[發明專利]一種雙摻可膨脹石墨和輕質微珠的阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料

在審

• 申請號: 201410731731.3
• 申請日: 2014-12-06
• 公開（公告）號: CN105732933A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 孟慶昌
• 申請（專利權）人: 天津濱浦生產力促進有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/24;C08K9/10;C08K7/24;C08K9/06;C08K7/28;C08K7/20;C08J9/08;C08G101/00
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技術領域

本發明屬于聚氨酯泡沫塑料領域，涉及一種雙摻可膨脹石墨和輕質微珠的阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料。

背景技術

硬質聚氨酯泡沫在工業、家具、汽車、保溫、運輸、建筑等方面都有廣泛的應用，但其存在阻燃性能差的缺點，未經阻燃改性的硬質聚氨酯泡沫塑料的氧指數僅為19左右，遇到火源或高溫的烘烤非常容易著火燃燒而引起火災，通過添加阻燃劑可以提高阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能，常用阻燃劑包括鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、硼系阻燃劑和硅系阻燃劑等，這些阻燃劑雖然用量大，但是也存在諸多問題，含鹵阻燃劑易產生煙霧、酸性氣體，以致于會造成煙霧窒息，含磷阻燃劑在火災中也會產生大量的煙氣，其他還存在諸如環保問題、綜合阻燃性能不佳、成本高等弊端，隨著科技的發展和人們對環保要求的提高，阻燃劑必然向著高效、無鹵、低煙毒、多功能化以及與高分子材料相容性好的方向發展。

可膨脹石墨是一種優良的阻燃材料，其在火災中具有熱釋放率低，質量損失小，產生的煙氣少的特點，而且價格低廉，適于大量添加。輕質微珠是一種輕質球狀填充物質，代表物為空心玻璃微珠和玻化微珠，其具有輕質、阻燃的特性，用其作為填充料可以減輕基體的重量同時又能提高其阻燃性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙摻可膨脹石墨和輕質微珠的阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料，該泡沫塑料具有阻燃性優良、輕質、力學性能優良的特性。

為了實現以上目的，本發明采用的技術方案為：

一種雙摻可膨脹石墨和輕質微珠的阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，包括兩個組份，它的原料及原料的重量份數為：

甲組份：

聚醚多元醇100份，

三乙醇胺2～3份，

有機硅勻泡劑1～3份，

發泡劑水10～20份，

可膨脹石墨5～50份，

輕質微珠5～50份，

二月桂酸二丁基錫2～5份，

乙組份：

多異氰酸酯150份。

優選的，所述的可膨脹石墨需要經過聚乙烯醇表面包覆改性。

優選的，所述的輕質微珠為空心玻璃微珠、玻化微珠的一種或兩種的混合物。

優選的，所述的輕質微珠需要經過硅烷偶聯劑表面改性處理。

本發明還提供了一種雙摻可膨脹石墨和輕質微珠的阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料的制備方法，包括以下步驟：

（1）聚乙烯醇包覆可膨脹石墨的制備：首先將聚乙烯醇加入水中，控制聚乙烯醇的質量百分比為10%，中速攪拌，緩慢升溫至90℃，待聚乙烯醇全部溶解后，停止加熱，冷卻，制得濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；然后將可膨脹石墨加入聚乙烯醇水溶液中，攪拌0.5～1h，最后將液體烘干，研磨，得到聚乙烯醇包覆可膨脹石墨；

（2）輕質微珠表面改性處理：將輕質微珠浸入濃度為1.2%的KH550硅烷偶聯劑的水溶液中，攪拌10min，靜置12h，過濾、烘干，得到硅烷偶聯劑表面改性的輕質微珠；

（3）聚氨酯甲組份的配制：將聚醚多元醇在80℃下干燥12h，準確稱量各組份原料，將三乙醇胺、有機硅勻泡劑、發泡劑水和二月桂酸二丁基錫加入到聚醚多元醇中，混合均勻，然后再加入聚乙烯醇包覆可膨脹石墨和硅烷偶聯劑表面改性的輕質微珠，充分攪拌混合均勻，制得甲組份；

（4）阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料的制備：將多異氰酸酯迅速加入到甲組分中，攪拌均勻后澆注到模具中，在100℃下固化2～4小時，制得阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料。

本發明具有的有益效果：

（1）本發明采用可膨脹石墨和輕質微珠為阻燃成分，兩者協同阻燃，賦予聚氨酯泡沫塑料優良的阻燃性能；

（2）可膨脹石墨經過聚乙烯醇的包覆改性，增加了與聚氨酯基體的相容性，可以增加可膨脹石墨的摻加量，同時可提高聚氨酯泡沫塑料的力學性能；

（3）輕質微珠經過表面改性，增加了與聚氨酯的相容性，提高了聚氨酯的力學性能，同時，無機的輕質微珠的加入又可以進一步增強聚氨酯的阻燃性能，并能降低聚氨酯泡沫塑料的容重；

（4）可膨脹石墨和輕質微珠都是無機填料，無毒環保。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但不限定本發明的保護范圍。

實施例1

一種雙摻可膨脹石墨和輕質微珠的阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料，兩組份的原料及原料的質量為：

甲組份：

聚醚多元醇100Kg，

三乙醇胺2Kg，

有機硅勻泡劑2Kg，