[发明专利]一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法。

背景技术

    随着科技的不断发展，各种新的材料被应用到了生活的各个领域，硬质聚氨酯(PUR-R)泡沫塑料具有优良的力学性能及耐化学腐蚀性能，并与多种材料具有很强的粘结力，而被广泛用作石油化工管道、冷藏设备、运输设备以及建筑物等的保温隔热材料。但是未经阻燃处理的PUR-R泡沫塑料的极限氧指数仅为17%左右，属易燃材料，燃烧过程中放出HCN、CO等有毒气体，给灭火及火场逃生带来很大的困难。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法。

一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1） 称量：按聚醚多元醇与MDI 的质量比为1:1.1称量所需的聚醚多元醇和MDI；

（2） 混合：将催化剂及稳定剂加入到聚醚多元醇中，用机械搅拌装置充分搅拌，混合均匀；然后将阻燃剂DMMP，TCPP，EG，ATH 加至其中，用机械搅拌装置充分搅拌，混合均匀，制得混合组分。

（3） 聚合发泡：将MDI 迅速加入到混合组分中，同时充分搅拌，约20 s 后，浇注到自制模具中成型。

（4） 制样：开模取出样品，去掉表面结皮层，得阻燃PUR-R 泡沫塑料。

本发明所述的一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的催化剂包括辛酸亚锡和发泡剂；加入量分别是辛酸亚锡0.2-1.0、发泡剂40-60。

本发明所述的一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的稳定剂为甲基硅油；其加入量为1.0-3.0。

本发明所述的一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法，其特征在于所述发泡剂为HCFC-141b。

本发明所述的一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法，通过对其制备工艺的改进，使得所制备的泡沫塑料具有较好的综合性，压缩强度得提高，烟密度等级降低。本发明所述的聚氨酯泡沫塑料的制备方法工艺简单，易于操纵，便于推广使用。

具体实施方式

一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括如下步骤：

（1） 称量：按聚醚多元醇与MDI 的质量比为1:1.1称量所需的聚醚多元醇和MDI；

（2） 混合：将催化剂及稳定剂加入到聚醚多元醇中，用机械搅拌装置充分搅拌，混合均匀；然后将阻燃剂DMMP，TCPP，EG，ATH 加至其中，用机械搅拌装置充分搅拌，混合均匀，制得混合组分。

（3） 聚合发泡：将MDI 迅速加入到混合组分中，同时充分搅拌，约20 s 后，浇注到自制模具中成型。

（4） 制样：开模取出样品，去掉表面结皮层，得阻燃PUR-R 泡沫塑料。

本发明所述的一种聚氨酯泡沫塑料的制备方法，步骤（2）中所述的催化剂包括辛酸亚锡和发泡剂；加入量分别是辛酸亚锡0.2-1.0、发泡剂40-60。步骤（2）中所述的稳定剂为甲基硅油；其加入量为1.0-3.0。所述发泡剂为HCFC-141b。当PUR-R 泡沫塑料燃烧时，DMMP，TCPP，EG和ATH受热分解释放出HCl，CO2，H2O等气体，能够稀释聚合物燃烧产生的可燃性气体和氧气的浓度，降低材料表面的温度，减慢燃烧速度，阻止燃烧继续进行；同时由DMMP，TCPP产生的偏磷酸和聚偏磷酸与EG燃烧后生成的蠕虫状碳以及由ATH分解产生的金属氧化物在聚合物表面形成保护层，隔绝空气和阻断火焰，即复合阻燃剂在气相和凝聚相起到阻燃作用。随着复合阻燃剂用量的增加，在气相和凝聚相两方面的阻燃效果不断增强，使LOI逐渐提高。实验证明，当复合阻燃剂用量超过16份时，PUR-R泡沫塑料的泡孔会出现严重的缺陷而发泡失败，故复合阻燃剂的用量是有限的。DMMP，TCPP燃烧时生成玻璃态的磷酸盐与EG燃烧后生成的蠕虫状碳以及由ATH分解产生的金属氧化物形成覆盖层，覆盖在阻燃PUR-R泡沫塑料的表面，使燃烧产生的烟尘难以逸出，从而降低了泡沫塑料的烟释放；但随着复合阻燃剂用量的继续提高，这种覆盖层引起的阻燃PUR-R泡沫塑料不完全燃烧导致其产生更多的烟，从而使得烟密度等级大幅升高。复合阻燃剂中的一定量固体颗粒具有增强作用，同时EG和ATH微粒可作为成核剂，增大阻燃PUR-R 泡沫塑料泡孔的密度，减小泡孔的尺寸，从而提高了阻燃PUR-R泡沫塑料的压缩强度；但是当复合阻燃剂用量过高时，反应体系的黏度过大而使得颗粒团聚，破坏了阻燃PUR-R泡沫塑料的结构，从而在其内部形成许多缺陷，导致其压缩强度有所下降，同时DMMP和TCPP的增塑作用也使阻燃PUR-R泡沫塑料的压缩强度有所下降。