[發明專利]一種新型阻燃軟質聚氨酯泡沫塑料的制備方法及其產品

無效

• 申請號: 201010534709.1
• 申請日: 2010-11-04
• 公開（公告）號: CN102010587A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 何曉春;趙義平;王慶球;計成忠
• 申請（專利權）人: 滁州友林科技發展有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08K13/02;C08K3/34;C08K5/3492;C08J9/06;C08G18/48
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技術領域

本發明涉及阻燃聚氨酯泡沫塑料領域，具體為一種阻燃性良好且生產成本低的軟質聚氨酯泡沫塑料的制備方法及其產品。該阻燃軟質聚氨酯泡沫塑料制品可應用于建筑、家具等領域。

背景技術

聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品種之一，總產量占聚氨酯材料的60％左右。因其具有優良的物理機械性能、電學性能、聲學性能及耐化學腐蝕性能，且與多種材料具有很強的粘結力，被廣泛應用于各個領域。

根據軟硬程度不同，聚氨酯泡沫塑料大致可分為如下幾種：聚氨酯軟泡、聚氨酯硬泡以及聚氨酯半硬泡，其中聚氨酯軟泡即軟質聚氨酯泡沫塑料制品由于具有彈性好，比強度高及密度小等其它材料無可比擬的優點，被大量應用于家具、交通運輸、地毯底襯及其它領域作墊材。

雖然聚氨酯泡沫塑料在很多領域具有廣泛的用途，但是它卻有一個非常致命的弱點即易燃且不易自熄。聚氨酯泡沫塑料分子結構中含可燃的碳氫鏈段、密度小、比表面積大、導熱系數低，未經阻燃處理的聚氨酯泡沫塑料是易燃物，其極限氧指數一般低于19，遇火燃燒并產生大量有毒煙霧，給滅火帶來困難。特別是軟質聚氨酯泡沫塑料，其開孔率較高，可燃成分多，一旦著火，燃燒時由于具有較高的空氣流通性、有源源不斷的氧氣供給，故而易燃且不易自熄，嚴重地限制了其廣泛使用。但是軟質聚氨酯泡沫塑料的許多應用領域(如建筑材料、床墊、家具、保溫材料、汽車座墊及內飾材料等)都有阻燃性能要求，尤其是近年來，我國對用于建筑、家具、飛機、輪船、列車、汽車、其它重要場所及設施的聚氨酯泡沫材料，先后都提出了阻燃要求。因此，阻燃聚氨酯材料的研究一直是當今聚氨酯材料研究的熱點。

目前，提高軟質聚氨酯泡沫塑料阻燃性主要有兩條途徑：一是加入添加型阻燃劑(含氯、溴、磷等元素的化合物)；另一條就是引入反應型阻燃劑，通過其在聚氨酯結構中鍵入氯、溴、磷、銻等原子，得到結構型阻燃材料。

聚氨酯所用的反應型阻燃劑多為各種液態及固態的含磷、氮或(和)鹵素的阻燃多元醇及含磷異氰酸酯等。反應型阻燃劑作為一種反應成分參與反應，在聚氨酯結構中鍵入氯、溴、磷、銻等原子，使聚氨酯本身含有阻燃成分，具有對材料性能影響小、穩定好等特點。但是，引入反應型阻燃劑具有反應操作繁瑣，生產成本高等缺點，目前工業化應用的較少。

加入添加型阻燃劑是提高聚氨酯泡沫塑料阻燃性的較方便和經濟的有效方法，是指在制造聚氨酯泡沫塑料時，添加一些和反應物不起反應的阻燃劑，該方法也是目前工業上應用的重點。添加型阻燃劑主要分為無機阻燃劑和有機阻燃劑：無機阻燃劑主要是銻、鋁、硼、磷化合物；有機阻燃劑主要是磷-鹵有機酯(鹵代磷酸酯)、鹵代脂肪烴、有機磷化合物等。

目前，可用于軟質聚氨酯泡沫的阻燃劑通常以有機阻燃劑為主，主要是含磷、氯、溴元素的有機化合物。但是，該類有機阻燃劑阻燃效果有待進一步提高，且價格相對較昂貴，一定程度上限制了軟質聚氨酯泡沫的應用。因此，開發阻燃性能良好且生產成本較低的新型軟質聚氨酯泡沫是一個全新課題。

發明內容

針對現有的有機阻燃劑阻燃效果有待進一步提高，且價格相對較昂貴的不足，本發明擬解決的技術問題是：設計一種新型阻燃軟質聚氨酯泡沫塑料的制備方法及其產品。該產品采用有機阻燃劑與礦物質土凹凸棒土進行復配，具有阻燃效果好、生產工藝簡單、生產成本低、不需要特殊設備、工業化實施容易等特點。

本發明解決所述阻燃軟質聚氨酯泡沫塑料制備方法技術問題的技術方案是選用有機阻燃劑與凹凸棒土進行復配。所述的凹凸棒土是一種天然礦物質土，為一種具有鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物，典型化學式為Si₈Mg₆O₂₀(OH)₂(OH₂)₄·4H₂O，其結構屬2∶1型粘土礦物。在每個2∶1單位結構層中，四面體晶片角頂隔一定距離方向顛倒，形成層鏈狀，在四面體條帶間形成與鏈平行的通道，通道中充填沸石水和結晶水。

本發明所述阻燃軟質聚氨酯泡沫塑料制備方法，包括如下步驟：

(1)稱取聚醚多元醇100g、異氰酸酯100～110g、泡沫穩定劑(硅油)1～2g、發泡劑(水)3～4g、錫催化劑0.5～1g、凝膠催化劑三亞乙基二胺0.5～1g，以及阻燃劑三聚氰胺5～10g、凹凸棒土5～10g。采用一步發泡工藝，依次將聚醚多元醇、泡沫穩定劑、催化劑、水和阻燃劑依次加入燒杯中，高速電動攪拌下使其攪拌均勻得到粘稠混合物。