[發明專利]一種聚氨酯高效抑煙劑的制備及應用

有效

• 申請號: 201810557672.0
• 申請日: 2018-06-02
• 公開（公告）號: CN108659514B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 林彥軍;鄒苗苗;李凱濤;卿克蘭;賀國康
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08K3/26;C08K9/02;C01F7/00
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 張洪年

本發明公開了一種聚氨酯高效抑煙劑的制備及應用。本發明首先采用清潔工藝法制備水滑石類聚氨酯高效抑煙劑，然后進一步改性得到表面改性的聚氨酯高效抑煙劑。本發明制備的聚氨酯高效抑煙劑具有以下特點：1、通過高分子類乳化劑“柔性阻隔層”作用，可調控的比表面積的范圍為30?300m²/g；2、通過降低晶化過程中過飽和度，可調控的長厚比范圍為10?100；3、采用適于聚氨酯體系的改性劑對水滑石抑煙劑進行有益改性，改善了水滑石在聚氨酯體系中的分散性與相容性，提升了材料的力學性能。本發明制備的抑煙劑可在低添加量時，顯著降低聚氨酯制品燃燒時的煙密度，可在提升抑煙性能的同時，提高聚氨酯制品的力學性能。

技術領域：

本發明屬于聚氨酯材料抑煙技術應用領域，特別涉及一種聚氨酯材料的高效水滑石抑煙劑的制備及應用。

背景技術：

聚氨酯(PU)為主鏈含—NHCOO—重復結構單元的一類聚合物，其性能優異，且存在硬質泡沫塑料、軟質泡沫塑料、彈性體、涂料、粘合劑、纖維、人造革等多種形態的制品，在建筑業、輕工業、交通、機械、紡織、航空航天和醫療衛生等行業得到日益廣泛的應用，目前己成為世界第六大合成高分子材料。聚氨酯硬質泡沫用作建筑板，具有良好的保溫性能；聚氨酯軟質泡沫用作沙發坐墊，具有慢回彈等優異的力學性能；聚氨酯彈性體在電線電纜包覆材料，由于具有高強度、高彈性、耐磨等優勢，有逐步替代傳統材料PVC的趨勢。然而，在以上聚氨酯實際應用過程，都存在著聚氨酯制品的極易燃燒(氧指數只有18％左右)，同時燃燒時釋放出大量的一氧化碳、氮氧化物、氰化氫等有毒氣體，不僅影響人們的視線，降低人們逃生的可能，還為人們的生命安全帶來隱患。相關研究表明，火災遇害者中近80％是因有毒煙氣致死，燃燒時的高產煙率極大限制了聚氨酯在有著較高抑煙需求領域的進一步應用。因此，有效地降低聚氨酯的發煙量、提高聚氨酯的抑煙性能，同時保證其原有的力學性能不受損害，是完善聚氨酯性能、拓寬其應用領域的關鍵步驟。

本發明提出的針對聚氨酯制品所用抑煙劑，為層狀雙金屬氫氧化物(LayeredDouble Hydroxides，簡稱LDHs)，又稱水滑石。具有超分子結構的層狀水滑石，由于其獨特的層板及層間離子的可調控性，目前大多應用在催化、光電、熱穩定劑等領域。雖然有不少研究學者將水滑石作為無機填料，在基體中發揮阻燃性能，但其添加量一般為30～60phr，極大地損害材料的力學性能。

發明內容：

為實現聚氨酯制品的高效抑煙性能，進一步拓寬聚氨酯在保溫建筑、電線電纜、涂料、特種軍事等應用領域的使用，本發明通過對水滑石的比表面積、長徑比等進行調控，從而使水滑石能夠有效吸附并阻隔聚氨酯燃燒時釋放出的有毒氣體，發揮高效抑煙的特點，同時采用適于聚氨酯體系的改性劑對水滑石進行有益改性，增強了水滑石與聚氨酯的氨基甲酸酯基的氫鍵作用，從而改善水滑石在聚氨酯體系中的分散性、增強與聚氨酯的相容性，提升了材料的力學性能。