[发明专利]一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，其由原料制得，该原料包括下述重量份的组分：100份第一聚醚多元醇、5‑50份阻燃聚醚多元醇、0.01‑5份发泡剂、0.01‑5份泡沫稳定剂、0.02‑2.5份第一催化剂以及阻燃多异氰酸酯，阻燃多异氰酸酯与“第一聚醚多元醇和阻燃聚醚多元醇”总量的摩尔比为1.02:1‑3:1。该阻燃硬质泡沫塑料耐热性能好、压缩强度高，并具有良好的阻燃性能；同时其采用的原材料来源丰富、价廉，制备工艺适用性广、操作简单，因此具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子保温材料技术领域，具体涉及一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。

背景技术

由于硬质聚氨酯泡沫材料具有优异的保温性能及良好的力学性能，其广泛应用于高层建筑材料领域。然而，近年来高层建筑火灾频发给国家和人民带来了严重的损失，保温材料的阻燃性直接影响高层建筑是否具有阻燃性能。因此，开发阻燃型硬质聚氨酯泡沫材料具有重要意义。

目前，对硬质聚氨酯泡沫材料的阻燃方法主要有添加型和反应型两种，与添加型阻燃硬质聚氨酯泡沫材料相比，反应型高阻燃硬质聚氨酯泡沫材料具有更优的相容性、更高的力学性能和不迁移等优点，并且在燃烧时释放更少的具有腐蚀性和毒性的烟。关于反应型高阻燃硬质聚氨酯泡沫材料中的阻燃剂，其按元素种类分为卤系、磷系、卤－磷系、氮系、硅系、铝镁系等，其中，卤系阻燃剂在聚合物燃烧过程中释放大量对人体有害的卤化氢。

迄今为止，对硬质聚氨酯泡沫塑料进行反应型阻燃改性的方式以改性聚醚多元醇为主。中国专利文献CN 103467732 A公开了一种阻燃聚醚多元醇的合成方法，该方法中，发明人利用低相对分子量聚醚与含磷化合物制备起始剂，随后在催化剂作用下与氧化烯烃反应制得含磷聚醚多元醇，但文中并未提及该含磷聚醚多元醇制备材料的阻燃性能。在中国发明专利CN 103833947 A中公开了：9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)对多元醇进行阻燃改性，当阻燃多元醇占聚醚多元醇的80％时，改性聚氨酯泡沫塑料的极限氧指数(LOI)由19.2％提升至23.9％。但是由于DOPO的成本较高，限制了其在硬质聚氨酯泡沫塑料领域中的应用。中国专利文献CN105199096 A公开了一种阻燃聚醚多元醇的制备方法，其原料复杂、制备工艺繁琐，且所用原料甲醛为对人体有害的物质，不适于产业化生产。因此，探索可以提高聚氨酯泡沫的阻燃性能且适于产业化生产的阻燃聚醚多元醇具有重要的理论意义和应用价值。此外，作为有机物，聚氨酯的原料中多异氰酸酯也是非常易燃的。阻燃改性多异氰酸酯主要是通过将含卤、含磷阻燃剂通过化学键合的方式引入多异氰酸酯分子结构中实现的，然而卤系阻燃剂在聚合物燃烧过程中释放大量有毒和腐蚀性的卤化氢。仅仅考虑对聚醚多元醇做阻燃改性，硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能提高比较有限，仍然有待提高。因此探索新的改性方法获得阻燃性能显著提高的新型硬质聚氨酯泡沫塑料具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

本发明实际所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能低以及其含有反应型阻燃剂—卤系阻燃剂在燃烧时释放大量对人体有害的卤化氢等缺陷，提供了一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。该阻燃硬质泡沫塑料的耐热性能好、压缩强度高、极限氧指数较高、烟密度较低，并具有良好的阻燃性能(UL-94阻燃等级可达V-0级)；同时，本发明所采用的原材料来源丰富、价廉，制备工艺适用性广、操作简单，适于产业化生产，因此具有广阔的应用前景。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其由原料制得，所述原料包括下述重量份的组分：100份第一聚醚多元醇、5-50份阻燃聚醚多元醇、0.01-5份发泡剂、0.01-5份泡沫稳定剂、0.02-2.5份第一催化剂以及阻燃多异氰酸酯，所述阻燃多异氰酸酯与“所述第一聚醚多元醇和所述阻燃聚醚多元醇”总量的摩尔比为1.02:1-3:1；