[发明专利]一种聚氨酯泡沫组合物及利用该组合物制备聚氨酯泡沫的方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯泡沫组合物及制备聚氨酯泡沫的方法，泡沫组合物的原料组成包括：聚醚多元醇、多亚甲基多苯基异氰酸酯、发泡催化剂份、泡沫稳定剂、补充发泡剂、溶胶阻燃剂；胶阻燃剂的原料组成包括：溶胶催化剂、正硅酸四乙酯、磷酸三乙酯、尿素、金属盐。利用泡沫组合物通过发泡工艺就可制得硬质聚氨酯泡沫材料。本发明可实现不同阻燃成分混合均匀，增加阻燃协效性，还能改善无机阻燃剂在聚氨酯泡沫中分布不均匀，相容性差的缺点。

技术领域

本发明属于阻燃剂技术领域，具体涉及一种聚氨酯泡沫组合物及利用该组合物制备聚氨酯泡沫的方法。

背景技术

硬质聚氨酯 (RPUR) 泡沫是一种耐腐蚀，力学性能优异的泡沫材料，具有保温、粘结、防水、耐老化等优点，在建筑建材、家居、交通运输等领 域应用广泛，需求量不断扩大。但其在不添加阻燃剂时的极限氧指数基本只有18%左右。存在遇火易燃、火灾中产生大量浓烟和有毒气体等缺点，因此需要对聚氨酯泡沫材料进行阻燃改性，以使其达到国家建筑材料所规定的阻燃标准并具有良好的经济技术性。

聚氨酯泡沫的阻燃剂主要为卤系和无机金属氢氧化物阻燃剂。卤系阻燃剂燃烧毒性较大，且受环保要求卤系阻燃剂使用受到限制，传统的金属氢氧化物阻燃剂具有分解吸热，降低基体温度，热分解产物为水蒸气，对环境友好，能稀释空气中氧浓度、生成致密的金属氧化物层阻碍物质能量的传递等优点；但是存在添加量大、分散不均匀、与基体相容性差、基体力学性能大幅下降等缺点。

近年来磷系、氮系、硅系阻燃剂在使用过程中具有阻燃效果好，绿色环保等优势，得到国内外学者不断的研究和开发。

磷系阻燃剂是指基体燃烧过程中，含磷基团受热分解，生成强脱水型的偏磷酸、焦磷酸，不仅能促进基体成炭，自身还能形成玻璃状的或液态的保护层，具有较好的阻燃效果；氮系阻燃剂优点在于阻燃效率较高、无毒无害、成本低廉。含氮化合物在燃烧中分解生成NH₃、N₂、NO、水蒸气等不燃气体，在吸热降温的同时可降低可燃性气体氧气的浓度;硅系阻燃剂是指含有硅元素或以硅为骨架结构的一类阻燃剂，硅系阻燃剂不仅具有良好的阻燃性能，还能改善基体的加工性能、力学性能等，且无卤、低烟、低毒，是一类理想的通用型阻燃剂。单使用一种阻燃剂，阻燃效率不高，须与其他类型阻燃剂复合形成协同阻燃剂，能兼具低毒、无卤、低烟、阻燃效率高等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有复配协效阻燃效果的聚氨酯泡沫组合物以及利用该组合物制备聚氨酯泡沫的方法。

本发明提供的第一种聚氨酯泡沫组合物，其原料组成按重量配比关系计包括：聚醚多元醇20-30份、多亚甲基多苯基异氰酸酯35-45份、发泡催化剂1-2份、泡沫稳定剂2-5份、补充发泡剂2-4份、溶胶阻燃剂10-25份。

进一步的是，所述溶胶阻燃剂的原料组成按重量配比关系计包括：溶胶催化剂20-50份、正硅酸四乙酯和硅胶中的任一种或两种的任意质量比的组合物15-20份、磷酸三乙酯15-30份、尿素和三聚氰胺中的任一种或两种的任意质量比的组合物1-5份、金属盐5-15份。

更进一步的是，所述溶胶阻燃剂的制备方法包括以下步骤：按重量配比关系取各组分，将正硅酸四乙酯和硅胶中的任一种或两种的任意质量比的组合物、磷酸三乙酯加入溶胶催化剂中，温度25-40℃条件下搅拌至水解完全，然后加入尿素和三聚氰胺中的任一种或两种的任意质量比的组合物、金属盐，搅拌均匀后制得溶胶阻燃剂。

利用第一种聚氨酯泡沫组合物制备聚氨酯泡沫的方法，包括以下步骤：在25-40℃温度下，将聚醚多元醇、发泡催化剂、泡沫稳定剂、补充发泡剂和溶胶阻燃剂混合并搅拌均匀，再加入多亚甲基多苯基异氰酸酯并搅拌均匀，制得发泡料液；或者，在25-40℃温度下，将聚醚多元醇、发泡催化剂、泡沫稳定剂、补充发泡剂混合并搅拌均匀，再加入溶胶阻燃剂并搅拌均匀，最后加入多亚甲基多苯基异氰酸酯并搅拌均匀，制得发泡料液；将发泡料液送入发泡模具中进行发泡，发泡成型后再经熟化处理，便制得聚氨酯硬质泡沫材料。