[发明专利]一种硬质阻燃聚氨酯泡沫

说明书

本发明提供了一种硬质阻燃氨酯泡沫及其制备方法和用途。该聚氨酯泡沫通过包含多异氰酸酯、聚合物多元醇、扩链剂、催化剂、阻燃剂、发泡剂的组合物制得，其中，上述阻燃剂是有机磷类阻燃剂和无机阻燃剂的复配组合物。该硬质聚氨酯泡沫既优异的阻燃性能，还具备更低的烟气释放速率，可以大大提高火灾受困人员的存活几率。

技术领域

本发明涉及一种硬质阻燃聚氨酯泡沫，其制备方法和用途。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫是在发泡剂、催化剂和泡沫稳定剂等存在的情况下，由多元醇和多异氰酸酯反应制得。由于硬质聚氨酯泡沫重量轻、绝热性好等特点，所以广泛用于城市供热管道、冷藏设备等领域。近年来，随着建筑业节能材料在我国的渗入发展，硬质聚氨酯泡沫各种优良的性能被建筑行业的人士看好，该材料逐渐用于建筑屋面、墙体等建筑领域。但是未经阻燃处理的硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能不足，还达不到建筑材料的防火阻燃要求。

从而人们纷纷需求提高硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能的方法。添加阻燃剂是本领域常见的一种方法。常见的阻燃剂有卤系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂和无机阻燃剂。经过近十年的发展，硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能已经达到了实际应用的要求，满足UL-94 V0的阻燃标准。根据近几年的火灾现场分析，火灾受困人员被大火直接烧死的只是很少的一部分，绝大部分遇难人员是因为火灾中释放大量烟气，中毒昏迷和致死。因此，目前急需寻求在达到所需要的阻燃性能的前提下，能够减少有毒烟气排放的建筑保温材料。

发明详述

本发明提供一种阻燃性能好且低烟气排放的硬质阻燃聚氨酯泡沫。

在本发明的一个技术方案中，提供了一种硬质阻燃聚氨酯泡沫，其由包含多异氰酸酯、聚合物多元醇、扩链剂、催化剂、发泡剂、阻燃剂的组合物制得，阻燃剂的量占整个组合物重量的25-45wt％。

本发明所使用的多异氰酸酯可以是本领域常见的各种多异氰酸酯，如六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯等，和/或上述二异氰酸酯的三聚体或多聚体。

上述聚合物多元醇是聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。优选，具有300-600的羟值和3.0以上的官能度。

在本发明中，扩链剂是含有多个异氰酸酯反应性基团的小分子化合物，如乙二醇、丙二醇、丁二醇、二甘醇等。

上述阻燃剂为有机磷类阻燃剂和无机阻燃剂的复配组合物，两者的质量比是60-90∶10-40。其中，无机阻燃剂是氧化锌、沸石和硼酸锌三种化合物的复配，粒径范围是20-1500nm。氧化锌、沸石和硼酸锌之间的质量比是10-25∶50-80∶10-25。

优选，氧化锌的粒径是20-200nm，优选50-100nm；沸石的粒径是800-1500nm，优选1100-1350nm；硼酸锌的粒径是100-950nm，优选400-700nm。

优选，沸石的比表面积是600-800m²/g，孔隙率≥50％。

本发明所使用的有机磷类阻燃剂是本领域常见的各种有机磷类阻燃剂，如磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、双酚A双(二苯基)磷酸酯、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、1，3-亚苯基磷酸四(2，6-二甲苯基)酯等。优选，有机磷类阻燃剂在加料前是颗粒形式，其粒径小于10mm、优选小于5mm和特别优选小于2mm。

在本发明中，催化剂选自叔胺类催化剂和金属盐类催化剂等本领域技术人员常用的催化剂。例如，叔胺是三亚乙基二胺、三乙胺、环己胺等；金属盐是乙酸钾、异辛酸钾、油酸钾、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡等。

发泡剂可以是化学发泡剂或物理发泡剂，如CO₂、水、异丁烷、环戊烷、正戊烷、异戊烷、二氯甲烷、氟利昂、HFC-134a、HCFC-141b等。