[发明专利]无卤阻燃聚乙烯醇泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚乙烯醇泡沫材料及其制备技术领域，具体涉及一种无卤阻燃聚乙烯醇泡沫材料及其制备方法。 

背景技术

泡沫材料是以高分子树脂基体为主体，内含无数泡孔的多孔复合材料。由于泡沫材料具有质轻、隔音、隔热、缓冲，以及比强度高、物理性能可调幅度大、成型加工工艺简单等特点，已广泛应用于工业、农业、日用、医疗、建筑、交通运输、军事、航空航天等领域，并正在成为一种不可替代的结构或功能材料。 

理论上几乎所有品种的高分子树脂都可经适宜的发泡成型工艺制成泡沫材料，但由于发泡成型技术的影响，目前大规模生产和应用的只有少数几种，且只限于非极性或弱极性树脂，如聚苯乙烯(PS)、聚烯烃(PP、PE)、聚氨酯(PU)等，大大限制了泡沫材料的应用领域。另外，由于高分子树脂多数是由碳氢化合物组成，具有可燃性，作为具有多孔结构的高分子泡沫材料不仅更加易燃，而且在燃烧的过程中还会释放大量的有毒、有害气体，严重损害人身及财产安全。因此，研发阻燃高分子泡沫材料尤其是研发应用于床垫、沙发、家具包装缓冲、轻质混凝土砌块以及建筑节能保温等与人身及财产安全密切相关领域的阻燃泡沫材料具有重要意义。 

聚乙烯醇(PVA)作为一种水溶性高分子材料，不仅因多羟基、强氢键结构赋予了其强极性、高熔点、耐热性、抗静电、生物相容、耐溶剂性等优异特性，而且还是一种可以完全生物降解的合成高分子材料，加之，聚乙烯醇还可通过非石油路线制备，因而在石油资源日益缺乏的今天，大力发展聚乙烯醇相关材料，包括高性能、多功能的聚乙烯醇极性泡沫材料具有更为重要的意义。目前，聚乙烯醇泡沫材料主要是通过溶液机械或化学发泡的方法制得，但溶液法工艺复杂，生产周期较长，生产成本较高。本课题组曾以水为增塑剂兼物理发泡剂通过熔融成型加工工艺成功制备出聚乙烯醇极性泡沫材料(CN101153089B)。虽然该技术为生产高性能、多功能、低成本聚乙烯醇极性泡沫材料提供了新的途径，但是，所制备的聚乙烯醇泡沫材料的极限氧指数极低(LOI值约为19)，极易燃烧，大大限制了聚乙烯醇泡沫材料的应用领域。 

作为阻燃的高分子泡沫材料可分为本征型或添加型两类。其中本征型阻燃泡沫材料因要求发泡基体本身阻燃，而这类高分子材料数量有限。目前研发成功并得到应用的只有德国巴斯夫公司的三聚氰胺泡沫材料。但这类三聚氰胺泡沫材料仍然存在诸如甲醛释放、模量和阻燃性难协调、脆性较大、价格偏高以及生产被垄断等问题。而添加型阻燃泡沫材料，如弱极性的聚氨酯泡沫，无论阻燃改性与否，在燃烧的过程中都会产生熔滴现象，并释放出大量的氰化氢、氮氧化物、异氰酸化合物等有毒有害物质，严重威胁人身及财产安全。 

现有的关于聚乙烯醇无卤阻燃的方法，如四川大学王玉忠等人通过将聚磷酸铵、层状双金属氢氧化物和聚乙烯醇在溶液中共混复合制备出无卤阻燃聚乙烯醇；另外，他们还将聚磷酸铵、金属螯合物和聚乙烯醇在溶液中共混复合制备出无卤阻燃聚乙烯醇(CN101058730A；Wang D.L.et  al./Polymer Degradation and Stability 92(2007)1555-1564；Zhao C.X.et al./Polymer Degradation and Stability 93(2008)1323-1331)；又如四川大学徐建军等人通过将磷酸酯类阻燃剂、各种助剂和聚乙烯醇在溶液中共混制得纺丝原液，用湿法纺丝制备出无卤阻燃高强度聚乙烯醇纤维(CN102002770A)；再如青岛大学夏延致等人采用溶液法制备出聚乙烯醇/二氧化硅阻燃纤维(CN101343781A；CN101343782A)。然而，这些方法制备的无卤阻燃聚乙烯醇材料既非无卤阻燃聚乙烯醇泡沫材料，且所使用的阻燃剂与聚乙烯醇基体亲和性较差、析出现象严重，加之都是通过溶液共混实现，因而存在制备工艺复杂，成本高，难以实现连续规模化生产等问题。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，首先提供一种无卤阻燃聚乙烯醇泡沫材料，该无卤阻燃聚乙烯醇泡沫材料是采用商业化、低成本的原料，通过改进的熔融连续挤出成型加工工艺发泡而得。 

本发明的另一目的是提供一种上述无卤阻燃聚乙烯醇泡沫材料的制备方法。 

本发明提供无卤阻燃聚乙烯醇泡沫材料，，其特征在于该泡沫材料是由按重量份计的以下组分经熔融发泡而得： 

且该泡沫材料的极限氧指数按ASTM D2863标准测试为28～36％，垂直燃烧按ASTM D3801标准测试为UL94V0级。