[发明专利]一种磷氮协同阻燃的软质聚氨酯泡沫塑料

说明书

技术领域

本发明属于泡沫塑料技术领域，具体涉及一种磷氮协同阻燃的软质聚氨酯泡沫塑料。

背景技术

软质聚氨酯泡沫塑料(Flexible polyurethane foam)是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是用量最大的一种聚氨酯产品。因其多为开孔结构，通常具有密度低、透气、吸音、保温、回弹性好等特点，广泛应用于过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热保温材料等。由于上述材料大多用于建筑装饰领域，因此提高软质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能显得尤为重要。

添加型方式是提高PU阻燃性能最为经济有效的方法。中国专利ZL201110449542.3报道了一种阻燃聚氨酯材料，A组份由聚醚多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、发泡剂和阻燃剂组成，B组份为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，A、B反应得到阻燃型聚氨酯材料。中国专利ZL201210022575.4报道了一种阻燃聚氨酯，由以下原料组成：多元醇混合物60～75％、泡沫稳定剂1.0～2.0％、催化剂2.0～3.5％、阻燃剂10～18％、发泡剂10～20％和水1.2～1.6％。该发明的优点在于生产的聚氨酯泡沫具有良好的阻燃性能。

综上，现有聚氨酯泡沫阻燃研究广泛。但是，采用添加型阻燃剂也存在一些不足，如为达理想的阻燃效果，添加量较大，影响基体树脂的常规性能；阻燃剂与基体树脂不相容，长期贮存或使用时有效成分会迁移到材料表面流失，发生类似橡胶的“喷霜”现象。

发明内容

本发明的目的在于避开添加型技术的缺陷，提供一种磷氮协同阻燃的软质聚氨酯泡沫塑料。

本发明的具体技术方案如下：

一种磷氮协同阻燃的软质聚氨酯泡沫塑料，其原料包括如下重量份的组份：

其中，所述反应型磷氮阻燃剂为4,4′-[1,4-苯基-双亚磷酸二乙酯基-二次甲亚氨基)]二苯酚(P/N-FR)，结构式为：

其制备方法参考自引文献(Huan Liu,Kai Xu,Hualun Cai,Jiangxun Su,Xin Liu,Zien Fu,Mingcai Chen.Thermal properties and flame retardancy of novel epoxy based on phosphorus-modified Schiff-base[J].Polymers for Advanced Technologies,2012,23(1):114–121)。

本发明的一个优选实施方案中，所述反应型磷氮阻燃剂与聚醚多元醇的重量比范围为1:9～9:1。

本发明的一个优选实施方案中，所述聚醚多元醇为软泡类聚氨酯用，如聚醚多元醇4110，粘度(25℃)为3500～4500mPa·s，羟值为430～470mg KOH/g(还可以是任意其它商用聚氨酯用多元醇)。

本发明的一个优选实施方案中，所述胺类催化剂为三亚乙基二胺。

本发明的一个优选实施方案中，所述匀泡剂为硅碳键型匀泡剂。

本发明的一个优选实施方案中，所述发泡剂为水。

本发明的一个优选实施方案中，所述异氰酸酯的粘度(25℃)为145～245mPa·s，NCO质量百分数含量为29.8％～31.8％(还可以是任意其它商用聚氨酯用多元醇)。

本发明的一个优选实施方案中，所述有机金属催化剂为辛酸亚锡。

上述磷氮协同阻燃软质聚氨酯泡沫塑料的制备方法如下：

1)将反应型磷氮阻燃剂、聚醚多元醇、胺类催化剂、匀泡剂、发泡剂混合，得到混合物组份A；

2)将异氰酸酯与有机金属催化剂混合，得到混合组份B；

3)将混合组份B加入混合组份A，倒入模具，进行发泡，熟化，脱模工序后，最终制得本发明专利的磷氮协同阻燃软质聚氨酯泡沫塑料。

通过改变聚醚多元醇与P/N-FR的用量比，可制备出一系列不同磷氮含量的阻燃软质聚氨酯泡沫塑料。

本发明主要的有益效果在于：

1)本发明的反应型阻燃剂P/N-FR为一种含磷氮阻燃元素的二元醇，与聚醚多元醇的功能类似，能与异氰酸根发生化学反应生成氨基甲酸酯基团，形成与阻燃元素强制相容的聚氨酯网络；

2)本发明的泡沫塑料将阻燃性能优异的P、N元素以共价键形成引入聚氨酯网络中，形成了磷/氮协同的，阻燃性能优异的聚氨酯材料，避免了以物理共混方式的树脂长期贮存和使用时阻燃元素的迁移，增加了聚氨酯泡沫的使用条件和使用年限。

附图说明