[发明专利]一种阻燃型废旧棉絮-聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯，特别是涉及一种阻燃型废旧棉絮-聚氨酯泡沫及其制备方法。 

技术背景

全球环境问题日益恶化，节能环保成为众多领域的新主题，传统的聚氨酯泡沫用到的原料醇因为价格昂贵为其发展带来了瓶颈，是否能以较低的成本获得同等性能的原料正为人们所关注。目前，社会上存在大量的废旧棉絮等富含纤维素的垃圾废料，不仅给环境造成了严重的污染，更是资源的极大浪费，本发明以此为切入点，对其进行改性，成功制得原料醇参与发泡反应。 

近年来，发生了多起因以聚氨酯作为墙体材料所引起的特大火灾事故，酿成不可挽回的惨剧。原因在于市场上的普遍采用的聚氨酯材料单纯以保温、隔热等特性应用于建筑装修，而忽略了其容易燃烧，燃烧所生成的有毒烟气等特点。本发明涉及一种阻燃耐热型聚氨酯材料，通过同等实验对比，效果显著，可替代以往单纯以保温隔热为目的或阻燃效果不理想的聚氨酯材料。 

发明内容

本发明的目的旨在提供一种阻燃型废旧棉絮-聚氨酯泡沫及其制备方法。针对以往聚氨酯泡沫的特性单一、性能不佳，本发明得到了良好的改善，不仅有效利用了废旧的棉絮作为多元醇原材料，变废为宝，还在原有基础上引进分子级磷酸盐颗粒作为阻燃剂。使传统的聚氨酯泡沫变为集废物利用、隔热、保温、阻燃、柔韧等特性于一身的优良建筑材料。 

本发明包括以下步骤：一、用无水磷酸在一定温度下将废旧棉絮制成植物性多元醇溶液，加入碱中和至弱碱性。二、将中和后的物料干燥后，与多元醇进行混合并充分搅拌；也可以先与多元醇混合，然后脱水干燥。三、加入发泡剂与稳定剂、催化剂，用搅拌机充分搅拌，静置，即可获得阻燃型废旧棉絮-聚氨酯泡沫。 

在步骤一中无水磷酸体系由多聚磷酸和75％～85％磷酸溶液混合而成，P₂O₅含量为70％～80％；溶解温度为55℃～85℃；所选用的碱为氨水、氢氧化钠、尿素、双氰胺中的一种或两种以上的混合物。 

在步骤二中多元醇的组成为聚乙二醇、苯酐聚酯多元醇、丙三醇中的一种或两种以上的混合物；发泡剂为水、HCFC141b、环戊烷、HFC-245fa、二氯甲烷中的一种或两种以上的混合物，用量为多元醇质量的0.1％～5％；稳定剂为硅油，用量为多元醇质量的0.1％～5％；催化剂为三乙烯二胺的乙二醇溶液、二月桂酸二丁基锡和三亚乙基二胺一种或两种以上的混合物，用量为多元醇质量的0.4％～4％。 

与现有技术相比，本发明其显著优点是： 

1.目前，社会中存在大量废旧棉絮，难以回收利用，造成资源的浪费与环境的污染。本发明将其加以利用，作为原料多元醇的部分来源，变废为宝，为国家节约了资源。 

2.废旧棉絮液化过程中产生的磷酸盐直接用于泡沫的阻燃，均匀分散在泡沫中，所得泡沫隔热性能好、硬度适中，阻燃效果显著、稳定，并节约了成本。 

3.优良的力学性能和绝缘性能，可广泛用作隔热保温和结构材料。例如用于冰箱、冷柜、(太阳能)热水器、冷库、冷藏(集装箱)车、石油化工管道等的隔热保温材料以及房屋建筑保温绝缘和结构材料。 

4.具有良好的阻燃性能，热释放速率和有效燃烧热分别为普通聚氨酯材料30％～70％和48％～72％。 

具体实施方式

具体实施例一：将13.5ml多聚磷酸和8ml 84％磷酸置于捏合机中制得无水磷酸体系，与10g废旧棉絮混溶，在60℃恒温水浴下直至溶解，形成均一、稳定的溶液；用氨水中和此酸性溶液至pH＝7.5后烘干并粉碎成粉末。此时粉末的成分为多元醇和磷酸盐；将15g粉末与27g聚乙二醇混溶，充分搅拌，分别加入0.5g硅油和0.6g水在搅拌机下搅拌2min，再加入0.45g三乙烯二胺溶液和0.45g二月桂酸二丁基锡，搅拌4min；将称量好的异氰酸酯43g加入混合液，剧烈搅拌20s，倒入模具，待其发泡完成。产品质地均匀，颜色略 显棕色，压缩强度为同条件下无旧棉絮添加的普通聚氨酯泡沫的2.5倍，导热系数为同条件下无旧棉絮添加的普通聚氨酯泡沫的95％，热释放速率降低为同条件下无旧棉絮添加的普通聚氨酯泡沫的56％、有效燃烧热降低为同条件下无旧棉絮添加的普通聚氨酯泡沫的65％。