[发明专利]一种低密度高阻燃聚氨酯材料用树脂组合物及其应用

说明书

本发明公开了一种低密度高阻燃聚氨酯材料用树脂组合物及其应用，由A组分和B组分构成，A组分：聚醚多元醇1：40～60份；聚醚多元醇2：10～20份；阻燃聚醚酯多元醇：10～30份；泡沫稳定剂：0.5～2份；复合催化剂：0.5～1.5份；扩链剂：5～10份；交联剂：1～5份；水：1～5份；阻燃剂：1～5份；炭黑：0.2～1份；所述聚醚多元醇1采用甘油为起始剂，聚合单元为环氧丙烷，官能度为3；所述聚醚多元醇2采用季戊四醇为起始剂，以环氧丙烷扩链，环氧乙烷封端的聚醚多元醇，官能度为4；B组分：多亚甲基多苯基多异氰酸酯。由该树脂组合物制备的聚氨酯硬质材料密度较低，阻燃性高，力学性能和尺寸稳定性好，能够满足聚氨酯客车内饰件板材的性能要求，同时降低生产成本。

技术领域

本发明涉及聚氨酯领域，具体涉及低密度高阻燃聚氨酯材料用树脂组合物。

背景技术

玻纤增强聚氨酯材料具有环境友好，质量轻、强度高、尺寸稳定性好、隔热、保温、降噪等优点，通常被用于汽车内外饰件的生产。目前，国内客车厂商普遍采用自由泡沫密度大于100kg/m³的聚氨酯硬泡材料来生产内饰板材，主要包括仪表板、门板、风道、行李架等零部件，而普通低密度聚氨酯硬泡由于其力学性能差，尺寸稳定性差，阻燃性不高，因此导致尚没有合适的低密度聚氨酯材料应用于此领域中。近年来，汽车企业为进一步实现汽车轻量化和降低生产成本，低密度聚氨酯材料产品已成为发展趋势。

降低聚氨酯硬泡材料密度，一定程度上会对材料的阻燃性造成不利影响，从而影响客车的安全性。各大客车厂商在汽车内饰件材料的阻燃性上以JT/T1095-2016作为行业标准，如规定了应用在营运客车中内饰件板材的各项阻燃性指标：水平燃烧不低于B、垂直燃烧≤100mm/min、氧指数≥22％和烟密度等级≤70。传统提高聚氨酯硬泡材料阻燃性的方法有添加型和反应型两种，添加型在实际使用时，添加量较大，该类阻燃剂容易迁移到表面，对环境产生污染，不能持久保持阻燃效果，并会破坏聚氨酯泡沫的物理性能、使聚氨酯材料的力学性能降低。反应型阻燃剂由于其阻燃元素存在于分子结构中，不易迁出，能够提高阻燃的持久性。因此，制备反应型阻燃聚氨酯材料成为人们关注的热点。

专利文献CN 104211893 A公开了一种低密度长玻纤增强阻燃聚氨酯发泡材料及制备方法。本发明通过采用聚醚多元醇体系、合适的发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂和阻燃剂等与异氰酸酯组分混合制备出阻燃聚氨酯材料，该组合料体系中阻燃剂采用氢氧化镁、氧化钙、氧化铝中的一种或多种组合而成。但是采用固体阻燃剂储存时间长会发生沉降，且生产过程中磨损机器，并且此聚氨酯硬泡的力学性能不高，导致材料的尺寸稳定性较差，无法应用到上述客车内饰件材料领域。

专利文献CN 108440782A公开了一种聚氨酯硬泡组合料及其配制方法，本发明通过聚酯型聚醚多元醇、一氟二氯乙烷、水、五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺、泡沫稳定剂、三(2-氯乙基)磷酸酯、异氰酸酯组分混合制备高阻燃聚氨酯材料，该组合料的自由泡沫密度大于100kg/m³，聚氨酯材料的氧指数达到25％，烟密度为68，阻燃性满足客车内饰件板材的应用要求，但该组合料液体阻燃剂添加量较大，导致材料的力学性能不高，且发泡剂有含氟发泡剂，环保性较差。

专利文献CN103687886A公开了阻燃组合物，包括该阻燃组合物的纤维增强的聚氨酯复合材料及其用途。该组合料采用LFI工艺制备高阻燃聚氨酯复合材料用于汽车内饰件的生产，其中的阻燃剂为氢氧化铝和含磷化合物的混合物，但是固体阻燃剂时间久会发生沉降，并且磨损机器；该组合物生产的聚氨酯材料密度较高，轻量化优势较小。

专利文献CN 110591042 A公开了一种阻燃型聚氨酯硬质泡沫的制备方法，本发明通过阻燃型聚醚多元醇或聚醚酯多元醇、发泡剂、催化剂、表面活性剂、偶联剂、稳定剂、多异氰酸酯基化合物等组分制备聚氨酯硬泡材料，但该组合料全部采用三聚氰胺树脂基聚醚多元醇或三聚氰胺基聚醚酯多元醇，生产成本较高；采用沸点较低的化合物作为发泡剂，存在安全生产隐患；且制备的聚氨酯材料脆性较大，力学性能不能满足聚氨酯汽车内饰件材料的要求。

发明内容