一种耐高温阻燃聚氨酯复合板及其加工工艺制造技术

本发明专利技术提供一种耐高温阻燃聚氨酯复合板及其加工工艺，聚氨酯复合板包括聚氨酯基材和热压贴合在聚氨酯基材两侧的阻燃层；聚磷酸铵作为酸源，聚脲作为发泡剂，改性β

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温阻燃聚氨酯复合板及其加工工艺


[0001]本专利技术涉及聚氨酯领域，具体是一种耐高温阻燃聚氨酯复合板及其加工工艺。

技术介绍

[0002]聚氨酯材料具有优异的耐化学性、耐磨性、良好的附着力、较好的自润滑性，因而在汽车、机械传动零件、电气和电子等行业被广泛使用。但是，当聚氨酯材料在高温下长时间暴露时，聚氨酯会熔化并释放出有毒气体，如苯和其他芳香族化合物，严重影响了环境安全；且聚氨酯材料易燃烧，会在燃烧过程中产生滴落引发连续性火灾。
[0003]现有市场通过在聚氨酯材料中添加阻燃剂来提高其阻燃性，但是为了获得良好的阻燃性能，通常需要大量添加阻燃剂，这将导致材料原有的物理性能及其他性能的降低。因此，同时提高聚氨酯材料的环保性、阻燃性和耐高温性越来越受到市场的关注。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种耐高温阻燃聚氨酯复合板及其加工工艺，以解决现有技术中的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种耐高温阻燃聚氨酯复合板，包括聚氨酯基材和热压贴合在聚氨酯基材两侧的阻燃层，所述聚氨酯基材由超临界气体微孔注塑工艺制备；
[0007]以重量份数计，阻燃层中各组分含量为：聚氨酯颗粒22
‑
32份、聚磷酸铵8
‑
10份、聚脲0.5
‑
1份、改性β
‑
环糊精8
‑
10份、N,N
‑
二甲基乙酰胺5
‑/>10份。
[0008]进一步的，改性β
‑
环糊精的制备包括以下步骤：
[0009](1)将去离子水、无水乙醇、乙腈、三乙胺、四乙基氢氧化铵混合，在45
‑
50℃下搅拌均匀，加入3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在50
‑
55℃保温22
‑
24h，减压蒸馏浓缩，通过石油醚出沉淀，减压抽滤，用丙酮洗涤3
‑
5次，真空干燥，研磨得到八氨丙基笼型倍半硅氧烷；
[0010](2)将八氨丙基笼型倍半硅氧烷、八苯基笼型倍半硅氧烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基笼型倍半硅氧烷、β
‑
环糊精混合，放入转矩流变仪混料10
‑
15min，得到改性β
‑
环糊精。
[0011]进一步的，乙腈、三乙胺、四乙基氢氧化铵、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的体积比为5：5：1：110。
[0012]进一步的，八氨丙基笼型倍半硅氧烷、八苯基笼型倍半硅氧烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基笼型倍半硅氧烷、β
‑
环糊精的摩尔质量比为2moL：1moL：1moL：12g。
[0013]进一步的，混料温度175
‑
180℃，转速50
‑
60r/min。
[0014]进一步的，一种耐高温阻燃聚氨酯复合板的加工工艺，包括以下步骤：
[0015]S1：制备聚氨酯基材；
[0016]S2：制备阻燃层：将聚氨酯颗粒、N,N
‑
二甲基乙酰胺混合搅拌，加入聚磷酸铵、聚脲、改性β
‑
环糊精，经过搅拌、超声分散、真空脱泡后，转移到螺杆挤出机中挤出，得到阻燃层；
[0017]S3：将阻燃层热压贴合在聚氨酯基材两侧，得到一种耐高温阻燃聚氨酯复合板。
[0018]进一步的，聚氨酯基材的制备包括以下步骤：
[0019]1)将空心玻璃微珠、去离子水混合搅拌，静置2h，取上层漂浮微珠抽滤、干燥，取出后置于浓度为0.5moL/L的氢氧化钠溶液中，80℃下搅拌1
‑
2h，水洗至pH＝7，减压、抽滤、干燥后得到羟基化空心玻璃微珠；
[0020]2)羟基化空心玻璃微珠、N,N
‑
二甲基甲酰胺超声搅拌，加入4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二月桂酸二丁基锡，在55
‑
60℃下搅拌9
‑
10h，离心、洗涤、干燥得到异氰酸酯化的空心玻璃微珠；
[0021]3)将聚四氢呋喃醚二醇加热至105℃抽真空除水1
‑
2h，降温至80
‑
85℃，加入异氰酸酯化的空心玻璃微珠反应0.5
‑
1h，降温至45
‑
50℃，加入甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯，升温至75
‑
80℃反应2h，抽真空除气泡，得到聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体与二甲硫基甲苯二胺10g共混挤出、造粒，得到复合聚氨酯；
[0022]4)将复合聚氨酯置于微孔发泡注塑机中，通过超临界流体设备注入压力为11
‑
12MPa的超临界混合气体，得到预聚体，将预聚体注射到模具的型腔里发泡，冷却成型，得到聚氨酯基材。
