聚氨酯组合聚醚、聚氨酯硬质泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯材料技术领域。为解决现有技术中存在的聚氨酯泡沫的阻燃性能低、机械性能差、发烟量大，较低的压缩强度密度比，较低的氧指数密度比和较大的烟密度等问题。本发明专利技术提供一种聚氨酯组合聚醚、聚氨酯硬质泡沫及其制备方法；所述聚氨酯组合聚醚，包括组分A；所述组分A包括如下重量份数的组分：密胺多元醇30份～70份、含磷聚酯二元醇30份～70份、抑烟阻燃剂10份～20份、物理发泡剂10份～25份、匀泡剂1份～3份、化学发泡剂1份～2份和催化剂2份～5份。所述聚氨酯硬质泡沫包括组分A和组分B；所述组分B为多亚甲基多苯基多异氰酸酯；所述组分A和组分B的重量比例为组分A：组分B＝1:1.0～1.7。本发明专利技术同时具有高压缩强度密度比、高氧指数密度比的特点。

Polyurethane combined polyether and polyurethane rigid foam and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of polyurethane material. In order to solve the problems of low flame retardancy, poor mechanical property, large amount of smoke, low density ratio of compression strength, lower oxygen index density ratio and larger smoke density in the existing technology. The present invention provides a polyurethane composite polyether, polyurethane rigid foam and a preparation method, and the polyurethane combination polyether, including component A; the component A includes components of the following weight portion: 30 to 70 phr polyamine polyols, 30 to 70 phr polyesters containing phosphorus, 10 to 20 of smoke retardants, and 10 physical foaming agent. The ratio was 25 to 1, 3 to 1, 1 to 2 and 2 to 5. The polyurethane rigid foam includes component A and component B; the component B is polymethylene polybenzyl polyisocyanate; the weight ratio of the component A and component B is A: component B = 1:1.0 to 1.7. The invention has the characteristics of high compression strength density ratio and high oxygen index density ratio.

【技术实现步骤摘要】
聚氨酯组合聚醚、聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
本专利技术属于聚氨酯材料
