[发明专利]一种聚氨酯抗压泡沫的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯抗压泡沫的制备方法，属于高分子材料技术领域。将聚醚多元醇与改性剂分散液按质量比8：1～8：2混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入聚醚多元醇质量0.1～0.2倍的催化剂，聚醚多元醇质量0.1～0.2倍的硅油，聚醚多元醇质量0.08～0.12倍的乳化剂，于温度为50～70℃，转速为300～320r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，得聚醚多元醇混合物，将聚醚多元醇混合物与异氰酸酯按质量比5：1～10：1混合，于温度为50～70℃，转速为240～280r/min的条件下，搅拌反应3～10min后，得增强聚氨酯泡沫。本发明所得聚氨酯抗压泡沫具有优异的阻燃性能和韧性。

技术领域

本发明公开了一种聚氨酯抗压泡沫的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚氨酯泡沫是一种重要的聚氨酯合成材料，具有多孔性、相对密度小、比强度高等特点，根据所用原料的不同和配方的变化可制成普通软泡、高回弹泡沫及硬泡等。不同的用途，对泡沫有着不同的要求。聚氨酯泡沫塑料具有密度低、比强度高、绝缘性好、比表面积大以及吸音等优异性能，被广泛用作隔热材料、防震材料、包装材料、吸音材料以及垫材等领域。但由于聚氨酯泡沫具有多孔性且密度较低，其极易遇火燃烧，并产生有毒气体（主要为HCN和CO）和烟尘，从而严重威胁人身健康和环境安全，大大制约着聚氨酯泡沫的应用与发展。因此，改善聚氨酯泡沫的阻燃性是当前提高聚氨酯泡沫性能的研究重点之一，其中添加阻燃剂是提高聚氨酯泡沫阻燃性最简便的方法。由于含卤阻燃泡沫燃烧时会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，造成“二次危害”，因此无卤阻燃是聚氨酯泡沫阻燃研究趋势之一。

聚氨酯硬质泡沫是目前性能最佳的隔热保温材料，随着化石资源的大量使用和人类环保意识的增强，以生物质资源替代化石资源制备聚氨酯泡沫的研究受到了广泛的关注。有研究者利用价格便宜的腰果酚、蓖麻油等生物质资源替代苯酚等石化资源制备阻燃型聚氨酯硬泡对发挥生物质资源优势、改善生态环境，促进聚氨酯行业的发展均有明显的促进作用。以生物质资源腰果酚、蓖麻油为原料，通过Mannich反应、烷氧化反应、醇解、酯化等反应合成新型聚醚、聚酯多元醇，进一步制备了性能良好的阻燃型聚氨酯硬质泡沫，研究生物质多元醇的结构对聚氨酯硬质泡沫性能的影响。研究结果表明：不同腰果酚替代量的Mannich聚醚多元醇发泡活性较高且相差不大，腰果酚对苯酚替代量越高，多元醇和发泡剂环戊烷相容性越好，泡沫相对压缩强度和导热系数越小，热稳定性稍差、成炭率和临界氧指数越低，热释放量和烟释放量稍高，且燃烧后的炭层开孔和破裂较多。对不同三聚氰胺添加量的聚醚多元醇和无卤阻燃剂EG、聚磷酸铵（APP）和乙基膦酸二乙酯（DEEP）复配制备的聚氨酯泡沫样品性能进行了分析，结果发现无阻燃剂时三聚氰胺替代量越高，泡沫相对压缩强度、导热系数和临界氧指数越大，热稳定性和成炭率高；和EG复配制备的阻燃泡沫具有较好的力学性能、热稳定性和氧指数，锥形量热显示燃烧的热释放峰值、热释放总量烟释放参数明显降低，残炭率和炭层致密连续性明显增强；在提高氧指数、烟产生和释放方面EG优于APP和DEEP；和DEEP、APP和EG复配制备的阻燃型聚氨酯泡沫的固化时间和导热系数有所升高；添加相同阻燃剂的样品其阻燃性能随着添加量的增加而增加，固体阻燃剂APP和EG在增加力学性能、热稳定性及降低CO/CO₂比值方面较液体阻燃剂DEEP效果好，含磷阻燃剂APP和DEEP在降低热释放速率方面优于EG，不同阻燃剂复配在炭层的致密性和连续性方面的效果优于单一阻燃剂。

但是目前传统的聚氨酯泡沫还存在韧性和阻燃性能不佳的问题，因此还需对其进行研究。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统聚氨酯泡沫韧性和阻燃性能不佳的问题，提供了一种聚氨酯抗压泡沫的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：