[發(fā)明專(zhuān)利]一種阻燃聚氨酯材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910694795.3
• 申請(qǐng)日: 2019-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110330616B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱維群;唐震;朱超;王倩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G18/32
• 分類(lèi)號(hào): C08G18/32
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發(fā)明主要涉及一種阻燃聚氨酯材料的制備方法，反應(yīng)過(guò)程先以三聚氰酸為主要原料，與醇胺、多醇或多胺混合混合后進(jìn)行反應(yīng)，得到三聚氰酸多元醇胺預(yù)聚體；再將異氰酸酯與制備三聚氰酸多元醇胺預(yù)聚體混合后進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后加入固化劑，繼續(xù)反應(yīng)0.5?1h，降溫至小于等于80℃，使用模具固定后熟化，制得阻燃聚氨酯材料。本發(fā)明制備的阻燃聚氨酯材料擁有三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)，本身就具有良好的阻燃隔熱性質(zhì)，不需要額外添加任何阻燃劑，并提高聚氨酯材料的拉伸強(qiáng)度，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻燃聚氨酯材料及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚氨酯(簡(jiǎn)稱(chēng)PU)是由多異氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等原料制成的聚合物，具有多孔性，密度較低、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異性能，被廣泛用于生活生產(chǎn)的多個(gè)領(lǐng)域。然而，聚氨酯材料在給人們帶來(lái)方便的同時(shí)，因其自身燃點(diǎn)低在空氣中易燃燒的缺點(diǎn)，也給人們的安全帶來(lái)威脅，阻燃聚氨酯材料應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)改變?cè)戏N類(lèi)及組成，可以大幅度地改變產(chǎn)品形態(tài)及其性能，得到不同性能的最終產(chǎn)品，滿足不同的使用需求。

目前市場(chǎng)上的聚氨酯材料基本都是通過(guò)添加阻燃劑，例如DMMP、三(2-氯丙基)磷酸酯(簡(jiǎn)稱(chēng)TCPP)來(lái)提高泡沫的阻燃能力，隨著這些阻燃劑的加入會(huì)導(dǎo)致泡沫收縮，尺寸穩(wěn)定性滿足不了使用需求，并且單純的使用DMMP、TCPP等阻燃劑最高也只能達(dá)到塑料阻燃等級(jí)UL94中V1級(jí)別的阻燃，不能滿足高阻燃的使用需求。

中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN108341985A公開(kāi)了一種微發(fā)泡阻燃聚氨酯材料及其制備方法，該聚氨酯材料由異氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、填料、顏料、無(wú)鹵阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、化學(xué)發(fā)泡劑、物理發(fā)泡劑、抗氧劑、紫外線吸收劑和防霉抗菌劑制備而成。其制備方法如下：1)聚碳酸酯二元醇和填料的預(yù)混合；2)加入異氰酸酯，充分反應(yīng)，再加入顏料、無(wú)鹵阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、化學(xué)發(fā)泡劑、物理發(fā)泡劑、抗氧劑、紫外線吸收劑和防霉抗菌劑，充分反應(yīng)。

中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN102585141A公開(kāi)了一種阻燃聚氨酯泡沫及其制備方法，該方法包括：(1)在酸性催化劑的存在下，將秸稈木質(zhì)素材料與多元醇進(jìn)行第一接觸反應(yīng)，得到含有秸稈木質(zhì)素材料的混合液體；(2)在100-180℃下，使磷酸和季戊四醇進(jìn)行第二接觸反應(yīng)0.5-5小時(shí)，向該第二接觸反應(yīng)得到的產(chǎn)物中加入聚醚多元醇、聚磷酸銨和三聚氰胺，并在100-180℃下進(jìn)行第三接觸反應(yīng)0.5-4小時(shí)，得到阻燃劑；(3)將步驟(1)中得到的所述混合液體、步驟(2)中得到的所述阻燃劑、聚醚多元醇、胺類(lèi)催化劑和發(fā)泡劑均勻混合，然后按異氰酸酯指數(shù)為1-1.4加入異氰酸酯進(jìn)行第四接觸反應(yīng)，并對(duì)該第四接觸反應(yīng)得到的產(chǎn)物進(jìn)行固化。上述方法制備的阻燃聚氨酯，均需要添加多種阻燃劑，制備工藝相對(duì)復(fù)雜且制備成本相對(duì)較高。

三聚氰酸是以煤為原料,經(jīng)煤氣化反應(yīng)得到氮?dú)夂蜌錃?兩者反應(yīng)生成三嗪醇固體,反應(yīng)過(guò)程幾乎不排放二氧化碳，因此是一種CO₂含量高、能耗少的是一種低碳排放產(chǎn)品。使用三聚氰酸作為原料合成的高分子預(yù)聚體是一種低碳材料,而使用這種低碳材料制備聚氨酯材料的還未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種阻燃聚氨酯材料及其制備方法。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，原料成本低，制備得到的阻燃聚氨酯材料性能穩(wěn)定，具有良好的阻燃隔熱性質(zhì)，并提高聚氨酯材料的拉伸強(qiáng)度，應(yīng)用前景廣闊。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種阻燃聚氨酯材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將三聚氰酸與醇胺、多醇或多胺混合,加入催化劑a，攪拌并升溫至200-260℃，保溫反應(yīng)4-10小時(shí)，反應(yīng)至物料粘度大于等于1000mPa.s，停止反應(yīng)，得到三聚氰酸多元醇胺預(yù)聚體；