，具体涉及一种聚氨酯组合聚醚、聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯泡沫是一种性能优良的合成材料，它具有比强度高、导热系数小等优点，在国家节能减排等政策的推动下，在建筑保温等领域获得了越来越广泛的应用。未经阻燃处理的聚氨酯泡沫防火性能差，其易燃且燃烧时产生大量烟雾，这些烟雾往往是导致火灾中伤亡的主要因素。为此，实际生产中往往需要向聚氨酯泡沫中添加大量的固体或液体阻燃材料。固体阻燃材料主要有金属的氧化物如Sb2O3等、金属氢氧化物Al(OH)3和Mg(OH)2等、无机磷及磷化物、硼化物如水合硼酸锌等，此类固体材料在原料中存储稳定性差，易分层，料液粘度大、降低聚氨酯原料的加工性能，流动性能，增加泡沫材料导热系数，实际加工应用上受到限制。市面上主要应用的是液体阻燃材料。液体阻燃材料主要有乙基膦酸二乙酯、丙基膦酸二甲酯、磷酸三乙酯和磷酸三(2-氯异丙基)酯等，此类阻燃材料在增加聚氨酯泡沫的阻燃性能的同时也存在降低泡沫的机械性能，增加泡沫的燃烧时的发烟量，显著增加泡沫的芯材密度等缺点，具体表现为具有较低的压缩强度密度比，较低的氧指数密度比和较大的烟密度。所以，现有的聚氨酯组合聚醚和聚氨酯硬质泡沫在应用中一直存在的一个挑战是如何在提高阻燃性能的同时满足较低的热导率、较低的烟密度，较低的投料密度，较高的压缩强度密度比和较高的氧指数密度比等参数的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决以上现有技术中存在的技术问题的至少一项，提供一种聚氨酯组合聚醚、聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种聚氨酯组合聚醚，包括组分A；所述组分A包括如下重量份数的组分：密胺多元醇30份～70份、含磷聚酯二元醇30份～70份、抑烟阻燃剂10份～20份、物理发泡剂10份～25份、匀泡剂1份～3份、化学发泡剂1份～2份和催化剂2份～5份。进一步的，所述组分A包括如下重量份数的组分：密胺多元醇36份、含磷聚酯二元醇50份、抑烟阻燃剂13份、物理发泡剂13份、匀泡剂2份、化学发泡剂1.3份和催化剂3.5份。进一步的，所述的密胺多元醇为类多元三聚氰胺为起始剂的多元醇，羟值210±10mgKOH/g，粘度6000±1000mPa·s/25℃，酸值≤1.0mgKOH/g；所述的含磷聚酯二元醇为含磷芳香二元元醇,所述含磷芳香二元元醇羟值为190-200mgKOH/g，粘度为2000-3500MPa·s/25℃，酸值≤1mgKOH/g；或所述的密胺多元醇为江苏长能集团EDS-5083L；所述的含磷聚酯二元醇为北京德美科创新材料DM2013。进一步的，所述的抑烟阻燃剂为FR808，FR808为青岛联美化工有限公司市售产品；所述的物理发泡剂为HCFC141B、HFC-134a、HFC-245fa、HFO-1233zd的一种或多种；所述匀泡剂为空气LK443、空气LK221、美思德AK-8805和赢创B8462中的一种或多种；所述的化学发泡剂为去离子水；所述催化剂为PC-5、PC-9、PC-41、PC-77、PT-303、PT-304、K-15、JXP-508中的两种以上。一种基于聚氨酯组合聚醚的聚氨酯硬质泡沫，包括组分A和组分B；所述组分B为多亚甲基多苯基多异氰酸酯；所述组分A和组分B的重量比例为组分A：组分B＝1:1.0～1.7。优选地，所述组分A和组分B的重量比例为组分A：组分B＝1:1.2～1.7。优选地，所述组分A和组分B的重量比例为组分A：组分B＝1:1.4～1.6。一种聚氨酯硬质泡沫的制备方法，包括步骤：A、制备聚氨酯组合聚醚：将密胺多元醇、含磷聚酯二元醇、抑烟阻燃剂、匀泡剂、化学发泡剂和催化剂加入反应釜中，预搅拌，然后加入物理发泡剂，再搅拌后制得聚氨酯组合聚醚；B、制备聚氨酯硬质泡沫：将组分B与聚氨酯组合聚醚混合均匀、成型后制得聚氨酯硬质泡沫。进一步的，步骤A中的预搅拌的温度为20～25℃，预搅拌的时间为10min，再搅拌的时间为0.5h～1h；所述步骤B中成型操作采用高压发泡剂机混合发泡双履带连续成型。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：1、本专利技术引入密胺结构可降低聚氨酯泡沫燃烧时的表面温度，增加它的热容量，使燃烧速率和可燃气体的生成速率同时降低，在燃烧的初始阶段，与异氰酸酯碎片反应，抑制烟的生成。同时使热释放速率的峰值、烟释放速率的峰值以及比消光面积等参数都明显降低。2、本专利技术选用含磷聚酯多元醇与密胺多元醇搭配。以磷、氮为主要阻燃元素组成，其体系自身具有良好的协同作用，受热时表面能形成一层致密泡沫炭层，起到隔热、隔氧、抑烟、防止熔滴等作用；并且将氮磷元素引入聚氨酯泡沫骨架上，避免氮磷阻燃元素迁移，形成永久阻燃，达到不用或少用外添加阻燃剂，减少阻燃剂对聚氨酯泡沫性能的不良影响，实现高的压缩强度密度比和高氧指数密度比。3、本专利技术将在环氧树脂领域常用的抑烟阻燃剂FR808引入到硬泡聚氨酯泡沫中替代常规的TCPP、TEP、TCEP、DEEP等阻燃剂，泡沫的阻燃性能和抑烟性能得到进一步的提高；可进一步降低烟密度等级。