[发明专利]一种含氮本征结构的阻燃聚氨酯硬泡及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氮本征结构的阻燃聚氨酯硬泡及其制备方法，属于阻燃高分子技术领域。

背景技术

聚氨酯硬质泡沫简称聚氨酯硬泡，是由聚醚多元醇、聚酯多元醇或两者复配使用，与聚合MDI反应制备所得。未经阻燃处理的聚氨酯硬泡的氧指数在18左右，属于易燃材料。目前对其进行阻燃处理主要有两种方法：一种是外加阻燃剂法，如添加三（氯异丙基）磷酸酯(TCPP)、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、三聚氰胺、三氧化锑、氢氧化铝等含有磷、氯、溴、锑、铝等元素的有机或无机化合物，但外加阻燃剂法存在聚氨酯硬泡长期使用易迁移、阻燃效果下降以及泡沫物理性能受损等缺点；另一种为结构阻燃技术，此方法是将阻燃元素（磷、氯、溴等）或阻燃基团（苯环、大杂环等）通过化学键引入到聚醚链段或异氰酸酯上，其稳定性较好，不易迁移，目前市场上所供应的主要有含N、P和卤素（Cl和Br）的结构性阻燃聚氨酯保温材料，此种材料多有价格高、燃烧气体毒性大、烟雾重等缺陷，很大程度上限制其推广应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决添加型阻燃聚氨酯硬泡因阻燃剂渗析迁移而导致阻燃不持久、现有的结构型聚氨酯硬泡生产成本较高等不足，从而提供了一种低成本的、高阻燃的含氮本征结构的阻燃聚氨酯硬泡及其制备方法。

本发明的技术方案

一种含氮本征结构的阻燃聚氨酯硬泡，由A组分和B组分组成，按重量比计算，A组分：B组分的重量比为1:1~1.7；

其中所述的A组分，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：

含氮结构的阻燃聚醚多元醇          20~40份

发泡催化剂                   1~5份

泡沫稳定剂                   0.5~1.0份

物理发泡剂                   1~3份

水                       1~3份

所述的发泡催化剂为三乙烯二胺、N,N-二甲基环己烷、四甲基乙二胺、二甲基乙醇胺中的一种或两种以上组成的混合物；

所述的泡沫稳定剂为硅油、硅碳型稳定剂或硅油与硅碳型稳定剂组成的混合物；

所述的物理发泡剂为HCFC-141b、环戊烷、F-11、HFC-245fa中的一种或两

种以上组成的混合物；

所述的含氮结构的阻燃聚醚多元醇，按重量份数计算，其原料组成及含量如下：

苯酚                      5~20份

甲醛                      15~45份

碱性催化剂                0.01~0.08份

三聚氰胺                  5~15份

共起始剂                  2~5份

环氧氯丙烷                55~150份

聚合催化剂                0.5~1.9份；

其中所述的甲醛为质量百分比浓度为35~40%的甲醛水溶液；

所述的碱性催化剂为质量百分比浓度为20~40%的氢氧化钡水溶液、

质量百分比浓度为10~50%的NaOH水溶液、质量百分比浓度为10~50%的KOH水溶液，质量百分比浓度为5~25%的氨水或质量百分比浓度为5~10%碳酸钠水溶液； 

所述的共起始剂为乙二醇、丙三醇、1, 4-丁二醇、三乙醇胺、二乙醇胺、蔗糖或三羟甲基丙烷； 

所述的聚合催化剂为质量百分比浓度为10~50%的NaOH水溶液、质量百分比浓度为10~50%的KOH水溶液或三氟化硼乙醚络合物；

所述的B组分为多苯基多亚甲基多异氰酸酯（以下简称PAPI）。

上述的一种含氮本征结构的阻燃聚氨酯硬泡的制备方法，具体包含以下步骤:

（1）、含氮结构的阻燃聚醚多元醇的制备

将苯酚加热融化，再向其中加入碱性催化剂，升温至50~90℃后，加入甲醛总重量份的50~90%，反应1~3 h，得到含甲阶酚醛树脂的反应液；

向所得的含甲阶酚醛树脂的反应液中加入三聚氰胺和余量的甲醛，控制温度为60~90℃进行反应至混合物澄清透明，得到含羟甲基化三聚氰胺-酚醛树脂的反应液；