[發明專利]一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011406039.5
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112480357A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 徐軍飛;涂佳佳;何繼中;鄭夢林
• 申請（專利權）人: 衢州學院
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/64;C08G18/58;C08G18/32;C08J9/08;C08J9/36;C09D5/18;B32B27/40;B32B27/06;B32B37/24;B32B38/16;C08L75/08
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 郝亮

1.一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料，其特征在于：以重量份計，所述配方包括異氰酸酯原料：60～80份，低聚物多元醇原料：80～120份，發泡劑：20～35份，勻泡劑：2～3份，引發劑：3～5份，擴鏈劑：2～4份，交鏈劑：1～3份，植物原料：10～15份，環氧樹脂5～10份，無機阻燃劑8～13份、阻燃填料25～30份、配合劑5～6份。

2.根據權利要求1所述的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料，其特征在于：所述異氰酸酯原料為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯和二環己基甲烷二異氰酸酯的混合物，所述甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯和二環己基甲烷二異氰酸酯的質量比為2.5：3：1.5。

3.根據權利要求1所述的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料，其特征在于：所述低聚物多元醇原料為聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物，所述聚酯多元醇和聚醚多元醇的質量比為1：2。

4.根據權利要求1所述的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料，其特征在于：所述發泡劑為碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸氫鈉其中的一種或兩種，所述均泡劑為聚醚改性有機聚硅氧烷。

5.根據權利要求1所述的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料，其特征在于：所述引發劑為無機過氧化物引發劑，所述無機過氧化物引發劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的一種，所述擴鏈劑為胺類擴鏈劑和醇類擴鏈劑中的一種。

6.根據權利要求1所述的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料，其特征在于：所述植物原料為木材、棉花、棉短絨、麥草、稻草、蘆葦、麻、桑皮、楮皮和甘蔗渣等。

7.根據權利要求1所述的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料，其特征在于：所述環氧樹脂是環氧氯丙烷與雙酚A或多元醇的縮聚產物。

8.根據權利要求1所述的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料，其特征在于：所述無機阻燃劑為氫氧化鋁、氫氧化鎂和紅磷中的一種，所述阻燃填料為滑石粉、云母粉和硅灰石粉中的一種。

9.根據權利要求1所述的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料，其特征在于：所述配合劑為抗氧劑、紫外線吸收劑、著色劑、增塑劑和催化劑中的一種或多種。

10.根據權利要求1-9任意一項所述的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料得出的一種阻燃聚氨酯納米纖維素增強材料的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括如下步驟：

第一步、制備纖維素原料，將稱量好的植物原料倒入亞硫酸鹽溶液中進行蒸煮，使植物原料中的木素去除，得到亞硫酸鹽漿，然后對亞硫酸鹽漿進行漂白，進一步去除半纖維素，進行過濾后得到纖維植物原料，將纖維植物原料和無機酸混合后搗成漿狀，制成纖維素粗料，再對纖維素粗料作部分解聚，然后再除去非結晶部分并提純后獲得纖維素原料；

第二步、制備納米纖維素，向反應釜內加入鹽酸、硫酸以及纖維素原料，將反應釜的溫度控制在55攝氏度到65攝氏度之間，并攪拌50分鐘到55分鐘，經過多次離心后獲得納米纖維素懸浮溶液；

第三步、制備混合物料，將低聚物多元醇原料放入制備缸內，依次向制備缸內加入發泡劑、均泡劑、引發劑、擴鏈劑、納米纖維素懸浮溶液以及適量的水，將制備缸的溫度控制在120攝氏度到135攝氏度之間，并進行持續攪拌，當攪拌35分鐘到40分鐘時，再向制備缸內加入交鏈劑以及環氧樹脂，并充分攪拌20分鐘到30分鐘，得到混合物料；

第四步、發泡，將異氰酸酯原料加入混合物料中，將制備缸的溫度控制在100攝氏度到110攝氏度之間，并進行攪拌，在攪拌過程中將配合劑加入制備缸內，當混合物料攪拌至產生汽包后進行靜置，靜置時間控制在65小時到70小時之間；

第五步、固化定型，將模具送至烘箱內，把烘箱溫度調至15攝氏度到20攝氏度，然后將發泡后的混合物料倒入模具中進行固化40分鐘到65分鐘，再將烘箱溫度調至70攝氏度到95攝氏度，使發泡后的混合物料在高溫下中進行固化3小時分鐘到3.5小時，得到板材；

第六步、阻燃處理，在定型后的板材表面進行覆膜，然后將無機阻燃劑以及阻燃填料進行混合，得到混合涂料，然后將混合涂料均勻的涂抹在板材上，涂抹結束后將板材放置在常溫下晾曬1.5小時到3小時，最后在對板材進行二次覆膜，得到成品。