[发明专利]无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料及其制备方法

权利要求书

1.一种无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：以重量计，各组分含量为：魔芋飞粉多元醇100份，含P-N超支化有机硅改性石墨烯1～6份，多异氰酸酯100～180份，水5～30份，泡沫稳定剂1～5份，胺类催化剂0.1～3份，锡类催化剂0.1～3份；

所述的魔芋飞粉多元醇按如下方法制备而得：将魔芋飞粉、有机混合溶剂加入装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，在90～180℃下搅拌0～30min后，加入催化剂浓硫酸，继续在90～180℃下搅拌反应30～120min，反应结束后冷却，调节pH值至中性，即得到魔芋飞粉多元醇；所述有机混合溶剂为PEG400和丙三醇，丙三醇在有机混合溶剂中的含量为4～10％，且有机混合溶剂与魔芋飞粉的重量比为100：(20～50)，浓硫酸的用量为魔芋飞粉重量的0.1％～1％。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的含P-N超支化有机硅改性石墨烯按如下方法制备而得：首先，将氧化石墨烯分散在无水乙醇中，向分散系中加入与氧化石墨烯重量比为(0.1～2)：1的氨基硅烷和三烯丙基磷酸酯，氨基硅烷与三烯丙基磷酸酯的当量比为0.67～1.33，在15～70℃条件下反应12h～24h，经离心、洗涤、真空干燥，得到含P-N超支化有机硅改性的氧化石墨烯；然后，将上述含P-N超支化有机硅改性的氧化石墨烯分散于无水乙醇中，超声分散成均匀的分散液，再加入水合肼，在80～100℃下反应2～4h，冷却后经离心、洗涤、真空干燥，得到含P-N超支化有机硅改性石墨烯。

3.根据权利要求2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述氨基硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或3-氨基丙基三甲氧基硅烷。

4.根据权利要求3所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述氨基硅烷和三烯丙基磷酸酯在加入到分散在无水乙醇中的氧化石墨烯前，先分别用无水乙醇进行分散。

5.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的多异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种。

6.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂。

7.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的胺类催化剂为双(二甲氨基乙基)醚、五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺、三甲基羟乙基双氨乙基醚、2,2-双吗啉二乙基醚、三甲基羟乙基乙二胺、苄基二甲胺中的一种或两种以上。

8.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的锡类催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二硫醇二辛基锡、二丁基氧化锡中的一种或两种以上。

9.权利要求1至8任一项所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1)将魔芋飞粉多元醇，含P-N超支化有机硅改性石墨烯，水，催化剂，泡沫稳定剂加入容器中，在18～35℃下，用高速分散机混合均匀，转速为500～1000r/min，搅拌时间为1～5min，得到质地均一的乳白色粘稠状液态混合物；

2)将多异氰酸酯快速倒入到上述容器中，混合搅拌10～15s，搅拌转速为500～1000r/min；当容器中有气泡冒出、混合物发白时，立即将混合物倒入模温为20～45℃的模具中进行发泡成型；泡沫在模具中成型后，脱模，经后熟化后，即得无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料。