[發明專利]一種纖維增強阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210710923.0
• 申請日: 2022-06-22
• 公開（公告）號: CN114836024A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 陳海燕;吳美妍;束影;姜曄;馬振雄;王群孛;劉書陽
• 申請（專利權）人: 揚州工業職業技術學院
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08J5/04;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/64;C08G18/75;C08G101/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 靳浩

本發明涉及一種纖維增強阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料及其制備方法，屬于塑料技術領域，包括以下步驟制得：將改性纖維材料和異佛爾酮二異氰酸酯分散在DMF中，然后加入二月桂酸二丁基錫，得到組份A；將組份A分散在DMF中，再加入阻燃劑，得到組份B；將聚醚多元醇、聚酯多元醇、反式?1?氯?3,3,3?三氟丙烯、三乙二胺、醋酸鉀、1,3,5?三(二甲氨基丙基)六氫三嗪、有機硅和去離子水混合得到組份C；將聚芳基多亞甲基異氰酸酯和組份B均勻混合，再與組份C以混合后，自由發泡，固化，即得成品。通過纖維材料先與聚芳基多亞甲基異氰酸酯進行反應后，再接枝阻燃劑，再與聚醚多元醇和聚酯多元醇反應，增加了聚氨酯泡沫塑料的阻燃性。

技術領域

本發明屬于塑料技術領域，具體地，涉及一種纖維增強阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料及其制備方法。

背景技術

聚氨酯泡沫(PUF)是一類具有-NHCOO-基團的高分子聚合物的總稱，是由二異氰酸酯與多元醇在發泡劑存在下發生化學反應制備而成，根據模量或泡孔結構，PUF可分為硬質泡沫和軟質泡沫，或開孔和閉孔泡沫。硬質PUF以其優異的保溫性能和力學性能被廣泛應用于保溫領域，如冰箱、建筑、冷藏車、冷庫、凍土路基、太陽能熱水器等，近年來，為了提高PUF的機械性能和熱性能等性能，人們付出了很多努力來開發高性能PUF。摻入填料是提高聚合物材料機械性能的有效方法。據報道，納米粘土、纖維、碳納米管等等，已將其摻入泡沫材料中以改善所得泡沫的物理性能。填料在基體中的分散性以及它們之間的相互作用是影響補強效果的關鍵參數。

填料的增加雖然能夠提升聚氨酯泡沫的阻燃和機械性能，但是，納米填料由于高表面能，容易團聚，進而在聚氨酯中的分散性有限，起到的增強效果也有限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種纖維增強阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料及其制備方法，通過纖維材料先與聚芳基多亞甲基異氰酸酯進行反應后，再接枝阻燃劑，再與聚醚多元醇和聚酯多元醇反應，實現了纖維材料和阻燃劑充分結合到聚氨酯泡沫塑料中。

本發明要解決的技術問題：納米填料由于高表面能，容易團聚，進而在聚氨酯中的分散性有限，起到的增強效果也有限。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種纖維增強阻燃硬質聚氨酯泡沫塑料，包括以下質量份原料：聚芳基多亞甲基異氰酸酯140-150份、改性纖維材料2-5份、阻燃劑10-20份、聚醚多元醇30-40份、聚酯多元醇60-70份、反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯15-25份、三乙二胺1-2份、醋酸鉀0.5-1份、1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氫三嗪0.5-1份、有機硅1-2份和去離子水0.5-1份。

進一步地，所述改性纖維材料包括以下步驟制得：

木質纖維素纖維在pH＝12的氫氧化鈉溶液中處理2h，在氫氧化鈉處理之后，使用12kV的施加電位、60mA的電流和60赫茲的頻率對纖維進行電暈放電5min，樣品和電源之間的平均距離為2cm。

進一步地，放電在空氣中進行，溫度為25±3℃，相對濕度70±5％。

進一步地，阻燃劑包括以下步驟制得：

A1、180℃下加熱松香,并在氮氣氣氛下保持3h，將反應冷卻至120℃后,通過攪拌添加順丁烯二酸酐和乙酸，將溶液在120℃下回流12h,然后將反應冷卻至室溫并再靜置2h,過濾得粗品，粗品經醋酸二次重結晶后,得到馬來海松酸，其中，松香、順丁烯二酸酐和乙酸的用量比為90-100g：25-30g：400-450mL；

A2、向燒瓶中注入去離子水和KH-902，將混合物攪拌并在80℃下保持4h，在100℃下真空去除多余水分后獲得端羥基氨丙基聚硅氧烷，其中，去離子水和KH-902的體積比為1:1-2；