【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯材料，具体地涉及一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫及其制备方法。
技术介绍
1、聚氨酯作为一种结构复杂的高分子聚合物，其主链上含有的重复氨基甲酸酯单元，赋予了聚氨酯独特的性能。根据制备时使用的不同官能度原材料及反应条件，聚氨酯可被制成泡沫塑料、交联剂、弹性体以及涂料等多种形式，满足了多样化的应用需求。在聚氨酯的众多应用中，聚氨酯硬泡(rpuf)因其在汽车、包装、家具以及石油化工等行业的广泛应用而备受关注，得益于其优异的机械性能和保温性能，全球对聚氨酯硬泡的需求量占所有塑料制品的5％。然而，聚氨酯在生产、储存和使用过程中存在易燃的安全隐患，极大地限制了其应用。聚氨酯在燃烧时速度快，且会释放有毒气体和大量浓烟，对人们的生命和财产安全构成严重威胁。因此，如何降低聚氨酯的可燃性，减少燃烧时的有毒烟气释放，成为当前亟待解决的问题。阻燃剂的使用是一种有效的解决方案，通过干扰聚氨酯的燃烧过程来降低其可燃性。阻燃剂主要分为添加型和反应型两种。添加型阻燃剂是通过物理混合的方式加入聚氨酯中，不参与化学反应，这种方法操作简单、成本较低且阻燃剂选择多样。在众多的添加型阻燃剂中，聚磷酸铵(app)、可膨胀石墨(eg)和三聚氰胺(mel)是几种常见的选择。聚磷酸铵因其同时含有磷和氮两种阻燃元素，能够在气相和凝聚相中同时发挥作用，有效提升聚氨酯的阻燃性能。可膨胀石墨在受热时能在材料表面形成隔热层，从而阻止氧气和热量进入材料内部，起到阻燃作用。而三聚氰胺则因其良好的发泡性和高温分解特性，能够吸收大量热量并释放不可燃气体，从而减缓燃烧过
2、现有技术中，阻燃聚氨酯泡沫喷涂成型速度快，难以达到特别平整的效果，其表面往往会出现凹凸不平的现象。在10℃以下的温度环境中，阻燃聚氨酯泡沫的发泡率会降低，受到季节的制约，进而影响施工效果和材料性能。此外，在发泡过程中，阻燃聚氨酯泡沫的反应比较剧烈，增加生产过程中的不确定性和风险。同时，阻燃聚氨酯泡沫在高温下，仍会分解并释放出有害气体。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫及其制备方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将液态聚合物修复剂与1-2mo l/l海藻酸钠溶液在80-90℃下混合，搅拌至形成稳定的乳液，超声处理，形成悬浮液，进行固化，过滤、洗涤并在40-60℃下干燥24h，得到封装有修复剂的微胶囊；
5、s2、在烧杯中称取聚氨酯预聚物，加入二醋酸二丁基锡和六乙基二硅氧烷，缓慢加入四乙氧基硅烷和乙烯单体，搅拌反应，得到聚氨酯混合物，将磷酸三甲酚酯和三聚氰胺加入上述聚氨酯混合物中，搅拌反应；
6、s3、将微胶囊分散到步骤s2的混合物中，加入偶氮二甲酰胺，以1000-1500rpm的搅拌速度搅拌至体积膨胀到原体积的3-5倍，迅速倒入预先准备好的模具中，将模具放入恒温箱中，进行固化反应，冷却至室温，进行切割、打磨，得到一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫。
7、进一步地，所述液态聚合物修复剂包括以下步骤制得：
8、在干燥、氮气气氛保护下的反应容器中，加入多元醇，加热至60-70℃，保持恒温，滴加二异氰酸酯到多元醇中，同时以300-400rpm的速度搅拌，当二异氰酸酯滴加完毕后，加入双二甲氨基乙基醚，并以相同的速度继续搅拌10-15min，进行脱气处理，得到液态聚合物修复剂。
9、所述步骤s1中液态聚合物修复剂和海藻酸钠溶液的体积比为(18-24)：(6-15)。
10、所述步骤s1中超声处理的频率为50-60khz，功率为200-300w，超声处理的时间为10-20min，固化的条件为：在60-80℃下进行固化处理3-4h。
11、所述步骤s2中聚氨酯预聚物、二醋酸二丁基锡、六乙基二硅氧烷、四乙氧基硅烷、乙烯、磷酸三甲酚酯和三聚氰胺的质量比为1000：(4-5)：(2-6)：(50-60)：(100-120)：(90-94)：(40-46)。
12、所述步骤s2中搅拌反应的条件为：以300-400rpm的搅拌速度在60-70℃下搅拌30-60min。
13、所述步骤s3中将微胶囊、混合物和偶氮二甲酰胺的质量比为(5-10)：(100-150)：(2-4)。
14、所述步骤s3中固化的条件为：温度为80-100℃，相对湿度为60-70％，固化时间为4-6h。
15、所述多元醇、二异氰酸酯和双二甲氨基乙基醚的用量比为(6-20)g：(5-13)ml：(0.1-0.3)g，多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、季戊四醇和山梨醇的一种。
16、根据本专利技术的另一方面，提供了上述制备方法制得的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫。
