[发明专利]一种基于D-木糖基反应型环状磷酸酯的阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于D‑木糖基反应型环状磷酸酯的阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，本发明采用多羟基化合物、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、异氰酸酯以及反应型环状磷酸酯阻燃剂为原料复合加工得到阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其中所用阻燃剂为反应型环状磷酸酯，此类阻燃剂磷含量高，具有环状结构，因此阻燃效果较佳，热稳定性高，可以制备出一种高效、环保阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料；本发明使用的反应型环状磷酸酯阻燃剂，阻燃效率高，用量少，不仅节约成本，而且与基材相容性好，不易迁移和渗出；同时本发明制备的高效、环保阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，原料来源充足以及成本低廉，制备方法简单、工业条件易控制，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种基于D-木糖基反应型环状磷酸酯的阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)一般由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物通过加聚反应生成。聚氨酯产品分为泡沫制品和非泡沫制品，泡沫制品又分为硬质、软质和半硬质泡沫。其中硬质聚氨酯泡沫塑料具有优良的物理机械性能、声学性能、电学性能、力学性能以及耐酸耐碱性能，并与多种材料具有很强的粘结力，因而被广泛用于汽车工业、家电工业以及建筑工业等领域。但由于聚氨酯材料在空气中易燃，并分解产生大量有毒烟雾，会引起火灾并造成人员伤亡以及巨大经济损失等，因此限制其发展应用，所以阻燃硬质聚氨酯材料的研究是目前聚氨酯材料研究的热点。近年来，无卤阻燃聚氨酯得到了很大发展，目前，用于制备无卤阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃剂主要是添加型阻燃剂，其具有工艺简单，价格低廉等优点。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于D-木糖基反应型环状磷酸酯的阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，本发明制备的聚氨酯泡沫可以有效解决目前无卤阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料在发展中遇到的问题，如常规聚氨酯极易燃烧并且会产生大量有毒气体，有一定的应用潜力，同时由于本发明使用的反应型阻燃剂性能更加优良，不沉降、分散性好，阻燃效率更高。

本发明还提供所述阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法所制备的阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述基于D-木糖基反应型环状磷酸酯的阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多羟基化合物、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂以及反应型环状磷酸酯阻燃剂搅拌均匀，制成聚氨酯组合物A；

(2)将异氰酸酯加入聚氨酯组合物A中，再次搅拌均匀得到混合液B，发泡温度控制在15-35℃，转速控制在2000-3000转，发泡时间控制在6-10s；

(3)将混合液B快速倒入模具中使其发泡成型，再将泡沫熟化后即可得到阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料。

其中，所述多羟基化合物为聚醚多元醇(分子量为600-30000)、聚二丁烯二元醇(分子量为600-2000)、山梨醇中的一种或多种。

作为优选，结合考虑到硬质聚氨酯硬泡的性能，所述多羟基化合物为聚醚多元醇，其中分子量为800-1600，最优值为850。

其中，所述泡沫稳定剂为L-6900L、DC193、5604、B8418、B8460、AK-8801、AK-8803或AK-8808中的一种或者多种，泡沫稳定剂用量为每加入100g多羟基化合物，添加0.3～2.5g；所述发泡剂为HCFC-141、HCFC-141b、CFC-11、水、正戊烷或环戊烷中的一种或者多种，发泡剂用量为每加入100g多羟基化合物，添加4.0～10.0g；所述催化剂为胺类催化剂或有机金属催化剂，胺类催化剂为五甲基二亚烷基三胺、二甲基乙醇胺，有机金属催化剂为辛酸亚锡，最优选使用二甲基乙醇胺催化剂，催化剂用量为每加入100g多羟基化合物，添加0.5～3.0g。

其中，所述D-木糖基反应型环状磷酸酯为反应型磷酸酯类阻燃剂分子，结构不含卤素，含有羟基个数大于等于2，含有磷酸酯基团，使得此类阻燃剂具有较好的增塑性、导热性和水解稳定性。