[发明专利]一种抑烟剂、阻燃和抑烟硬质聚氨酯泡沫的制备

说明书

本发明涉及一种抑烟剂、阻燃和抑烟硬质聚氨酯泡沫的制备，属于阻燃材料技术领域。将多元醇、扩链剂、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、反应型阻燃剂及抑烟剂混匀，得到醇体系；向醇体系中加入异氰酸酯，然后进行加热，即得到硬质聚氨酯泡沫。抑烟剂的制备将碳材料加入到有机溶剂中，再加入硝酸铜和硝酸钴，然后再加入有机配体，得到双金属的金属有机框架，双金属的金属有机框架缠绕在碳材料上；过滤除去溶剂，干燥后得到双金属有机骨架与碳材料的复合物，再进行煅烧，即得到所述抑烟剂。本发明制备得到的材料密度低、导热率低、力学性能好、耐高温性能好以及抑烟性能好。

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，更具体地，涉及一种抑烟剂、阻燃和抑烟硬质聚氨酯泡沫的制备，尤其涉及植物油制备阻燃和抑烟硬质聚氨酯泡沫的制备方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，高层建筑物林立，具有保温功能的硬质聚氨酯泡沫被广泛用于建筑的墙体外层和用作内部墙体。然而，硬质聚氨酯泡沫因具有氨基甲酸酯键和多孔的特性而极易被点燃，并且释放大量热量、浓烟和有毒有害气体，影响人们的逃生，严重威胁人们的生命财产安全。而且，传统的硬质聚氨酯泡沫多来源化石原料，在化石能源日益匮乏且环保要求日益强烈的今天，这显然不利于人类的可持续发展。地球上的生物质资源丰富，来源广泛。作为重要的生物质能源的植物油产量高，替代化石原料做硬质聚氨酯泡沫技术门槛低。因此，以植物油为原料，同时添加阻燃剂和抑烟剂制备的硬质聚氨酯泡沫是传统硬质聚氨酯泡沫的有效代替。

发明内容

本发明的主要目的是利用资源丰富的多元醇，如改性蓖麻油多元醇，或者化石原料基的多元醇，起到缓解能源危机，减少环境污染，同时提升硬质聚氨酯泡沫作为建筑物保温层的火安全和烟安全，保护人们的生命财产安全。本发明提供了一种生物基阻燃和抑烟硬质聚氨酯泡沫的制备方法，使用多元醇，如改性蓖麻油多元醇，与聚合异氰酸酯在扩链剂、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、阻燃剂、抑烟剂共同作用下制备密度低、导热率低、力学性能好、耐高温性能好、抑烟性能好的阻燃材料。本研究采用醇体系和异氰酸酯体系进行自由发泡的方法，此方法用时短、成本低、技术成熟、效果好。

根据本发明第一方面，提供了一种抑烟剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳材料加入到有机溶剂中，所述碳材料为碳纳米管或石墨烯，充分混匀后，再加入硝酸铜和硝酸钴，然后再加入有机配体；所述有机配体与金属离子反应，得到双金属的金属有机框架，所述双金属的金属有机框架缠绕在碳材料上；

(2)过滤除去溶剂，然后进行干燥，得到双金属有机骨架与碳材料的复合物，将该复合物进行煅烧，即得到所述抑烟剂。

优选地，所述煅烧的温度为450℃-650℃，煅烧的时间为30min-240 min。

优选地，所述有机配体为2-甲基咪唑、2-(2-吡啶基)咪唑或2-(2-吡啶基) 苯并咪唑。

根据本发明另一方面，提供了任一项所述方法制备得到的抑烟剂。

根据本发明另一方面，提供了一种阻燃和抑烟硬质聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

(1)将多元醇、扩链剂、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、反应型阻燃剂以及所述的抑烟剂混匀，得到醇体系；

(2)向步骤(1)得到的醇体系中加入异氰酸酯，所述异氰酸酯中的异氰酸根与醇体系中的羟基反应得到氨基甲酸酯键；然后进行加热，即得到硬质聚氨酯泡沫。

优选地，所述多元醇为生物基多元醇或化石原料基多元醇。

优选地，所述生物基多元醇为植物油基多元醇或木质素多元醇；

优选地，所述植物油基多元醇为蓖麻油多元醇、乌桕籽油多元醇或桐油多元醇。