[发明专利]一种高阻燃抑烟型硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料及其制备方法，特别是涉及一种高阻燃抑烟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（简称RPU）是聚氨酯材料体系中最重要的品种之一，具有优良的物理机械性能、声学性能、电学性能以及耐酸耐碱性能。该材料的闭孔率在90%以上，属憎水材料，具有较好的防潮防水性能以及良好的绝热、隔音、防震性能，具有很强的粘结力，广泛用作石油化工管道、冷藏设备、运输设备以及建筑物等的保温绝热材料。然而，未经阻燃处理的RPU由于其密度小、比表面积大，阻燃性较差，氧指数仅为17%左右，属易燃材料，着火后，火焰蔓延迅速，并释放大量的有毒烟气（如CO、CO₂、HCN等），给灭火及火场逃生带来很大的困难。由于RPU引起火灾并造成巨大经济损失和人员伤亡的案例在国内外已有多起。因此，RPU材料所存在的火灾安全隐患引起了国内外的高度重视。近二十几年来，我国多家科研单位研发了多种新型阻燃剂，如甲基膦酸二甲酯(DMMP)、三氯乙基磷酸酯(TCEP)、三(2,3-二溴丙基)三聚氰胺酯(TBC)等含磷、卤的有机液态阻燃剂，虽然可以将RPU材料氧指数提高到26%左右，但该材料在使用场合中的火灾隐患较大。RPU中添加的含卤阻燃剂在燃烧时候会释放大量的腐蚀性、剧毒的卤化氢气体，不利于火灾救援。

随着国家对环保要求的不断提高，在RPU材料中应用的阻燃剂也有了一定的环保限制。因此高阻燃、抑烟型RPU材料是该材料发展的趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种高阻燃抑烟型硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法。采用该方法制得的高阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料采用多羟基高聚物、异氰酸酯、聚磷酸铵、季戊四醇、膨胀石墨、抑烟剂、无卤液体阻燃剂、发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂等材料复合加工得到目标产物，在提高RPU阻燃性能的前提下不降低产品的各种机械性能和理化性能（如：冲击强度、吸水率、拉伸强度等），同时具有阻燃作用的聚磷酸铵、季戊四醇、膨胀石墨、抑烟剂、无卤液体阻燃剂均无卤、环保。

本发明采取的技术方案是：一种高阻燃抑烟型硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法有以下步骤：

a)、按照重量份数将聚醚多元醇、聚磷酸铵、季戊四醇、膨胀石墨、抑烟剂、无卤液体阻燃剂、发泡剂、有机胺类催化剂、泡沫稳定剂混合均匀，制成聚氨酯组合物A，聚氨酯组合物A搅拌混合时间≤2分钟，搅匀后，混合罐上加密封盖，室温放置时间≤5分钟。

b)、按照重量份数将异氰酸酯、有机锡类催化剂混合均匀，制成聚氨酯组合物B，聚氨酯组合物B搅拌混合时间≤5分钟，搅匀后，混合罐上加密封盖，室温放置时间≤10分钟。

c)、将聚氨酯组合物B加入聚氨酯组合物A中，快速搅拌均匀，混合时间≤1分钟。

d）、将步骤c）中混合均匀的物料倒入模具中，常温下发泡、熟化，泡沫熟化24小时后即制得所述的高阻燃抑烟型硬质聚氨酯泡沫塑料。

本发明所述的步骤a)中，聚醚多元醇为胺类聚醚多元醇和蔗糖聚醚多元醇，聚醚多元醇所占的重量份数为聚氨酯组合物A和聚氨酯组合物B重量总和的20～30。

本发明所述的步骤a)中，聚磷酸铵选自聚合度为500的工业产品，聚磷酸铵所占的重量份数为聚氨酯组合物A和聚氨酯组合物B重量总和的3～5。

本发明所述的步骤a)中，季戊四醇选自含量为95%，细度为200目的工业产品，季戊四醇所占的重量份数为聚氨酯组合物A和聚氨酯组合物B重量总和的3～5。

本发明所述的步骤a)中，膨胀石墨选自粒度为32目，含水率为1%，初始膨胀温度200℃，膨胀倍率为200ml/g的工业产品，膨胀石墨所占的重量份数为聚氨酯组合物A和聚氨酯组合物B重量总和的9～13。

本发明所述的步骤a)中，抑烟剂选自硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁中的任意一种，抑烟剂所占的重量份数为聚氨酯组合物A和聚氨酯组合物B重量总和的8～12。

本发明所述的步骤a)中，无卤液体阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三苯酯中的任意一种，无卤液体阻燃剂所占的重量份数为聚氨酯组合物A和聚氨酯组合物B重量总和的5～7。

本发明所述的步骤a)中，发泡剂为HCFC-141发泡剂、HCFC-141b发泡剂、CFC-11发泡剂或水中的任意一种，发泡剂所占的重量份数为聚氨酯组合物A和聚氨酯组合物B重量总和的6～10。