[发明专利]一种硬质阻燃聚氨酯泡沫塑料

说明书

技术领域

本发明属于泡沫塑料技术领域，具体涉及一种硬质阻燃聚氨酯泡沫塑料。

背景技术

聚氨酯（PU）材料是目前世界上使用最广泛的高分子材料之一，具有良好的耐油、耐寒、耐潮湿以及尺寸稳定性等优点，大量运用于汽车工业和家电工业等领域。但是，聚氨酯材料在空气中易燃，并且燃烧时产生大量的烟尘，限制了发展前景，所以阻燃聚氨酯材料的研究一直是当今聚氨酯材料研究的热点。

欧洲专利EP0394769采用(RO)₃P=O作为阻燃剂，其中R为C₁-C₃的烷基，在聚氨酯泡沫塑料中加入5%～20%的上述阻燃剂可以使泡沫塑料具有很高的绝热和阻燃性能；欧洲专利EP1219677公开了一种长碳链烷基磷酸酯，将其引入到聚氨酯中，大大提升了材料的阻燃性能和抗水性能，同时在不降低树脂物理性能的情况下改善了机械性能；中国专利CN102203186A公开了一种阻燃聚氨酯组合物，其包括(a)基于热塑性聚氨酯的树脂组分；(b)含磷阻燃剂颗粒填料，和(c)低熔化温度的含磷阻燃剂。改性后聚氨酯的阻燃性能大大提升。

添加型阻燃剂在聚氨酯材料中产生迁移、挥发而影响材料性能的稳定性，同时，为达到需要的阻燃等级，使用量大，从而影响材料本身力学等基本性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种硬质阻燃聚氨酯泡沫塑料。

本发明的具体技术方案如下：

一种硬质阻燃聚氨酯泡沫塑料，其原料包括如下重量份的组分：

其中所述反应型含磷阻燃剂为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲基-二（4-羟苯基）甲烷（DOPO-HPM），结构式为：

其制备方法参考文献（Ching Hsuan Lin,Sheng Lung Chang,Tsai Pei Wei.High-Tg Transparent Poly(ether sulfone)s Based on Phosphinated Bisphenols[J].Macromol.Chem.Phys.2011,212,455–464）。

制备DOPO-HPM的反应式如下：

在本发明的一个优选实施方案中，所述聚醚多元醇与所述反应型含磷阻燃剂的重量比为10～90:10～90。

在本发明的一个优选实施方案中，所述聚醚多元醇为硬泡类聚氨酯用聚醚多元醇。

在本发明的一个优选实施方案中，所述胺类催化剂为五甲基二亚烷基三胺。

在本发明的一个优选实施方案中，所述叔胺类催化剂为1，3，5-三（二甲氨基丙基）六氢三嗪。

在本发明的一个优选实施方案中，所述匀泡剂为硅碳键型匀泡剂。

在本发明的一个优选实施方案中，所述发泡剂为水。

在本发明的一个优选实施方案中，所述异氰酸酯的粘度为150～250mPa·s，NCO质量百分数含量为30.0%～32.0%。

在本发明的一个优选实施方案中，所述有机金属催化剂为辛酸亚锡。

上述硬质阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备方法如下：

1）将反应型含磷阻燃剂、聚醚多元醇、胺类催化剂、匀泡剂、叔胺类催化剂、发泡剂混合，得到混合组分A；

2）将异氰酸酯与有机金属催化剂混合，得到混合组分B；

3）将混合组分B加入混合组份A中，倒入模具，进行发泡，熟化，脱模工序后，最终制得本发明的硬质阻燃聚氨酯泡沫塑料。

通过改变聚醚多元醇与DOPO-HPM的用量比，可制备出一系列磷含量不同的阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料。

本发明的有益效果是：

1、本发明中的DOPO-HPM与聚醚多元醇一样以羟基封端的醇类，它能充当聚醚多元醇的功能，同时，羟基活性点之间的分子链引入阻燃元素形成了元素分子，这类化合物不仅具有无机物的阻燃性能，同时也具有有机物的弹性和塑性；

2、本发明的泡沫塑料将阻燃性能优异的DOPO基团以共价键形式引入聚氨酯网络中，避免了树脂长期贮存和使用时阻燃元素的迁移，增加了聚氨酯泡沫的有效使用年限；

3、本发明的泡沫塑料将含有阻燃元素活性单体引入聚氨酯网络中，在不明显影响基体树脂的性能情况下，永久提高聚氨酯的阻燃性能。

附图说明

图1为本发明所用的反应型含磷阻燃剂DOPO-HPM的¹H核磁共振谱图；