【技术实现步骤摘要】
本申请属于高分子材料，更具体地，涉及一种低烟环保耐老化阻燃泡棉、其制备方法及应用。
技术介绍
1、高分子材料燃烧容易产生大量的毒烟和co，其中co是火灾中致人死伤的主要毒性气体。在动力电池的应用中，产生烟气对于电子元器件造成不可修复的损伤。因此，对材料进行阻燃、抑烟、减毒处理对减少火灾中的人身事故具有重要意义。随着高分子材料的大量使用，其燃烧冒烟问题日益突出。常规基于膨胀阻燃提升可膨胀石墨用量必然导致重金属cr、s元素增加，高含量的s元素不仅有析出影响电子元器件的风险，且燃烧增加刺激性气体的排放。
2、目前普通可膨胀石墨主要靠自身体积膨胀形成的膨胀绝热层来延缓或抑制聚合物的燃烧，与被阻燃聚合物之间不发生或很少发生化学作用，是典型的凝聚相阻燃，几乎没有气相阻燃；而且可膨胀石墨膨胀后形成的膨胀石墨，也就是蠕虫状石墨彼此间的粘附力较弱，聚合物基体燃烧之后，膨胀石墨无法形成坚固的膨胀炭层，在火焰压力或热量对流作用下，表面的膨胀石墨层可能遭到破坏，形成“飞灰”，导致绝热膨胀层的丧失，进而引发未燃烧的聚合物被点燃，火焰继续传播，阻燃效率有限。此外，“飞灰”的存在还会使得聚合物在燃烧时产生大量烟尘。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本申请的目的在于提供一种低烟环保耐老化阻燃泡棉、其制备方法及应用，旨在解决现有的阻燃泡棉的硫含量高(s含量大于150ppm)，在燃烧时产生大量“飞灰”、发烟量大(烟密度大于75)，无法满足低烟环保的要求，同时阻燃泡棉的耐老化性能差等的技术问题。>
2、为实现上述目的，本申请提供了一种低烟环保耐老化阻燃泡棉，以质量份计，包括70份～90份的聚醚多元醇、20份～30份的阻燃聚合物多元醇、5份～15份的有机磷酸酯、2份～15份的抑烟剂、1份～5份的低硫可膨胀石墨、5份～15份的表面活性剂、0份～2份的交联剂、0份～0.8份的发泡剂、0.005份～0.015份的催化剂和25份～45份的改性异氰酸酯；
3、且所述抑烟剂和所述低硫可膨胀石墨的质量比≥2:1。
4、优选地，所述低烟环保耐老化阻燃泡棉的厚度为0.8mm～2mm，密度为150kg/cm3～280kg/cm3，在25％压缩形变率下的压缩强度为50kpa～150kpa。
5、优选地，所述低烟环保耐老化阻燃泡棉的硫含量＜150ppm，在燃烧时的烟密度≤75。
6、优选地，所述低烟环保耐老化阻燃泡棉在压缩比例为50％、温度为85℃、湿度为85％的条件下老化168h后，所述低烟环保耐老化阻燃泡棉的压缩永久变形＜10％，醚碳氧1115～1080cm-1处的红外光谱峰强度减少率＜1％。
7、优选地，所述低烟环保耐老化阻燃泡棉在进行ul94垂直燃烧实验时，阻燃性能达v0等级，且同一根样条的两次燃烧余焰时间t1+t2＜10s。
8、优选地，所述聚醚多元醇选自羟值为24mg koh/g～56mg koh/g，eo含量不低于70％的聚醚多元醇中的一种或多种。
9、优选地，所述阻燃聚合物多元醇为含磷聚合物多元醇、含氮聚合物多元醇和含磷氮聚合物多元醇中的一种或多种。进一步优选地，所述含磷聚合物多元醇中磷的质量含量为10％～25％；所述含氮聚合物多元醇中氮的质量含量为10％～30％；所述含磷氮聚合物多元醇中磷的质量含量为5％～15％、氮的质量含量为5％～15％。
10、优选地，所述阻燃聚合物多元醇的羟值为22mg koh/g～28mg koh/g，粘度为1000mpa·s～3000mpa·s。
11、优选地，所述有机磷酸酯中磷的质量含量为10％～20％。进一步优选地，所述有机磷酸酯选自甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、间苯二酚双(二苯基)磷酸酯、磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯中的一种或多种。
12、优选地，所述抑烟剂选自次磷酸铝、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化钼、氧化钛和水滑石中的至少一种。
13、优选地，所述低硫可膨胀石墨中硫的含量不高于5000ppm，初始分解温度为100℃～150℃，在800℃的膨胀倍率为50ml/g～100ml/g，中值粒径为30μm～50μm。
14、优选地，所述表面活性剂选自二甲基硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物。
15、优选地，所述交联剂选自三羟甲基丙烷、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和季戊四醇中的至少一种。
16、优选地，所述发泡剂选自纯水、五氟丁烷、环戊烷、正戊烷、一氟二氯乙烷和二氯甲烷中的至少一种。
17、优选地，所述催化剂选自有机铋、异辛酸铋、新癸酸锌和异辛酸锌中的至少一种。
18、优选地，所述改性异氰酸酯中异氰酸根的质量含量为10％～20％，选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种或多种的液态改性物。
19、本申请还提供了一种所述低烟环保耐老化阻燃泡棉的制备方法，包括如下步骤：
20、按照配比将所述聚醚多元醇、所述阻燃聚合物多元醇、所述有机磷酸酯、所述抑烟剂、所述低硫可膨胀石墨、所述表面活性剂、所述交联剂、所述发泡剂、所述催化剂和所述改性异氰酸酯混合均匀，得到混合物料；然后将所述混合物料施加在薄膜表面，进行熟化处理，制得所述低烟环保耐老化阻燃泡棉。
21、优选地，所述薄膜选自pet或离型纸；所述熟化处理的温度为70℃～90℃，时间为10min～20min。
