，干燥时间设置为20分钟；
S7：将干燥后的模具取出，放入切割机床内进行切割，进而得到无卤阻燃海绵。
实施例4，本发明提供一种无卤阻燃海绵及其制备方法，包括聚醚多元醇5份、甲苯二异氰酸酯40份、聚丙烯50份、氯磺化聚乙烯40份、三(2-氯乙基)磷酸酯25份、硅油40份、水35份、发泡剂15份、沉淀剂25份、稳定剂8份、催化剂4份、抗氧剂8份。
一种无卤阻燃海绵的制备方法，还包括以下操作步骤：
S1：将聚丙烯、氯磺化聚乙烯放入粉碎机中进行粉碎，直至无明显颗粒；
S2：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯放入冷冻室中进行冷冻备用，冷冻室内温度设置为-15度；
S3：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、水、稳定剂和聚丙烯与氯磺化聚乙烯混合粉末放入器皿中进行混合，再将混合均匀后的液体静置，静置时间设置为6小时；
S4：对静置后的液体放入沉淀剂混合均匀；
S5：取混合后溶液的下层沉淀物，且需要将水剔除，放入搅拌机中，再向搅拌机内加入硅油、发泡剂、稳定剂、催化剂和抗氧剂进行搅拌发泡，搅拌机转速设置为6000转/分钟；
S6：将发泡后的混合物放入模具中，再将模具放入干燥机中进行干燥，干燥温度设置为35度，干燥时间设置为20分钟；
S7：将干燥后的模具取出，放入切割机床内进行切割，进而得到无卤阻燃海绵。
将上述实施例1-4所制备的无卤阻燃海绵进行试验测试，得到以下数据：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
阻燃性 V-2 V-1 V-1 V-0
耐磨性（预计试样出现破损的摩擦次数：>50且≤200） 明显损坏 明显损坏 轻微损坏 轻微损坏
韧性/MPa 121 110 132 137
抗氧化性（额定稳定45摄氏度，氧气含量500ML） 氧化残留值20％ 氧化残留值35％ 氧化残留值27％ 氧化残留值37％
抗老化性（额定温度60℃、老化时间240H） 残留值15％ 残留值20％ 残留值10％ 残留值20％
将无卤阻燃海绵进行阻燃性、耐磨性、韧性、抗氧化性和抗老化性试验，由上表可知，实施例1的阻燃性为V-2，耐磨性有明显损坏，韧性测试强度为121/MPa，抗氧化性得到氧化残留值20％，抗老化性得到残留值15％，实施例2的阻燃性为V-1，耐磨性有明显损坏，韧性测试强度为110/MPa，抗氧化性得到氧化残留值35％，抗老化性得到残留值20％，实施例3的阻燃性为V-1，耐磨性有轻微损坏，韧性测试强度为132/MPa，抗氧化性得到氧化残留值27％，抗老化性得到残留值10％，实施例4的阻燃性为V-0，耐磨性有轻微损坏，韧性测试强度为137/MPa，抗氧化性得到氧化残留值37％，抗老化性得到残留值20％，由此可得实施例4数据较好，为最优材料配比；
通过在原材料中加入聚丙烯、氯磺化聚乙烯能够增加无卤阻燃海绵的耐磨性和韧性强度，且增加了一定的抗老化能力，再通过加入稳定剂、催化剂、抗氧剂，增加混合结构稳定性，且增加无卤阻燃海绵的抗老化和抗氧化性。
其中通过原材料中通过加入聚丙烯能够为无卤阻燃海绵提供较好的耐用性和韧性，加入氯磺化聚乙烯能够为增加无卤阻燃海绵的材质性能，通过加入三(2-氯乙基)磷酸酯，使制作出的无卤阻燃海绵耐用性较好，且具有一定的阻燃性，通过加入硅油和水在此用于对原料进行混合，通过加入发泡剂，使经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物组成中形成细孔的化合物，能够更加容易对原料进行发泡，使原料融合更加均匀，通过加入沉淀剂，能将将原料与水进行分离，得到纯净的混合原料，通过加入稳定剂能增加原料混合物的稳定性能，减慢反应,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解，增加无卤阻燃海绵的耐用性，通过加入催化剂能改变反应物化学反应速率，增加原料混合物的混合速率，通过加入抗氧剂可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命；
其中阻燃等级由V-0，V-1，V-2向HB逐级递减，V-0:对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下，V-1:对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭，不能有燃烧物掉下，V-2对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下，HB:UL.94和cSA C22.2No 0.17标准中最底的阻燃等。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种无卤阻燃海绵，其特征在于：包括以下原料（按重量份计）：
聚醚多元醇70-85份、甲苯二异氰酸酯25-40份、聚丙烯20-50份、氯磺化聚乙烯25-40份、三(2-氯乙基)磷酸酯10-25份、硅油30-40份、水20-35份、发泡剂10-15份、沉淀剂10-25份、稳定剂2-8份、催化剂1-4份、抗氧剂2-8份。
2.一种无卤阻燃海绵的制备方法，其特征在于，还包括以下操作步骤：
S1：将聚丙烯、氯磺化聚乙烯放入粉碎机中进行粉碎；
S2：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯放入冷冻室中进行冷冻备用；
S3：取聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、水、稳定剂和聚丙烯与氯磺化聚乙烯混合粉末放入器皿中进行混合，再将混合均匀后的液体静置；
S4：对静置后的液体放入沉淀剂混合均匀；
S5：取混合后溶液的下层沉淀物，放入搅拌机中，再向搅拌机内加入硅油、发泡剂、稳定剂、催化剂和抗氧剂进行搅拌发泡；
S6：将发泡后的混合物放入模具中，再将模具放入干燥机中进行干燥；
S7：将干燥后的模具取出，放入切割机床内进行切割，进而得到无卤阻燃海绵。
3.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法，其特征在于，所述S1中对聚丙烯、氯磺化聚乙烯进行粉碎，直至无明显颗粒。
4.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法，其特征在于，所述S2中冷冻室内温度设置为-15度。
5.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法，其特征在于，所述S3中静置时间设置为6小时。
6.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法，其特征在于，所述S5中取混合后溶液的下层沉淀物后，需要将水剔除。
7.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法，其特征在于，所述S5中搅拌机转速设置为6000转/分钟。
8.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃海绵的制备方法，其特征在于，所述S6中干燥温度设置为35度，干燥时间设置为20分钟。
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