[0023]进一步的，羟基化空心玻璃微珠、4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡的质量体积比为100mg：8g：2mL；聚四氢呋喃醚二醇、异氰酸酯化的空心玻璃微珠、甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯的质量比为78：40：22。
[0024]进一步的，超临界混合气体为氮气与二氧化碳以体积比为3：1配置得到；超临界混合气体占预聚体的质量分数为1.2
‑
1.5％。
[0025]进一步的，注入超临界混合气体的速度为220
‑
240mm/s；模具的温度为70
‑
80℃。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术提供一种耐高温阻燃聚氨酯复合板及其加工工艺，聚氨酯复合板是三明治结构，中间层是聚氨酯基材，是用异氰酸酯化的空心玻璃微珠、聚四氢呋喃醚二醇、甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯、二甲硫基甲苯二胺共混挤出、造粒，得到复合聚氨酯，经超临界气体微孔发泡注塑成型；不仅使聚氨酯复合板轻量化，而且制备的聚氨酯复合板机械强度高、耐高温性好、阻燃性能优异，大幅增加聚氨酯复合板使用的安全性；
[0028]选用聚磷酸铵作为酸源，聚脲作为发泡剂，改性β
‑
环糊精作为成炭剂，来制备膨胀型阻燃层；在聚氨酯复合板遭遇明火时，聚磷酸铵发生分解，与改性β
‑
环糊精发生酯化反应，酯脱水键合形成膨胀的泡沫状结构炭层，保护中间聚氨酯基材不受明火燃烧，释放出的不燃性气体延滞了火势蔓延，以此达到阻燃目的；
[0029]不燃性气体为聚脲，受热软化成熔融状态下的涂层发生膨胀，转变成泡沫状结构的炭层，同时阻燃性气体稀释、阻碍了周围的氧气，减缓了中间聚氨酯基材的燃烧强度，起到了气相阻燃的作用；
[0030]选用聚氨酯作为成膜物质，将阻燃层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温阻燃聚氨酯复合板，其特征在于，所述聚氨酯复合板包括聚氨酯基材和热压贴合在聚氨酯基材两侧的阻燃层，所述聚氨酯基材由超临界气体微孔注塑工艺制备；以重量份数计，阻燃层中各组分含量为：聚氨酯颗粒22
‑
32份、聚磷酸铵8
‑
10份、聚脲0.5
‑
1份、改性β
‑
环糊精8
‑
10份、N,N
‑
二甲基乙酰胺5
‑
10份。2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃聚氨酯复合板，其特征在于，所述改性β
‑
环糊精的制备包括以下步骤：(1)将去离子水、无水乙醇、乙腈、三乙胺、四乙基氢氧化铵混合，在45
‑
50℃下搅拌均匀，加入3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在50
‑
55℃保温22
‑
24h，减压蒸馏浓缩，通过石油醚沉淀，减压抽滤，用丙酮洗涤3
‑
5次，真空干燥，研磨后得到八氨丙基笼型倍半硅氧烷；(2)将八氨丙基笼型倍半硅氧烷、八苯基笼型倍半硅氧烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基笼型倍半硅氧烷、β
‑
环糊精混合，放入转矩流变仪混料10
‑
15min，得到改性β
‑
环糊精。3.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃聚氨酯复合板，其特征在于，所述乙腈、三乙胺、四乙基氢氧化铵、3
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氨丙基三乙氧基硅烷的体积比为5：5：1：110。4.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃聚氨酯复合板，其特征在于，八氨丙基笼型倍半硅氧烷、八苯基笼型倍半硅氧烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基笼型倍半硅氧烷、β
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环糊精的摩尔质量比为2moL：1moL：1moL：12g。5.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃聚氨酯复合板，其特征在于，转矩流变仪的工作条件：混料温度175
‑
180℃，转速50
‑
60r/min。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的一种耐高温阻燃聚氨酯复合板的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：制备聚氨酯基材；S2：制备阻燃层：将聚氨酯颗粒、N,N
‑
二甲基乙酰胺混合搅拌，加入聚磷酸铵、聚脲、改性β
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环糊精，经过搅拌、超声分散、真空脱泡后，转移到螺杆挤出机中挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，朱勇健，周蕊，
申请(专利权)人：南通北风橡塑制品有限公司，
类型：发明
国别省市：