[發明專利]一種防火阻燃聚氨酯泡沫材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210072458.2
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114395100A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 劉和文;岳子棋
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08L75/08;C08L3/02;C08K3/40;C08K3/04;C08G101/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝

本發明提供了一種防火阻燃聚氨酯泡沫及其制備方法。本發明提供的防火阻燃聚氨酯泡沫，由包括以下質量份組分的原料制得：40～60份聚醚多元醇，40～60份異氰酸酯，10～30份低熔點玻璃粉，10～30份淀粉，10～40份可膨脹石墨，0～0.5份水。本發明將聚醚多元醇、異氰酸酯、低熔點玻璃粉、淀粉、可膨脹石墨和水按照一定比例搭配制得，其中，聚醚多元醇與異氰酸酯反應形成聚氨酯，低熔點玻璃粉、淀粉和可膨脹石墨的組合對聚氨酯泡沫的防火性能有著協同增效的作用，也能提高材料的阻燃性，使材料達到優異的阻燃性和防火耐火性能。

技術領域

本發明涉及有機材料領域，特別涉及一種防火阻燃聚氨酯泡沫及其制備方法。

背景技術

聚氨酯(PU)泡沫是由多元醇和異氰酸酯與發泡劑反應制成的多孔材料。聚氨酯泡沫在建筑、汽車和電子行業等方面有廣泛的應用，這些行業需要材料在各個方面都具有優秀的性能，如電氣/隔熱，堵水和防火。在這些使用聚氨酯泡沫的場景中，消防安全要求非常高。然而，由于聚氨酯泡沫的多孔結構使氧氣容易擴散到泡沫中，加速了點火過程，因此聚氨酯泡沫十分易燃。

一些含磷/氮的阻燃劑或無機填料阻燃劑已經被用于聚氨酯泡沫，但關于防火聚氨酯泡沫材料的報道與商品依然十份有限。其原因在于：1)聚氨酯以及一部分有機阻燃劑在高溫下發生蒸發或降解，難以形成穩定的防火殼層。2)聚氨酯燃燒形成的炭層仍可在500-600℃以上點燃，不能達到長時間的防火與隔熱。3)尋求環境友好型阻燃劑和減少聚氨酯泡沫燃燒過程中的有毒產物是目前急需解決的問題。因此，聚氨酯防火泡沫的發展仍然面臨較大的挑戰。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種防火阻燃聚氨酯泡沫及其制備方法。本發明提供的防火阻燃聚氨酯泡沫能夠有效提高材料的阻燃性及耐火性。

本發明提供了一種防火阻燃聚氨酯泡沫，由包括以下質量份組分的原料制得：

優選的，所述低熔點玻璃粉的熔點為300～600℃。

優選的，所述低熔點玻璃粉的主要成分為SnO-P₂O₅-ZnO，玻璃化轉變溫度為265℃，熔點為380℃。

優選的，所述淀粉的干燥失重≤12％。

優選的，所述淀粉的粒度為45～100μm。

優選的，所述淀粉為玉米淀粉。

優選的，所述可膨脹石墨的膨脹率＞150mL/g，初始膨脹溫度＞250℃。

優選的，所述異氰酸酯選自二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和六次亞甲基二異氰酸酯中的一種或幾種。

優選的，所述聚醚多元醇選自聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯四醇和聚氧化丙烯六醇中的一種或幾種；

所述聚醚多元醇的分子量為600～1500g/mol，羥值為380～500mgKOH/g。

本發明還提供了一種上述技術方案中所述的防火阻燃聚氨酯泡沫的制備方法，包括以下步驟：

a)將聚醚多元醇、低熔點玻璃粉、淀粉、可膨脹石墨和水混合，得到混合料；

b)將所述混合料與異氰酸酯混合發泡，得到聚氨酯泡沫。