一種硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]—種硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料的制備方法，涉及一種聚氨酯泡沫保溫材料，特別的硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在社會的發(fā)展過程中，發(fā)生火災(zāi)的頻率和造成的危害越來越大，而采用阻燃材料是減少和防止火災(zāi)的重要措施之一。硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料，最大優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕、隔熱保溫性好、吸音及緩沖抗震性優(yōu)良、壓縮強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性高；同時加工方式靈活，成型施工方便，固化速度快。因此，硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料廣泛應(yīng)用于交通、建筑及國防等國民經(jīng)濟(jì)各部門。但是，硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料具有極易燃燒、阻燃性能差、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤臁a(chǎn)煙量大的缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到了很大的限制。
[0003]用于提高硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料阻燃性能的阻燃劑分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑兩種。添加型阻燃劑是以物理方式分散于聚氨酯基體中，與聚氨酯基體及其反應(yīng)原料之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如氫氧化鋁，氧化銻，紅磷，三聚氰胺，聚磷酸銨，三(2-氯乙基)磷酸酯，甲基膦酸二甲酯等。反應(yīng)型阻燃劑是指在聚合或者縮聚過程中參加反應(yīng)并且結(jié)合到聚合物的主鏈或者側(cè)鏈上、起阻燃作用的一類阻燃劑。如磷酸酯類阻燃聚醚多元醇，鹵代耐燃聚醚多元醇，含銻含氯耐燃聚醚多元醇，芳香族、雜環(huán)系聚醚多元醇等。
[0004]氫氧化鋁兼有阻燃、消煙、填充等多重功能，能與磷等多種物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同阻燃效應(yīng)，已成為用量最大的環(huán)保型無機(jī)阻燃劑。但是，氫氧化鋁的阻燃效率比較低，而且未經(jīng)表面處理的氫氧化鋁粉體表面呈“親水疏油”的極性狀態(tài)，與聚合物基體的相容性很差。因此，需要對氫氧化鋁表面進(jìn)行有機(jī)改性，改善其表面的物理化學(xué)性質(zhì)，達(dá)到“疏水親油”的效果，增強(qiáng)與聚合物基體的相容性。例如，材料研究與應(yīng)用(2012，6(1):42-45)報道了氫氧化鋁粉體表面改性的研究，實(shí)驗(yàn)證明鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-114改性氫氧化鋁粉體的效果良好。中國粉體技術(shù)(2005.2:15-17)提供了氫氧化鋁粉體的濕法改性方法，并用改性后的氫氧化鋁粉體填充PVC，提高了 PVC的氧指數(shù)。
[0005]磷系阻燃劑以紅磷及磷酸酯類作為主要的品種，主要是起固相阻燃作用。用紅磷做的高分子材料阻燃劑具有低毒、高效、廉價的優(yōu)點(diǎn)，且對材料制品的性能影響甚小。但是紅磷易吸潮、易氧化、顏色深、與聚合物集體相容性差，從而限制了它的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)用紅磷做阻燃劑的目的，必須將紅磷進(jìn)行包覆。紅磷以微膠囊化的形式做阻燃劑添加到聚合物中，能克服以上的缺點(diǎn)，同時達(dá)到阻燃效果。例如，塑料(2004，33(6):37-40)提供了氫氧化招單層包覆紅磷的方法，制備的微膠囊化紅磷性能良好。