4、本专利技术采用高NC0指数设计，将过量NCO通过催化剂的诱导生成PIR结构，其和密胺刚性杂环结构以及刚性苯环结构一起实现良好的尺寸稳定性，达到高的压缩强度密度比。5、本专利技术采用形成极小泡孔的非水解硅碳类表面活性剂和形成极圆泡孔的非硅类表面活性剂降低泡沫的导热系数，改善泡沫的各向异性和压缩强度。6、本专利技术将密胺多元醇、含磷聚酯多元醇、抑烟阻燃剂、发泡剂、匀泡剂、催化剂的有效搭配，制备了一种能够同时满足高压缩强度密度比、高氧指数密度比、低烟低导的聚氨酯泡沫材料。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案进行详细的说明，应当说明的是，以下仅是本专利技术的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些应当都属于本专利技术的保护范围。本专利技术中空气LK443、空气LK221表示相应的空气化工产品公司生产的非硅类表面活性剂的型号；同样地，赢创B8462表示赢创德固赛(中国)投资有限公司生产的硅类表面活性剂的型号；美思德AK-8805表示德美世创化工有限公司生产的型号为AK-8805的匀泡剂。一种聚氨酯组合聚醚，包括组分A；所述组分A包括如下重量份数的组分：密胺多元醇30份～70份、含磷聚酯二元醇30份～70份、抑烟阻燃剂10份～20份、物理发泡剂10份～25份、匀泡剂1份～3份、化学发泡剂1份～2份和催化剂2份～5份。进一步的，所述组分A包括如下重量份数的组分：密胺多元醇36份、含磷聚酯二元醇50份、抑烟阻燃剂13份、物理发泡剂13份、匀泡剂2份、化学发泡剂1.3份和催化剂3.5份。进一步的，所述的密胺多元醇为类多元三聚氰胺为起始剂的多元醇，羟值210±10mgKOH/g，粘度6000±1000mPa·s/25℃，酸值≤1.0mgKOH/g；所述的含磷聚酯二元醇为含磷芳香二元醇,所述含磷芳香二元醇羟值为190-200mgKOH/g，粘度为2000-3500MPa·s/25℃，酸值≤1mgKOH/g；或所述的密胺多元醇为江苏长能集团EDS-5083L；所述的含磷聚酯二元醇为北京德美科创新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯组合聚醚，其特征在于，包括组分A；所述组分A包括如下重量份数的组分：密胺多元醇30份～70份、含磷聚酯二元醇30份～70份、抑烟阻燃剂10份～20份、物理发泡剂10份～25份、匀泡剂1份～3份、化学发泡剂1份～2份和催化剂2份～5份。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯组合聚醚，其特征在于，包括组分A；所述组分A包括如下重量份数的组分：密胺多元醇30份～70份、含磷聚酯二元醇30份～70份、抑烟阻燃剂10份～20份、物理发泡剂10份～25份、匀泡剂1份～3份、化学发泡剂1份～2份和催化剂2份～5份。2.根据权利要求1所述的聚氨酯组合聚醚，其特征在于，所述组分A包括如下重量份数的组分：密胺多元醇36份、含磷聚酯二元醇50份、抑烟阻燃剂13份、物理发泡剂13份、匀泡剂2份、化学发泡剂1.3份和催化剂3.5份。3.根据权利要求2所述的聚氨酯组合聚醚，其特征在于，所述的密胺多元醇为类多元三聚氰胺为起始剂的多元醇，羟值210±10mgKOH/g，粘度6000±1000mPa·s/25℃，酸值≤1.0mgKOH/g；所述的含磷聚酯二元醇为含磷芳香二元醇,所述含磷芳香二元醇羟值为190-200mgKOH/g，粘度为2000-3500MPa·s/25℃，酸值≤1mgKOH/g；或所述的密胺多元醇为江苏长能集团EDS-5083L；所述的含磷聚酯二元醇为北京德美科创新材料的DM2013。4.根据权利要求3所述的聚氨酯组合聚醚，其特征在于，所述的抑烟阻燃剂为FR808，FR808为青岛联美化工有限公司市售产品；所述的物理发泡剂为HCFC141B、HFC-134a、HFC-245fa、HFO-1233zd的一种或多种；所述匀泡剂为空气LK443、空气LK...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎有名，陈俊鑫，候德波，甑程，
申请(专利权)人：成都利亨聚氨酯新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51