[发明专利]一种纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：包括以下质量份原料：聚芳基多亚甲基异氰酸酯140-150份、改性纤维材料2-5份、阻燃剂10-20份、聚醚多元醇30-40份、聚酯多元醇60-70份、反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯15-25份、三乙二胺1-2份、醋酸钾0.5-1份、1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪0.5-1份、有机硅1-2份和去离子水0.5-1份。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：所述改性纤维材料包括以下步骤制得：

木质纤维素纤维在pH＝12的氢氧化钠溶液中处理2h，在氢氧化钠处理之后，使用12kV的施加电位、60mA的电流和60赫兹的频率对纤维进行电晕放电5min，样品和电源之间的平均距离为2cm。

3.根据权利要求2所述的一种纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：放电在空气中进行，温度为25±3℃，相对湿度70±5％。

4.根据权利要求1所述的一种纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：阻燃剂包括以下步骤制得：

A1、180℃下加热松香,并在氮气气氛下保持3h，将反应冷却至120℃后,通过搅拌添加顺丁烯二酸酐和乙酸，将溶液在120℃下回流12h,然后将反应冷却至室温并再静置2h,过滤得粗品，粗品经醋酸二次重结晶后,得到马来海松酸；

A2、向烧瓶中注入去离子水和KH-902，将混合物搅拌并在80℃下保持4h，在100℃下真空去除多余水分后获得端羟基氨丙基聚硅氧烷；

A3、在氮气气氛下，向配有搅拌器、温度计和冷凝器的烧瓶中加入端羟基氨丙基聚硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、KOH和六甲基二硅氧烷，在140℃下加热6h，反应结束后，冷却至60℃,用乙酸中和混合物,并在减压下排出水,得到端甲基氨丙基聚硅氧烷；

A4、将端甲基氨丙基聚硅氧烷装入附有温度计、回流冷凝器、氮气入口和机械搅拌器的四颈圆底烧瓶中，然后，将马来海松酸溶解在无水乙醇中并加入烧瓶中，将混合物加热至87℃并搅拌4h，反应后减压，即得阻燃剂。

5.根据权利要求4所述的一种纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：步骤A1中，松香、顺丁烯二酸酐和乙酸的用量比为90-100g：25-30g：400-450mL。

6.根据权利要求4所述的一种纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：步骤A2中，去离子水和KH-902的体积比为1:1-2。

7.根据权利要求4所述的一种纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：步骤A3中，端羟基氨丙基聚硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、KOH和六甲基二硅氧烷的用量比为10-20g：70-90g：0.1-0.2g：0.5-1g。

8.根据权利要求4所述的一种纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：步骤A4中，端甲基氨丙基聚硅氧烷、马来海松酸和无水乙醇的用量比为30-50g：10-20g：100-120mL。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的纤维增强阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、称取配方质量份原料，超声下将改性纤维材料和异佛尔酮二异氰酸酯分散在DMF中，然后加入二月桂酸二丁基锡，在90℃下反应20h，同时冷凝回流，最后将产物离心，DMF洗涤3次，过滤，干燥，得到组份A；

S2、将组份A超声分散在DMF中，混合均匀后,再加入阻燃剂，升温至110-120℃，反应结束后，经过滤后得到组份B；

S3、将聚醚多元醇、聚酯多元醇、反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯、三乙二胺、醋酸钾、1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、有机硅和去离子水混合成均匀分散体，得到组份C；

S4、将聚芳基多亚甲基异氰酸酯和组份B均匀混合30min，再与组份C以800r/min混合10-30s后，转移到模具中，然后在室温下自由发泡，最后在80℃下固化24h，即得成品。