Polymer Internat1nal (2003,52:1326-1331)報道了三聚氰胺-甲醛樹脂單層包覆紅磷的方法，并研究了其在聚烯烴中的阻燃機(jī)理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種不易燃燒、阻燃性能好的硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料的制備方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0008]—種硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料的制備方法，其特征在于其制備過程是在組合聚醚多元醇中加入阻燃劑，進(jìn)行均勻混合;然后加入多異氰酸酯，攪拌至泡體發(fā)白時，立即倒入到模具中進(jìn)行發(fā)泡，待泡體漲定成型后，取出泡體，進(jìn)行常溫熟化，制得硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料。
[0009]本發(fā)明的一種硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料的制備方法，其特征在于制備過程中，組合聚醚多元醇與多異氰酸酯的質(zhì)量比為1: (1?1.3)。
[0010]本發(fā)明的一種硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料的制備方法，其特征在于制備過程中，阻燃劑的添加量為組合聚醚多元醇質(zhì)量的0?40%。
[0011]本發(fā)明的一種硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料的制備方法，其特征在于發(fā)泡時間為10?15s，常溫發(fā)泡，熟化時間為4 ho
[0012]本發(fā)明的一種硬質(zhì)阻燃聚氨酯泡沫塑料的制備方法，其特征在于所述的阻燃劑為改性氫氧化鋁，雙層包覆的紅磷，聚磷酸銨，甲基膦酸二甲酯中的一種或幾種。
[0013]本發(fā)明所用組合聚醚多元醇和多異氰酸酯由鄭州信聯(lián)科技有限公司市售的產(chǎn)品。
[0014]本發(fā)明所用氫氧化鋁粉體由中國鋁業(yè)股份有限公司中州分公司市售的產(chǎn)品。
[0015]本發(fā)明所用紅磷由天津市化學(xué)試劑六廠三分廠市售的產(chǎn)品。
[0016]本發(fā)明所用聚磷酸銨和甲基膦酸二甲酯由北京市津同樂泰化工產(chǎn)品有限公司市售的產(chǎn)品。
[0017]改性氫氧化鋁的制備方法可如下但不僅限于如下進(jìn)行:
預(yù)先把氫氧化鋁粉體樣品干燥，稱取一定量的超細(xì)氫氧化鋁樣品，置于250mL三口燒瓶中；稱取為氫氧化鋁粉體質(zhì)量5%的鈦酸酯偶聯(lián)劑TC-114，用80mL乙醇稀釋;將混合液倒入三口燒瓶中，在80°C油浴中恒溫，攪拌反應(yīng)2h后取出，將經(jīng)改性后的樣品離心或抽濾，40°C下真空干燥。
[0018]雙層包覆紅磷的制備方法可如下但不僅限于如下進(jìn)行:
1、氫氧化鋁單層包覆紅磷的制備。將lg紅磷，4.5g硫酸鋁，60mL蒸餾水加入到250mL三口燒瓶中攪拌30min，使紅磷在溶液中分散均勻，得溶液I ；在溶液I中緩慢滴加10%Na0H溶液，當(dāng)溶液的Ph值為6時，停止滴加，得溶液Π ;滴加完成后，將溶液Π放人60°C水浴中保溫2h，使包覆層充分凝聚、沉積，得溶液m;將溶液m離心或抽濾，用蒸餾水洗滌三次，40°c下真空干燥。
[0019]2、三聚氰胺-甲醛樹脂的制備。將3.15g三聚氰胺，4.7g甲醛溶液(含甲醛37%-40%)和20mL蒸餾水加入到250mL三口燒瓶中，用10%碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)懸浮液pH值至8.5，水浴加熱混合物至70°C，當(dāng)懸浮液變透明，相同溫度下保持30min，空氣中冷卻至室溫。
[0020]3、雙層包覆紅磷的制備。在三口燒瓶中加入lg氫氧化鋁包覆后的紅磷粉末和40mL蒸餾水，加入(2)步驟中制備的三聚氰胺-甲醛樹脂，用10%鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至5.5左右，在60°C水浴中攪拌加熱2h，冷卻至室溫，離心或抽濾，用蒸餾水洗滌三次，40°C下真空干燥。
[0021]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明采用濕法改性的方法成功改性了氫氧化鋁粉體，使氫氧化鋁粉體和聚氨酯基體有良好的相容性;改性方法簡單，便于進(jìn)行工藝放大。
[0022]2、本發(fā)明成功制備了氫氧化鋁和