[发明专利]一种阻燃保温型聚氨酯材料

说明书

本案涉及一种阻燃保温型聚氨酯材料，是由如下重量份的原料制成：10～20份多元醇组合物；10～20份PM‑200；0.03～0.05份催化剂；2～5份发泡剂；0.2～0.5份匀泡剂；其中，所述多元醇组合物按质量百分比计包括20～50％的磷‑氮多元醇、10～20％硅‑硼阻燃剂以及余量的聚酯多元醇；所述磷‑氮多元醇的结构式如下所示：本发明的阻燃保温聚氨酯材料通过含磷、氮、硅、硼、氟的多元醇组合物与多次甲基多苯基异氰酸酯反应制得，使得聚氨酯材料不仅具有优良的阻燃性能，而且还具有优异的力学性能，抗压强度高；此外尺寸稳定性好、导热系数低也是一种性能优良的保温材料。

技术领域

本发明涉及聚氨酯合成领域，具体为一种阻燃保温型聚氨酯材料。

背景技术

聚氨酯是一类用途非常广泛的化学制品，在皮革、鞋底、箱包、泡沫、涂料及粘合剂等众多领域均能见到聚氨酯的身影。通过适当调整聚氨酯材料中的某些比例与成分，能够得到性能完全不同的工业产品。多元醇是制备聚氨酯树脂的主要原材料，聚氨酯树脂的特性大部分与多元醇的组成及类型相关，它组成了聚氨酯革的软段。

随着人类社会的快速发展，人们对材料的性能如阻燃性、抗污性、保温性等有了更高的要求。然而目前，聚氨酯阻燃主要还是以添加阻燃剂的方式来实现，这种方式达到的阻燃性能会随着时间的延长而逐渐降低，并且部分阻燃剂通常是一些小分子液体物质与聚氨酯合成过程中的各组分之间相容性差，导致成品易向外释放有害的有机物质，易对人体造成潜在伤害。

因此，应用于聚氨酯树脂中的反应型阻燃剂是近年来的研究热点，阻燃剂按照阻燃元素的种类来分，可分为卤系、磷系、氮系、磷-氮系、硅系以及金属系等。卤系阻燃剂最早应用，阻燃效果较高，价格低廉，但易对环境和设备造成较大的损害，因而无卤化的阻燃剂成为发展趋势。其它元素的阻燃剂也各自存在一些缺点，例如磷酸酯类阻燃剂的耐水解性较差，含氮阻燃剂的阻燃效果不理想，硅系阻燃剂的价格昂贵不适宜大规模使用等。除此之外，单一阻燃剂的使用只能带来阻燃效果，如何使最终制得的聚氨酯材料在保持良好的阻燃性能的同时又保持良好的抑烟性和保温性是本案的研究重点。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种聚氨酯材料的原料组成，通过该适配的原料可以制得阻燃保温型的聚氨酯。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种阻燃保温型聚氨酯材料，是由如下重量份的原料制成：

其中，所述多元醇组合物按质量百分比计包括20～50％的磷-氮多元醇、10～20％硅-硼阻燃剂以及余量的聚酯多元醇；所述磷-氮多元醇的结构式如下所示：

优选地，所述聚酯多元醇选自2000分子量的聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇己二醇酯二醇、聚己二酸甲基丙二醇丁二醇酯二醇中的一种或多种。

优选地，所述硅-硼阻燃剂的制备过程为：将硅藻土粉分散于去离子水中，分散均匀后加入适量脂肪族聚氧乙烯醚表面活性剂，之后加入一定质量的硼酸溶液，边搅拌边加入，于50～60℃脱水干燥，之后煅烧得到含硼硅藻土粉；将含硼硅藻土粉加入到一定浓度的含氟聚醚多元醇溶液中，充分搅拌后静置24h，离心分离，去除上清液后加入去离子水继续离心，重复6-7次，得到固体在烘箱中烘干。

优选地，所述硅藻土粉在使用之前需进行预处理，具体过程为将粗硅藻土研磨后分散在去离子水中，加入3mol/L浓硫酸，在70～80℃下快速搅拌1～2h，用水洗涤至中性，干燥后研磨过筛。

优选地，所述含氟聚醚多元醇是在引发剂的作用下将六氟丙烯接枝到聚四亚甲基醚二醇链中的含氟聚醚二元醇。

优选地，所述硼酸的用量为硅藻土粉质量的0～10％，表面活性剂的用量与硅藻土粉的比例为20mg/g；所述含氟聚醚多元醇溶液的浓度为0.5～1mg/ml，含硼硅藻土粉与含氟聚醚多元醇溶液的用量比为5mg/ml。