[发明专利]一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体及其制备方法

说明书

本申请涉及聚氨酯制品技术领域，具体公开了一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体及其制备方法。所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体包括如下重量份的组分：异氰酸酯30‑50份，聚酯多元醇50‑70份，含磷纤维素纤维40‑60份，煤矸石微粉30‑50份，催化剂2.4‑2.8份，硅烷偶联剂4‑8份。在阻燃聚氨酯优力胶预聚体受到火焰灼烧时，本申请的含磷纤维素纤维分解产生的磷酸能够在阻燃聚氨酯优力胶预聚体表面产生炭化膜，并且含磷纤维素纤维和煤矸石微粉增加了炭化膜的附着力，减少了炭化膜脱落的可能，提高了阻燃聚氨酯优力胶预聚体的阻燃性能。

技术领域

本申请涉及聚氨酯制品技术领域，更具体地说，它涉及一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体及其制备方法。

背景技术

聚氨酯优力胶又称聚氨酯PU弹性体，是一种具有强度好，压缩变形小。介于塑料和橡胶之间的一种新型材料。聚氨酯优力胶兼具塑料的刚性与橡胶的弹性，因此在工业生产中得到了广泛的应用。

相关技术中有一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体，包括如下重量份的组分：异氰酸酯30-50份，聚酯多元醇50-70份，催化剂2.4-2.8份，磷酸酯阻燃剂10-14份，磷酸酯阻燃剂选用磷酸三甲苯酯、磷酸三异丙基苯酯、磷酸甲酚二苯酯中的至少一种。阻燃聚氨酯优力胶预聚体的制备方法如下：(1)将聚酯多元醇与催化剂混合，并在100-150℃下对混合物进行预热，预热时维持真空度为-0.08～-0.1MPa，预热2-3h后得到预热混合物；(2)向预热混合物中加入磷酸酯阻燃剂以及异氰酸酯并混合均匀，将反应体系的温度降至60-80℃并继续反应2-2.5h，得到阻燃聚氨酯优力胶预聚体。当阻燃聚氨酯优力胶预聚体受火焰灼烧时，磷酸酯阻燃剂转化为磷酸，磷酸对阻燃聚氨酯优力胶预聚体进行炭化，使阻燃聚氨酯优力胶预聚体的起火部位表面产生炭化膜，炭化膜将阻燃聚氨酯优力胶预聚体与空气隔离，起到了阻燃效果。

针对上述中的相关技术，发明人认为，炭化膜虽然能够起到阻燃作用，但是炭化膜与阻燃聚氨酯优力胶预聚体的热膨胀系数不一致，当阻燃聚氨酯优力胶预聚体持续受到火焰灼烧时，炭化膜容易因发生变形而从阻燃聚氨酯优力胶预聚体表面脱落，容易导致阻燃聚氨酯优力胶预聚体的阻燃效果下降。

发明内容

相关技术中，当阻燃聚氨酯优力胶预聚体长时间受灼烧时，炭化膜容易脱落，影响阻燃聚氨酯优力胶预聚体的阻燃效果。为了改善这一缺陷，本申请提供一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体，采用如下的技术方案：

一种阻燃聚氨酯优力胶预聚体，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体包括如下重量份的组分：异氰酸酯30-50份，聚酯多元醇50-70份，含磷纤维素纤维40-60份，煤矸石微粉30-50份，催化剂2.4-2.8份，硅烷偶联剂4-8份。

通过采用上述技术方案，与相关技术相比，本申请在异氰酸酯和聚酯多元醇反应生成的聚氨酯基体的基础上，添加量含磷纤维素纤维以及煤矸石微粉，并使用硅烷偶联剂对煤矸石微粉进行疏水改性，制得了阻燃聚氨酯优力胶预聚体。

煤矸石微粉由炭粒与硅酸盐颗粒组成，当阻燃聚氨酯优力胶预聚体预聚体受到灼烧时，聚氨酯基体表面的炭粒发生燃烧，燃烧过程消耗了氧气，燃烧产生的二氧化碳将外界的氧气与聚氨酯基体隔离，减慢了火焰的蔓延速率。在炭粒发生燃烧的同时，含磷纤维素纤维靠近火焰的一端分解为纤维素残基与磷酸。磷酸具有强脱水性，磷酸同时对火焰灼烧处的聚氨酯基体以及纤维素残基进行脱水，最终在聚氨酯基体表面形成炭化膜。在纤维素残基发生炭化时，由于含磷纤维素纤维远离炭化膜的一端仍然保持完整，因此对炭化膜起到了锚固作用。煤矸石中的硅酸盐颗粒为炭化膜提供了大量附着位点，增大了炭化膜与聚氨酯基体之间的接触面积，从而减少了炭化膜脱落的可能，有助于改善阻燃聚氨酯优力胶预聚体的阻燃效果。

优选的，所述阻燃聚氨酯优力胶预聚体包括如下重量份的组分：异氰酸酯45-55份，含磷纤维素纤维45-55份，煤矸石微粉35-45份，催化剂2.5-2.7份，硅烷偶联剂5-7份。