17、本专利技术的有益效果：
18、1、本专利技术技术方案中，液态聚合物修复剂被封装在微胶囊中，这些微胶囊均匀地分散在聚氨酯泡沫中。当泡沫受到外力损伤时，微胶囊会破裂并释放出修复剂。修复剂中的异氰酸酯基(-nco)，会与聚氨酯基体中断裂的聚合物链上的活性氢原子发生反应。异氰酸酯基与活性氢之间的亲核加成，形成氨基甲酸酯或脲键，从而重新连接断裂的聚合物链。这一动态化学键合作用在微观层面上实现了材料的自我修复功能，恢复了聚氨酯泡沫的原始结构和力学性能。
19、2、本专利技术技术方案中，通过向聚氨酯混合物中加入磷酸三甲酚酯和三聚氰胺等阻燃剂，可以提升泡沫的阻燃性。这些阻燃剂在高温下会发生热解，形成富含磷、氮的炭层，具有优异的隔热和隔氧性能，能够有效地阻止氧气和可燃物之间的接触，从而抑制火焰的蔓延。同时，阻燃剂的加入也增强了聚氨酯泡沫的热稳定性。阻燃剂分子中的磷、氮等元素能够与聚氨酯链段形成稳定的化学键，能够在高温下保持稳定，从而提升泡沫的整体热稳定性。
20、3、本专利技术技术方案中，液态聚合物修复剂的加入不仅赋予了聚氨酯泡沫自修复的能力，而且与阻燃剂产生协同效应，进一步提升泡沫的耐高温和阻燃性能。修复剂中的异氰酸酯基等活性基团与阻燃剂中的磷、氮等元素形成新的化学键合，能够增强泡沫在高温下的稳定性。
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1.一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，液态聚合物修复剂包括以下步骤制得：
3.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，步骤S1中液态聚合物修复剂和海藻酸钠溶液的体积比为(18-24)：(6-15)。
4.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，步骤S1中超声处理的频率为50-60kHz，功率为200-300W，超声处理的时间为10-20min，固化的条件为：在60-80℃下进行固化处理3-4h。
5.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，步骤S2中聚氨酯预聚物、二醋酸二丁基锡、六乙基二硅氧烷、四乙氧基硅烷、乙烯、磷酸三甲酚酯和三聚氰胺的质量比为1000：(4-5)：(2-6)：(50-60)：(100-120)：(90-94)：(40-46)。
6.根据权利
7.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，步骤S3中将微胶囊、混合物和偶氮二甲酰胺的质量比为(5-10)：(100-150)：(2-4)。
8.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，步骤S3中固化的条件为：温度为80-100℃，相对湿度为60-70％，固化时间为4-6h。
9.根据权利要求2所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，多元醇、二异氰酸酯和双二甲氨基乙基醚的用量比为(6-20)g：(5-13)mL：(0.1-0.3)g，多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、季戊四醇和山梨醇的一种。
10.如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫。
...【技术特征摘要】
1.一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，液态聚合物修复剂包括以下步骤制得：
3.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，步骤s1中液态聚合物修复剂和海藻酸钠溶液的体积比为(18-24)：(6-15)。
4.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，步骤s1中超声处理的频率为50-60khz，功率为200-300w，超声处理的时间为10-20min，固化的条件为：在60-80℃下进行固化处理3-4h。
5.根据权利要求1所述的一种具有自修复性能的耐高温阻燃聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，步骤s2中聚氨酯预聚物、二醋酸二丁基锡、六乙基二硅氧烷、四乙氧基硅烷、乙烯、磷酸三甲酚酯和三聚氰胺的质量比为1000：(4-5)：(2-6)：(50-60)：(100-120)：(90-94)：(40-4...
【专利技术属性】
技术研发人员：王悦明，崔琛焕，程志强，阮波，
申请(专利权)人：湖州师范学院，
类型：发明
国别省市：
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