[发明专利]一种无卤阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫塑料，尤其是涉及一种无卤阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫塑料相较于挤塑板和苯板，具有更好的保温效果、耐冷热性能，更低的吸水率以及更长的使用寿命，但它是一种易燃有机高分子材料。其极限氧指数在17左右，自身导热率低，着火时火焰传播速率快，阻燃性能差，而且燃烧时会产生大量烟雾。近期各地区频发的火灾事故，如央视大楼火灾、深圳龙岗火灾以及上海静安区教师公寓楼火灾等惨痛教训说明，有效地提高聚氨酯泡沫塑料的防火阻燃性能对保障人民生命和财产安全起着十分重要的作用。

硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法已相对成熟，阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料的研究也有所开展。为使硬质聚氨酯泡沫塑料具有阻燃性能，目前常用方法是添加含卤素、磷、氮、锑、铝、硼等阻燃元素的添加型阻燃剂。公开号为CN1506395A的专利申请提供了一种以甲基膦酸二甲酯(DMMP)与乙基膦酸二乙酯(DEEP)作为阻燃剂，经层状纳米硅酸盐改性的高阻燃聚氨酯硬泡的制备方法，所制得的聚氨酯硬泡不仅具有良好的阻燃效果，而且抗压性和尺寸稳定性都很好。但是，添加型阻燃剂与基体树脂兼容性差，生产聚氨酯泡沫制品时易产生“烧芯”现象，并且会对硬质聚氨酯泡沫塑料的力学性能、保温性能产生较大影响。部分添加型阻燃剂中含有卤素，虽在泡沫塑料燃烧时生成卤化氢来抑制燃烧反应，但是卤化氢气体具有刺激性、腐蚀性，在潮湿空气中将产生浓烟，由此带来的二次污染问题成为卤素类阻燃剂使用的弊端，使得卤素类阻燃剂的应用越来越受到限制。而反应型阻燃方式既可以提高硬质聚氨酯泡沫材料的阻燃性能，对材料机械性能影响又小，因而广受关注。公开号为CN101775131A的专利申请提供了一种用多元醇类化合物和三聚氰胺为混合起始剂，碱金属为催化剂，与环氧丙烷在0～0.5MPa、50～150℃下合成新型阻燃硬泡聚醚多元醇的方法。以该阻燃硬泡聚醚多元醇为原料制得的聚氨酯硬泡氧指数高，阻燃效果好。但是，该硬泡聚醚多元醇的合成周期长，成本高。因此开发制备新型阻燃体系具有重要意义。

现有研究报道均未涉及采用反应型倍半硅氧烷作为改性剂来提高硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种可克服上述现有技术的不足，不仅具有良好的力学、保温、阻燃和环保性能，而且成本较低的无卤阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。

所述无卤阻燃型硬质聚氨酯泡沫塑料按质量比的原料组成为：

聚醚多元醇4110                                100～110；

多亚甲基多苯基异氰酸酯                        120～135；

叔胺类催化剂                                      1～2；

二月桂酸二丁基锡                            0.02～0.06；

硅碳键型匀泡剂                                    1～2；

2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚                      1～2；

发泡剂                                        0.3～0.9；

八(3-羟基-3-甲基丁基二甲基硅氧基)倍半硅氧烷  0.05～0.1；

甲基膦酸二甲酯                                  20～35；

微米级α-三水合氧化铝                           20～35；

所述聚醚多元醇4110的平均官能度为4.7～5.0，羟值为430～470mgKOH/g；

所述多亚甲基多苯基异氰酸酯的粘度为150～250mPa·s，多亚甲基多苯基异氰酸酯的异氰酸官能团的质量百分数含量为30.2％～32.0％。

所述叔胺类催化剂可采用质量百分比浓度为33％的三乙烯二胺的一缩二丙二醇溶液，简称为A-33。

所述二月桂酸二丁基锡与叔胺类催化剂的质量比可为1∶(30～50)。

所述2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚的胺值可为600～630mgKOH/g，水份可小于0.01％。

所述发泡剂可为水，或水和环戊烷，如采用水和环戊烷，所述水的用量为环戊烷总质量的50％。