[发明专利]一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料及其制备方法

权利要求书

1.一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料，其特征在于：以重量份计，所述配方包括异氰酸酯原料：60～80份，低聚物多元醇原料：80～120份，发泡剂：20～35份，匀泡剂：2～3份，引发剂：3～5份，扩链剂：2～4份，交链剂：1～3份，植物原料：10～15份，环氧树脂5～10份，无机阻燃剂8～13份、阻燃填料25～30份、配合剂5～6份。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料，其特征在于：所述异氰酸酯原料为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯的混合物，所述甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯的质量比为2.5：3：1.5。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料，其特征在于：所述低聚物多元醇原料为聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物，所述聚酯多元醇和聚醚多元醇的质量比为1：2。

4.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料，其特征在于：所述发泡剂为碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠其中的一种或两种，所述均泡剂为聚醚改性有机聚硅氧烷。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料，其特征在于：所述引发剂为无机过氧化物引发剂，所述无机过氧化物引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一种，所述扩链剂为胺类扩链剂和醇类扩链剂中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料，其特征在于：所述植物原料为木材、棉花、棉短绒、麦草、稻草、芦苇、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣等。

7.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料，其特征在于：所述环氧树脂是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。

8.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料，其特征在于：所述无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和红磷中的一种，所述阻燃填料为滑石粉、云母粉和硅灰石粉中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料，其特征在于：所述配合剂为抗氧剂、紫外线吸收剂、着色剂、增塑剂和催化剂中的一种或多种。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料得出的一种阻燃聚氨酯纳米纤维素增强材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

第一步、制备纤维素原料，将称量好的植物原料倒入亚硫酸盐溶液中进行蒸煮，使植物原料中的木素去除，得到亚硫酸盐浆，然后对亚硫酸盐浆进行漂白，进一步去除半纤维素，进行过滤后得到纤维植物原料，将纤维植物原料和无机酸混合后捣成浆状，制成纤维素粗料，再对纤维素粗料作部分解聚，然后再除去非结晶部分并提纯后获得纤维素原料；

第二步、制备纳米纤维素，向反应釜内加入盐酸、硫酸以及纤维素原料，将反应釜的温度控制在55摄氏度到65摄氏度之间，并搅拌50分钟到55分钟，经过多次离心后获得纳米纤维素悬浮溶液；

第三步、制备混合物料，将低聚物多元醇原料放入制备缸内，依次向制备缸内加入发泡剂、均泡剂、引发剂、扩链剂、纳米纤维素悬浮溶液以及适量的水，将制备缸的温度控制在120摄氏度到135摄氏度之间，并进行持续搅拌，当搅拌35分钟到40分钟时，再向制备缸内加入交链剂以及环氧树脂，并充分搅拌20分钟到30分钟，得到混合物料；

第四步、发泡，将异氰酸酯原料加入混合物料中，将制备缸的温度控制在100摄氏度到110摄氏度之间，并进行搅拌，在搅拌过程中将配合剂加入制备缸内，当混合物料搅拌至产生汽包后进行静置，静置时间控制在65小时到70小时之间；

第五步、固化定型，将模具送至烘箱内，把烘箱温度调至15摄氏度到20摄氏度，然后将发泡后的混合物料倒入模具中进行固化40分钟到65分钟，再将烘箱温度调至70摄氏度到95摄氏度，使发泡后的混合物料在高温下中进行固化3小时分钟到3.5小时，得到板材；

第六步、阻燃处理，在定型后的板材表面进行覆膜，然后将无机阻燃剂以及阻燃填料进行混合，得到混合涂料，然后将混合涂料均匀的涂抹在板材上，涂抹结束后将板材放置在常温下晾晒1.5小时到3小时，最后在对板材进行二次覆膜，得到成品。