[发明专利]一种膨胀阻燃聚氨酯的制备方法

说明书

本发明公开了高分子材料技术领域的一种膨胀阻燃聚氨酯的制备方法，其特征在于：该膨胀阻燃聚氨酯的制备方法包括如下步骤：备料：聚醚三元醇、聚氧化乙烯二醇、发泡剂尿素、发泡剂碳酸有机醇胺盐、乙基己酸钾、二月桂酸二丁基烯、稳泡剂、共聚反应单体阻燃剂、纳米氢氧化铝、八钼酸铵、异氰酸酯若干份；搅拌、分散：将聚醚三元醇、聚氧化乙烯二醇、发泡剂尿素、发泡剂碳酸有机醇胺盐、2‑乙基己酸钾、二月桂酸二丁基烯、稳泡剂、共聚反应单体阻燃剂、纳米氢氧化铝和八钼酸铵加入到分散机内，本发明有效的解决了有机阻燃剂在聚氨酯树脂中的分散性和相容性问题，增加了阻燃剂的阻燃效率，提高了聚氨酯泡沫塑料的力学性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种膨胀阻燃聚氨酯的制备方法。

背景技术

聚氨酯（PU）泡沫塑料是由异氰酸酯与多元醇反应，加入匀泡剂、发泡剂、固化剂形成的一种硬质、热固型泡沫塑料，是目前使用量最大的硬质泡沫产品，广泛地应用于家具、汽车工业、建筑、运输减震、绝缘和隔热材料中。然而由于PU泡沫塑料为多孔状结构，密度较低，可燃成分多，阻燃性很差，极限氧指数(LOI)通常在17%~19%之间。同时，聚氨酯泡沫燃烧时会产生大量的一氧化碳、氢氰酸等剧毒气体及烟尘，极大地限制了其应用。因此，提高PU泡沫的阻燃性已成为迫切需要解决的问题。

目前，提高阻燃性的途径主要有两个：一是添加含卤素、氮、磷等元素的阻燃剂；二是利用共聚方法引入卤素、氮、磷、锑等原子，得到结构型阻燃材料。由于添加型阻燃剂会使PU泡沫塑料的机械强度降低，阻燃剂也会随着时间的推移逐渐析出，阻燃效果降低。反应型的阻燃PU阻燃机理是通过将一些阻燃元素或基团接入PU分子结构中，从而起到阻燃改性作用。

考虑到环保问题，含氮、磷化合物成为一类增长迅速的阻燃剂。它们的主要优点是在燃烧时没有氢卤酸生成，阻燃效率介于卤素化合物和三水合铝、氢氧化镁之间。金属氢氧化物分解放出水，对环境无污染，但是其活性低，需要大量添加才能起作用，这样会改变聚合物的力学性能。卤素类化合物活性高，但分解产生的氢卤酸毒性大，发烟量也很大。磷化物的阻燃机理是能消耗聚合物燃烧时的分解气体，促进不易燃烧的炭化物生成，阻止氧化反应的进行，从而抑制燃烧的进行。针对这一问题，根据氮、磷的协同阻燃机理，并在合成阶段引入氮、磷元素，从而提高PU泡沫塑料的阻燃性。在合成共聚反应单体阻燃剂的过程中引入磷元素和氮元素，从而将磷、氮元素引入到PU中，利用磷、氮的协同阻燃机理来提高PU泡沫塑料的阻燃性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膨胀阻燃聚氨酯的制备方法，以解决上述背景技术中提出的聚氨酯泡沫塑料膨胀阻燃的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种膨胀阻燃聚氨酯的制备方法，其特征在于：该膨胀阻燃聚氨酯的制备方法包括如下步骤：

S1：备料：聚醚三元醇：100份、聚氧化乙烯二醇：10-40份、发泡剂尿素：3-15份、发泡剂碳酸有机醇胺盐：2-10份、2-乙基己酸钾：0-4份、二月桂酸二丁基烯：0-4份、稳泡剂：0-10份、共聚反应单体阻燃剂：15-40份、纳米氢氧化铝：0-10份、八钼酸铵：0-5份、异氰酸酯若干份；

S2：搅拌、分散：将聚醚三元醇、聚氧化乙烯二醇、发泡剂尿素、发泡剂碳酸有机醇胺盐、2-乙基己酸钾、二月桂酸二丁基烯、稳泡剂、共聚反应单体阻燃剂、纳米氢氧化铝和八钼酸铵加入到分散机内，进行搅拌分散，然后与异氰酸酯按照质量比为1.2-1.6∶1.0进行混合；

S3：成型：将混合液注入模具内，经成型、熟化制得膨胀阻燃聚氨酯泡沫塑料。

优选的，所述步骤S2中的分散机的转速为400-800转/分，搅拌分散时间为20-60分钟，加入异氰酸酯后的分散机的转速为500转/分，搅拌分散时间为3-10分钟。

优选的，所述步骤S1中的共聚反应单体阻燃剂是由双螺环磷酰氯与乙二胺，在溶剂和缚酸剂存在的条件下，于0-100℃反应1-10小时，分离得到的。