22、本申请还提供了所述低烟环保耐老化阻燃泡棉在制备缓冲材料、隔热材料、密封材料或环保材料中的应用。
23、本申请还提供了一种包含所述低烟环保耐老化阻燃泡棉的缓冲材料、隔热材料、密封材料或环保材料。
24、总体而言，通过本申请所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
25、(1)本申请提供的低烟环保耐老化阻燃泡棉，通过采用特定的基础多元醇的种类和质量份数、阻燃剂(阻燃聚合物多元醇和有机磷酸酯)的质量份数、抑烟剂和低硫可膨胀石墨的质量份数以及质量比等，制备得到更薄的、且具有缓冲性能、低烟、环保、阻燃和优异的耐老化性能的泡棉，适合电芯间的应用。
26、(2)本申请根据泡棉基体部分(聚醚多元醇)选择合适的质量份数的低硫可膨胀石墨、有机磷酸酯、阻燃聚合物多元醇与抑烟剂，通过组分间的协同作用增加泡棉燃烧时炭层的强度，抑制可膨胀石墨在燃烧过程中产生的飞灰，有效控制泡棉燃烧时的发烟量，并平衡阻燃性能与耐老化性能。同时泡棉中s含量小于150ppm，泡棉在燃烧时仅有少量的so2、co等有毒害气体释放，能够避免电子元器件使用过程中腐蚀气体的析出。其中，有机磷酸酯和阻燃聚合物多元醇在燃烧时可以释放出自由基po和hpo来捕捉聚合物燃烧时生成的活性h和oh以达到气相阻燃的目的，抑烟剂在燃烧时生成玻璃体覆盖层或金属氧化物与可膨胀石墨粘结，增加炭层的强度以达到阻燃同时抑烟的效果。同时，有机磷酸酯和抑烟剂燃烧时生成水蒸气还可以达到隔绝氧气和降低燃烧体系温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，以质量份计，包括70份～90份的聚醚多元醇、20份～30份的阻燃聚合物多元醇、5份～15份的有机磷酸酯、2份～15份的抑烟剂、1份～5份的低硫可膨胀石墨、5份～15份的表面活性剂、0份～2份的交联剂、0份～0.8份的发泡剂、0.005份～0.015份的催化剂和25份～45份的改性异氰酸酯；
2.根据权利要求1所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，所述低烟环保耐老化阻燃泡棉的厚度为0.8mm～2mm，密度为150kg/cm3～280kg/cm3，在25％压缩形变率下的压缩强度为50KPa～150KPa。
3.根据权利要求1所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，所述低烟环保耐老化阻燃泡棉的硫含量＜150ppm，在燃烧时的烟密度≤75；
4.根据权利要求1至3任一项所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，所述聚醚多元醇选自羟值为24mg KOH/g～56mg KOH/g，EO含量不低于70％的聚醚多元醇中的一种或多种；
5.根据权利要求1所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，所述有
6.根据权利要求1所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，所述表面活性剂选自二甲基硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物；
7.一种权利要求1至6任一项所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述薄膜选自PET或离型纸；所述熟化处理的温度为70℃～90℃，时间为10min～20min。
9.权利要求1至6任一项所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉在制备缓冲材料、隔热材料、密封材料或环保材料中的应用。
10.一种包含权利要求1至6任一项所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉的缓冲材料、隔热材料、密封材料或环保材料。
...【技术特征摘要】
1.一种低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，以质量份计，包括70份～90份的聚醚多元醇、20份～30份的阻燃聚合物多元醇、5份～15份的有机磷酸酯、2份～15份的抑烟剂、1份～5份的低硫可膨胀石墨、5份～15份的表面活性剂、0份～2份的交联剂、0份～0.8份的发泡剂、0.005份～0.015份的催化剂和25份～45份的改性异氰酸酯；
2.根据权利要求1所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，所述低烟环保耐老化阻燃泡棉的厚度为0.8mm～2mm，密度为150kg/cm3～280kg/cm3，在25％压缩形变率下的压缩强度为50kpa～150kpa。
3.根据权利要求1所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，所述低烟环保耐老化阻燃泡棉的硫含量＜150ppm，在燃烧时的烟密度≤75；
4.根据权利要求1至3任一项所述的低烟环保耐老化阻燃泡棉，其特征在于，所述聚醚多元醇选自羟值为24mg koh/g～56mg koh/g，eo含量不低于70％的聚醚...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨富强，魏琼，
申请(专利权)人：湖北祥源新材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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