[发明专利]一种阻燃聚氨酯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于该复合材料为80～99.5wt%的阻燃聚氨酯与0.5～20 wt%的共混型阻燃剂构成的混合体系；

所述的共混型阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、聚硅氧烷、石墨烯、碳纳米管、高岭土、蒙脱土中的一种或者多种；

所述的阻燃聚氨酯为聚碳酸酯单元、聚醚单元、异氰酸酯单元组成的无规共聚物，其中

聚碳酸酯单元的结构式为：                                               ，m=10～100

聚醚单元的结构式为：,n=10～50

异氰酸酯单元的结构式为： 

R和Rˊ为具有1～18个碳原子的烃基，M和Mˊ为阻燃剂基团， 

R为、、 中的一种或多种。

2.一种阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤(1).按如下步骤制备阻燃多元醇：

①将反应物A与共聚型阻燃剂按照摩尔比1:0.25～1混合加入反应釜内，再将NaOH水溶液加入反应釜内，升温至50～150℃，于100～300KPa下搅拌反应1～10小时，将反应产物水洗、过滤、干燥，得到一级粗产物；所述的反应物A为氯丙烯或丙烯醇；

加入的NaOH水溶液的浓度为10～40 wt%，NaOH水溶液所含NaOH与阻燃剂的摩尔比为1：0.2～1；

②将一级粗产物和双氧水按照摩尔比1：1～10混合加入反应釜内，在0～100℃、100～200KPa下搅拌反应1～10小时，将反应产物水洗、过滤、干燥，得到二级粗产物；

③将反应物B和双金属催化剂在高压反应釜内混合均匀，高压反应釜抽真空后充入CO₂至0.1～1MPa，在40～100℃下搅拌反应6～24小时，得到阻燃多元醇；

加入的双金属催化剂的质量为加入的二级粗产物质量的0.01～1%；

所述的反应物B为二级粗产物或二级粗产物与环氧丙烷质量比1：0.2～1的混合物；

步骤(2).将阻燃多元醇与共混型阻燃剂按照质量比1：0.005～0.25混合均匀，形成混合体系；

步骤(3).将多异氰酸酯加入混合体系中，在0～100℃、3～300KPa下搅拌反应1～6小时，得到阻燃聚氨酯复合材料；加入的多异氰酸酯与混合体系中阻燃多元醇的质量比为1：1～10。

3.如权利要求1所述的一种阻燃聚氨酯复合材料，其特征在于所述的M和Mˊ为以下基团的一种或多种：

、、、、、、、、、、、、、、、、、，其中其中R₁、R₃为氢原子或者1～18个碳原子的烷烃、R₂为1～6个碳原子的烷烃。

4.如权利要求2所述的一种阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的共聚型阻燃剂为以下物质的一种或多种：

、、、、、、、、、、、、、、、、、、，其中R₁、R₃为氢原子或者1～18个碳原子的烷烃、R₂为1～6个碳原子的烷烃。

5.如权利要求2所述的一种阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的双金属催化剂为分子筛、二氧化硅、活性炭、石墨、碳纳米管、或聚合物表面镀有双金属的催化剂；所述的双金属为任意两种Ni、Cu、Pd、Pt、Cu、Ni、Zn、Al的单质、氧化物或者卤化物。

6.如权利要求5所述的一种阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于所述的聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、碳纤维、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔中的一种或者多种。

7.如权利要求2所述的一种阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的共混型阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、聚硅氧烷、石墨烯、碳纳米管、高岭土、蒙脱土中的一种或者多种。

8.如权利要求2所述的一种阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述的多异氰酸酯为赖氨酸二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的一种或者多种。