[發明專利]一種基于膨脹阻燃體系和三氧化鉬聚氨酯軟泡的制備方法

有效

• 申請號: 202210358234.8
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114716729B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 智茂永;劉全義;高山嵩;雷秋鳴
• 申請（專利權）人: 中國民用航空飛行學院
• 主分類號: C08J9/36
• 分類號: C08J9/36;C08J9/42;C08J9/40;C08L75/04;C09D105/08;C09D5/18
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄

本發明公開了一種基于膨脹阻燃體系和三氧化鉬聚氨酯軟泡的制備方法，包括以下步驟：S1、聚氨酯軟泡依次在稀硝酸溶液和聚丙烯酸溶液中進行浸泡，完成表面活化處理；S2、分別配置帶正電荷的三氧化鉬/殼聚糖溶液和帶負電荷的聚磷酸銨溶液；S3、將經過表面活化處理的聚氨酯軟泡交替浸入到三氧化鉬/殼聚糖溶液和聚磷酸銨溶液中，通過層層自組裝方法獲得沉積有三氧化鉬/殼聚糖和聚磷酸銨雙層膜的阻燃聚氨酯軟泡。本方法結合了膨脹阻燃體系(聚磷酸銨和殼聚糖)和抑煙劑三氧化鉬，克服了現有自組裝涂層的阻燃性能差、煙氣釋放量大以及熔融滴落嚴重等缺點。

技術領域

本發明涉及聚氨酯軟泡阻燃技術領域，具體涉及一種基于膨脹阻燃體系和三氧化鉬聚氨酯軟泡的制備方法。

背景技術

聚氨酯軟泡是一種用量最大的聚氨酯產品，具有質輕、透氣、彈性回復好、壓縮變形小等特性，在交通運輸、建筑裝飾、座椅墊材等領域得到了廣泛的應用。但是，普通的聚氨酯軟泡是一種易燃高分子材料，極限氧指數僅為17％左右。在聚氨酯軟泡的燃燒過程中，因多孔狀結構導致其與空氣接觸面積大，燃燒速度快，釋放出大量的熱量和有毒煙氣，并伴隨著嚴重的熔融滴落現象，容易引燃其它易燃材料而發生火災蔓延擴大，從而限制了其在很多領域中的應用。最常用的增強聚氨酯軟泡阻燃性能的方法是添加含鹵素、磷或氮元素的阻燃劑。但是，鹵系阻燃劑會在燃燒過程中釋放出劇毒和腐蝕性的鹵化氫氣體，無鹵阻燃劑成為阻燃技術的研究方向。

在制備阻燃聚氨酯軟泡中，主要分為添加型阻燃劑法、反應型阻燃劑法和層層自組裝阻燃涂層法。添加法通常會破壞泡沫的微觀結構，大幅度降低聚氨酯軟泡的機械性能；反應法具有工藝復雜和成本高的缺點；層層自組裝法具有操作簡易和低成本等優點得到了重視。已有公開報道了在聚氨酯軟泡表面沉積了由殼聚糖和氫氧化鎂構成的阻燃涂層，與純聚氨酯泡沫相比，帶有涂層的聚氨酯泡沫的熱釋放速率峰值有所降低。也有學者研究了由脫氧核糖核酸、殼聚糖和蒙脫土組成的層層組裝涂層，也降低了聚氨酯軟泡的可燃性。但是，現有研究報道主要關注于提高聚氨酯軟泡的阻燃性能，而對其抑煙和抗熔融滴落性能尚缺乏研究。

因此，亟需一種能解決現有自組裝阻燃涂層的阻燃性能差、煙氣釋放量大、熔融滴落嚴重以及成本高等缺點的聚氨酯軟泡的制備方法。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基于膨脹阻燃體系和三氧化鉬聚氨酯軟泡的制備方法，采用層層組裝法分別將聚磷酸銨、殼聚糖和三氧化鉬沉積在聚氨酯軟泡的表面，聚磷酸銨和殼聚糖構成膨脹阻燃體系，并在三氧化鉬的抑煙和催化成炭作用下，能有效地發揮阻燃、抑煙和抗熔融滴落等多重作用，解決了上述背景技術中提到的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于膨脹阻燃體系和三氧化鉬聚氨酯軟泡的制備方法，包括如下步驟：

S1、聚氨酯軟泡的表面活化處理：

將聚氨酯軟泡在稀硝酸溶液中浸泡3～8分鐘，用去離子水清洗后，使其表面帶有正電荷；再將其在聚丙烯酸溶液中浸泡3～8分鐘，用去離子水清洗后，使其表面帶有負電荷；

S2、聚電解質溶液的制備：

在去離子水中加入水溶性殼聚糖和三氧化鉬納米片，得到帶正電荷的三氧化鉬/殼聚糖溶液；

在去離子水中加入聚磷酸銨，調節溶液pH后，得到帶負電荷的聚磷酸銨溶液；

S3、采用層層自組裝法制備阻燃聚氨酯軟泡：

將經過步驟S1處理的聚氨酯軟泡交替浸入到三氧化鉬/殼聚糖溶液和聚磷酸銨溶液，分別靜置3～8分鐘，每次浸泡后，用去離子水清洗聚氨酯軟泡1～5分鐘，擠出多余的液體，完成了第一個自組裝雙層膜的制備；

重復上述過程，直至獲得所需的雙層膜數量，最后將其置于干燥箱內干燥，制備得到帶有聚磷酸銨和三氧化鉬/殼聚糖的阻燃聚氨酯軟泡。