[發明專利]一種環保型發泡劑生產的耐超低溫無鹵阻燃玻纖增強型硬質聚氨酯保溫材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610096370.9
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN107099018A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 沈琦;曹恒;朱紅飛;居世寶
• 申請（專利權）人: 江蘇雅克科技股份有限公司
• 主分類號: C08G18/79
• 分類號: C08G18/79;C08G18/48;C08J9/14;C08K7/14
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明屬于聚氨酯復合材料技術領域，尤其涉及一種高阻燃型玻纖增強硬質聚氨酯超低溫保溫材料及其制備方法。

背景技術

液化天然氣是公認的最清潔能源，隨著我國對環境保護的日益重視，對液化天然氣的需求正日益劇增。液化天然氣的存貯和運輸需要用到在超低溫環境下保持高絕熱性、高強度及高穩定性的保溫材料。普通的聚氨酯材料具有絕佳的保溫性能，然而它在超低溫下會發生嚴重收縮無法保持其在常溫下的力學強度。此外，由于聚氨酯是易燃材料，施工過程中的焊接操作很容易引起安全事故，因而需要通過一定的改性來提高材料的阻燃性能。通常可以采用與廉價的玻纖進行復合來增強聚氨酯材料在低溫下的力學性能和尺寸穩定性，并通過加入一定的阻燃劑來提高聚氨酯的阻燃等級。專利CN101235128A公開一種使用連續纖維增強的密度在400-800kg/m³的聚氨酯泡沫材料，但材料適用于“承載結構材料”，并不能用于超低溫環境下的保溫。專利CN101191010A公開了連續纖維增強的聚氨酯泡沫材料，但材料同樣無法用作超低溫保溫材料。專利CN1834130A公開了一種密度在115-135kg/m³壓縮強度在1.4-1.7MPa的保溫材料，但專利對材料的保溫性能并沒有給出詳細的導熱系數，且專利中所用阻燃劑為小分子添加型阻燃劑，存在隨時間遷移出本體材料的可能，無法保證材料在長時間內保持高阻燃等級；專利CN101781395A公開一種密度在40-80kg/m³的短玻纖增強的聚氨酯保溫材料，然而專利并沒有提到材料在超低溫情況下的力學性能，且專利中所用阻燃劑也是小分子化合物，同樣存在阻燃劑遷移導致材料阻燃等級下降的可能。專利CN 103382263本發明公開了一種環保型發泡劑生產聚氨酯硬質泡沫的方法，該方法可以克服預混料的儲存不穩定問題，又不會對催化劑的使用產生限制，但該專利所涉及產品為常溫下使用的密度在50 kg/m³以下的聚氨酯硬泡材料。

綜上所述，暫時還沒有一種使用環保型發泡劑生產的在超低溫條件下(-170度)保持高強度和永久阻燃性的聚氨酯保溫材料的被報道。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提供了一種聚氨酯保溫材料及其制備方法，這種材料具有在超低溫環境下(-170度)保持高強度及永久阻燃性的特點，適用于超低溫環境的保溫領域。

本發明主要通過以下技術方案實現：

本發明提供了環保型發泡劑生產的耐超低溫無鹵阻燃玻纖增強型硬質聚氨酯保溫材料，其組分含量為：

(a)普通聚醚多元醇50-80份；

(b)阻燃聚醚多元醇50-20份；

(c)多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PMDI)100-130份；

(d)表面活性劑1-3份；

(e)催化劑0.1-0.5份；

(f)發泡劑5-10份；以及

(g)連續玻纖氈5-15份。

優選地，所述的組分(a)普通聚醚多元醇的羥值為300-600mgKOH/g，粘度為1000-3000mPa·S(25℃)，官能度為2-6。

優選地，所述的組分(b)阻燃聚醚多元醇的羥值為150-450mgKOH/g，粘度在5000-10000mPa·S(25℃)，官能度為1-4，阻燃聚醚包含阻燃元素為溴、氯、磷中的一種或幾種，阻燃元素的含量在10wt％-50wt％。

優選地，所述的組分(c)多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PMDI)的異氰酸根含量為30-33wt％，粘度為300-800mPa·S(25℃)，官能度為2.5-3。

優選地，所述的表面活性劑組分(d)為聚醚改性的有機硅化合物，其中所用阻燃劑為磷酸三(2-氯丙基)酯或磷酸三乙酯中的一種或兩種的混合物，所用組分(e)催化劑為二甲基環胺，所用組分(f)發泡劑為五氟丙烷或/和五氟丁烷。

優選地，所述的組分(g)連續玻纖氈的表面含有0.5-1.5％的偶聯劑，玻璃纖維的表觀密度在400-450g/m²。

本發明還提供一種制備上述高阻燃型玻纖增強硬質聚氨酯超低溫保溫材料的方法，包括如下步驟：將6-8層的經干燥處理的連續玻纖氈均勻鋪于模具之中，而后將其余的各組分原料在高速攪拌例如轉速4000-6000轉/min條件下，攪拌20-30秒，使得各組分混合均勻后倒入模具之中，進行自由發泡，發泡完畢后將泡沫在室溫下熟化24-48小時后進行脫模，得到本發明的高阻燃型玻纖增強硬質聚氨酯超低溫保溫材料，然后對該材料進行測試。