[发明专利]一种无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫材料是目前世界上公认最佳保温绝热材料，具有导热系数小、抗压强度高、粘结性好、易于加工等优点，广泛应用于电器冰箱冰柜、建筑墙体、工业管道及交通运输冷藏车的隔热保温是近年来应用需求新的增长点。但是，与传统无机隔热保温材料相比，包括聚氨酯泡沫材料在内的未阻燃高分子泡沫材料，具有易燃、火焰传播速度快等缺点，尤其是产烟量大的问题非常突出，已引起全社会的关注，尤其当其应用于建筑材料时，随着其的广泛使用，近年“2.9”央视附属大楼火灾、“11.15”上海市静安区教师公寓火灾以及“2.3”沈阳皇朝万鑫国际大厦墙体保温高分子泡沫材料火灾事故的发生已充分说明了这一点。

目前，为使硬质聚氨酯泡沫材料达到较好的阻燃效果，通常采用以下两种方法：（1）反应性阻燃剂，（2）添加性阻燃剂。

反应性阻燃剂是在聚氨酯易燃的分子结构中，引入难燃、耐温、低发烟、低毒性的环状结构化合物(异氰脲酸环、哑唑烷酮、芳香族环、碳化亚二胺键)，或引入具有难燃结构聚合物纳米颗粒，如CN201010174230.1专利所述。这样一方面大大提高了泡沫阻燃性、耐温性，同时大大地降低泡沫释放的烟雾毒性。但采用上述方法制备得到的阻燃聚氨酯保温材料成本较高，很难大面积推广，且一般引入的是卤素基团，环保很难解决。

添加性阻燃剂大多采用在聚醚多元醇体系中，引入液体磷酸酯、三聚氰胺、聚磷酸铵（APP）、红磷、纳米粘土、含氯、溴、磷等元素的阻燃剂，在多元醇中形成一个稳定的触变性分散体或微胶囊分散体，如CN200810071439.8，但阻燃效果不是很好。尤其现在市场上最为广泛使用的液体磷酸酯，很容易从聚氨酯基体中析出起霜，阻燃效果也受到一定的影响。

发明内容

本发明的目的是针对上述聚氨酯硬泡材料存在的问题，提供了一种新型无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料及其制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种新型环保无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料及其制备方法。本发明采用下述方法实现：

本发明的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，其特点是，该保温材料由组份A和组份B组成，所述的组份A与组份B的重量比是1:（1.0～1.3）；

所述的组份A由聚醚多元醇75～90重量份、催化剂0.5～5重量份、发泡剂环戊烷1～5重量份、泡沫稳定剂0.5～3重量份和无卤阻燃剂10～40重量份组成。

所述的组份B是聚合多异氰酸酯。

本发明所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，所述的聚醚多元醇是羟值为400～600KOH/g的聚醚多元醇。

本发明所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，所述的催化剂是二甲基乙醇胺和二月桂酸二丁基锡的混合物，二甲基乙醇胺与二月桂酸二丁基锡的重量比为（1～3）:1。

本发明所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，所述的泡沫稳定剂是带有Si-C链的有机硅。

本发明所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，所述的无卤阻燃剂是由膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和聚合物/无机纳米材料三者按比例混合而成，膨胀型阻燃剂:无机氢氧化物:聚合物/无机纳米材料的重量比是（1～4）:（1～3）:1。

本发明所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，所述的膨胀型阻燃剂是以聚磷酸胺为主的三源匹配膨胀体系阻燃剂或者是集酸源、碳源和气源为一体的大分子结构体系阻燃剂。

本发明所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，所述的以聚磷酸胺为主的三源匹配膨胀体系阻燃剂为德国Clariant公司的ExolitAP420、ExolitAP425、ExolitAP750阻燃剂、上海化工研究院的ANTI6、ANTI610阻燃剂，杭州捷尔思阻燃化工有限公司的JLS-PNP1、JLS-PNP1C、JLS-PNP1D阻燃剂中的一种或几种；所述的集酸源、碳源和气源为一体的大分子结构体系阻燃剂为美国Borg-Warner化学品公司的Melabis、美国Great Lake公司的Charguard329阻燃剂中的一种或几种。

本发明所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，所述的无机氢氧化物选自氢氧化镁、氢氧化铝中的一种。

本发明所述的无卤阻燃聚氨酯硬泡保温材料，所述的聚合物/无机纳米材料选自尼龙/蒙脱土纳米复合材料、尼龙/层状磷酸锆纳米复合材料、尼龙/氧化石墨纳米复合材料、尼龙/层状硅酸盐纳米复合材料、聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料、聚乙烯/层状磷酸锆纳米复合材料、聚乙烯/氧化石墨纳米复合材料、聚乙烯/层状硅酸盐纳米复合材料中的任意一种。