[发明专利]聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃塑料领域，具体而言，涉及一种聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料。

背景技术

聚氨酯硬泡塑料因其优异的机械性能、保温性能和防水性能，在建筑保温与传输管道保温工业得到广泛应用。但是未经阻燃处理的聚氨酯硬泡塑料属于易燃物，其燃烧氧指数小于19。且聚氨酯硬泡塑料在燃烧过程中会放出HCN、CO等有害气体。这使得如何改善聚氨酯硬泡塑料的阻燃性能受到了广泛关注。

目前提高聚氨酯硬泡塑料阻燃性能的方法主要是在组合物中使用添加型阻燃剂。应用较多的添加型阻燃剂有三氯乙基磷酸酯(TCEP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、三(氯异丙基)磷酸酯(TCPP)和三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)等。但是这些添加型阻燃剂都具有一定的增塑作用，应用时会使聚氨酯硬泡塑料的泡孔结构呈现不规则形态，同时会增大泡孔的尺寸。这会降低聚氨酯硬泡塑料的机械强度、压缩强度、长期蠕变性能和尺寸稳定性，从而降低聚氨酯硬泡塑料的使用性能。

发明内容

本发明旨在提供一种聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料，以解决现有技术中添加型阻燃剂导致的聚氨酯硬泡塑料泡孔结构不规则、泡孔尺寸大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种聚氨酯硬泡组合物，其包括多异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇Ⅰ、添加型阻燃剂和发泡剂；其中，聚酯多元醇Ⅰ为阻燃聚酯多元醇。

进一步地，按重量份计包括：95～180份的多异氰酸酯、45～95份的聚醚多元醇、5～55份的阻燃聚酯多元醇、10～30份的添加型阻燃剂和5～37份的发泡剂。

进一步地，上述聚醚多元醇包括35～60份羟值为400～470mgKOH/g的聚醚多元醇Ⅰ、10～20份羟值为360～500mgKOH/g的聚醚多元醇Ⅱ及0～30份羟值为720～810mgKOH/g的聚醚多元醇Ⅲ。

进一步地，上述聚醚多元醇Ⅰ与聚醚多元醇Ⅱ为蔗糖聚醚多元醇；聚醚多元醇Ⅲ为二胺聚醚多元醇。

进一步地，上述阻燃聚酯多元醇为反应型芳香族阻燃聚酯多元醇和/或反应型苯酐阻燃聚酯多元醇，优选阻燃聚酯多元醇为Ronal PF2011、Ronal PF2012、苯酐阻燃聚酯3060或芳香族阻燃聚酯6260中的一种或多种。

进一步地，上述添加型阻燃剂为复配型阻燃剂，复配型阻燃剂由甲基膦酸二甲酯、磷酸三（2-氯丙基）酯和三(2-氯乙基)磷酸酯中的两种或三种复配形成。

进一步地，上述组合物按重量份计还包括：5～40份的聚酯多元醇Ⅱ，聚酯多元醇Ⅱ包括羟值为380～400mgKOH/g的芳香族聚酯多元醇和/或羟值为400～460mgKOH/g的松香聚酯多元醇。

进一步地，上述组合物按重量份计还包括：1.6～12.5份的催化剂，优选催化剂包括0.5～4.2份的起发催化剂、0.5～4份的凝胶催化剂、0.5～4份的三聚催化剂及0.1～0.3份的二月桂酸二丁基锡；优选地，起发催化剂为五甲基二乙烯三胺与碳含量为C2～C5的醇的混合溶液，或五甲基二乙烯三胺与二甲基环己胺的混合物；凝胶催化剂为三乙烯二胺与碳含量为C2～C5的醇的混合溶液，或三乙烯二胺与N,N-二甲基乙醇胺的混合物；三聚催化剂为醋酸钾和/或1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪；发泡剂为一氟二氯乙烷，或一氟二氯乙烷与水的混合物。

进一步地，上述组合物按重量份计还包括：1～3份的均泡剂，均泡剂为硅氧烷类表面活性剂，优选为LK665、AK8801、AK8805、AK8803和AK8812中的一种或几种。

根据本发明的另一方面，提供了一种聚氨酯硬泡塑料，其通过上述的聚氨酯硬泡组合物经固化而成。

应用本发明的聚氨酯硬泡组合物及由其制备的聚氨酯硬泡塑料，通过在聚氨酯硬泡组合物中添加阻燃聚酯多元醇，能够降低添加型阻燃剂的用量。进而能够在一定程度上降低添加型阻燃剂对聚氨酯硬泡塑料的增塑作用。增塑作用降低，能够使聚氨酯大分子链间的范德华力有所提高，使大分子链间的相对滑移有所减少，进而能够使上述组合物在发泡过程中产生的泡孔尺寸减小。同时，大分子链间的范德华力提高，还能够使所形成的聚氨酯硬泡塑料中的泡孔孔壁的刚性有所提高，进而能够使泡孔的结构更加规则、泡孔的形变程度减弱。泡孔尺寸小、结构稳定，能够有效提高聚氨酯硬泡塑料的机械强度、压缩强度及蠕变性能。

附图说明