[发明专利]一种分子链硬段阻燃聚氨酯泡沫

说明书

本发明提供了一种分子链硬段阻燃聚氨酯泡沫，它是由以下重量配比的组分制备而成：80～110份多元醇，3～10份扩链剂，1～5份发泡剂，1～6份胺类催化剂，0.1～1份凝胶催化剂，2～8份表面活性剂，10～80份三羟甲基氧化膦，40～150份异氰酸酯。本发明制备的硬段阻燃聚氨酯泡沫具有长效优异的阻燃性能和高的压缩强度，且表观密度低，内部泡孔结构良好。该硬段阻燃聚氨酯泡沫用于制备缓冲减震、隔声降噪和隔热保温等材料，在航空航天、交通运输工具、建筑家具及室内装饰等领域具有重要应用前景。

技术领域

本发明属于阻燃材料领域，具体涉及一种分子链硬段阻燃聚氨酯泡沫。

背景技术

聚氨酯泡沫由于具有质量轻、导热系数低、隔声降噪优良、压缩强度高和尺寸稳定性好等优点，广泛应用于保温隔热、隔声降噪。但是，聚氨酯泡沫给人们带来方便的同时，也存在一些隐患，主要是由于其易燃特性给人们的生活、财产安全带来威胁。

聚氨酯泡沫中的分子链段含有大量的碳、氢元素，容易发生燃烧。同时，其低密度和高孔洞的结构会大大加快热量散失和燃烧速度。此外，聚氨酯泡沫在燃烧过程中会产生一定量的有毒烟气，如：HCN、CO等，对人员的生命财产安全造成极其不利的影响。

目前，提升聚氨酯泡沫的阻燃性能主要是在制备过程中加入阻燃剂。但是，阻燃剂的添加虽然能赋予聚氨酯泡沫良好的阻燃性能，但是也会给聚氨酯泡沫带来新的问题，如：可膨胀石墨等作为阻燃剂虽然能提高聚氨酯泡沫的阻燃性能，但其与基体相容性较差，添加后会导致聚氨酯泡沫的力学性能恶化，且出现阻燃剂迁移的问题；金属氧化物等阻燃剂添加后会造成聚氨酯泡沫原料的粘度增加，导致发泡不均匀，制备得到的聚氨酯泡沫结构有缺陷；同时会导致聚氨酯泡沫的表观密度增加，使聚氨酯泡沫的自重增加。这些问题都会影响聚氨酯泡沫的应用。

因此，需要研究一种新的聚氨酯泡沫，此聚氨酯泡沫应既具有长效优良的阻燃性能，又具有较高的力学强度，且发泡过程均匀，表观密度低，内部结构完整。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种分子链硬段阻燃聚氨酯泡沫，它是由以下重量配比的组分制备而成：80～110份多元醇，3～10份扩链剂，1～5份发泡剂，1～6份胺类催化剂，0.1～1份凝胶催化剂，2～8份表面活性剂，10～80份三羟甲基氧化膦，40～150份异氰酸酯。

进一步地，前述分子链硬段阻燃聚氨酯泡沫是由以下重量配比的组分制备而成：100份多元醇，4份扩链剂，2份发泡剂，2份胺类催化剂，0.2份凝胶催化剂，3份表面活性剂，15～60份三羟甲基氧化膦，60～120份异氰酸酯。

进一步地，前述分子链硬段阻燃聚氨酯泡沫是由以下重量配比的组分制备而成：100份多元醇，4份扩链剂，2份发泡剂，2份胺类催化剂，0.2份凝胶催化剂，3份表面活性剂，60份三羟甲基氧化膦，120份异氰酸酯。

进一步地，所述多元醇选自聚醚多元醇或/和聚酯多元醇；所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯中的任一种或多种。

进一步地，所述多元醇为聚醚多元醇；所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

进一步地，所述扩链剂为丁二醇；所述发泡剂为H₂O；所述胺类催化剂由33wt％的三亚乙基二胺与67wt％的一缩二丙二醇组成；所述凝胶催化剂为二月桂酸二丁基锡；所述表面活性剂为硅油DC-193。

进一步地，所述分子链硬段阻燃聚氨酯泡沫的制备方法包括如下步骤：

(1)按前述的重量配比称取各组分；

(2)将三羟甲基氧化膦和凝胶催化剂混合均匀，并加入异氰酸酯，搅拌后得含阻燃硬段的预聚体；

(3)将多元醇、扩链剂、发泡剂、胺类催化剂和表面活性剂加入步骤(2)所述的预聚体中，搅拌，得混合物；