【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种建筑用高效阻燃隔热材料及其制备方法，属于建筑阻燃材料。
技术介绍
1、硬泡聚氨酯保温材料是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。作为一种高分子热固性保温隔热材料，在所有外墙有机保温材料中保温性能最优。硬泡聚氨酯保温材料因其保温性能良好，防水性能优异在建筑领域的应用已有多年发展历史，广泛应用于外墙保温、屋顶保温等领域。
2、聚氨酯一般在202℃以下不会分解，用astm d1929测定聚氨酯泡沫的点燃温度为强制点燃温度310℃，自燃温度为415℃；聚氨酯泡沫本质上属于高度易燃材料，未做阻燃处理时氧指数仅为16.5％；热固性材料在受热时通常分解出易燃气体，受火后形成炭化层，热分解和燃烧的产物主要有氰化氢、co、异氰酸酯等，这些烟雾和气体既阻碍了对受困人员的救助，又对周围的建筑物造成一定的负面作用。对于硬泡聚氨酯材料的火灾危险性，早已引起国内外的重视，因此提高聚氨酯硬质泡沫的阻燃性刻不容缓。
3、国家强制性标准规定，建筑高度大于50米时，保温材料的燃烧性能必须达到a级不燃。同时，随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，国家和地方不断出台建筑节能政策，因而，市场上对于a级难燃且兼具高保温性能的材料需要迫在眉睫。为提高聚氨酯硬泡材料的阻燃性能，建筑领域用聚氨酯硬泡材料需要对聚氨酯硬泡材料进行阻燃化处理。
4、通常用于聚氨酯聚合物的阻燃剂有两种：添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂是指物理添加大量的无机填料，实现材料阻燃性能的提高，但存在明显问题：其一是产品整体
技术实现思路
1、为了解决上述问题，提供了一种建筑用高效阻燃隔热材料，采用的是含有磷元素的改性多元醇进行反应，能够实现磷阻燃元素的均匀分散，并提高有效特征阻燃元素的比例，使阻燃特征元素均匀发挥阻燃作用，并且该改性多元醇与n系阻燃剂、改性可膨胀石墨、凝聚相阻燃剂相结合，能够起到协同提高材料阻燃性的作用，在上述物质比例下还能够提高聚氨酯的力学强度和保温性能。
2、根据本申请的一个方面，提供了一种建筑用高效阻燃隔热材料，按重量份数计，其包括：
3、改性多元醇110-120份、二元醇8-10份、异氰酸酯120-140份、n系阻燃剂10-20份、改性可膨胀石墨5-20份、凝聚相阻燃剂150-280份、发泡剂13-15份、第一催化剂0.3-0.5份、匀泡剂2.5-3.0份、水1份；
4、所述改性多元醇中含有磷元素。
5、本申请采用的是带有磷元素的改性多元醇和异氰酸酯进行反应生成聚氨酯材料，能够将阻燃磷元素引入聚氨酯交联分子链中，使得聚氨酯自身带有阻燃性，从而提高材料的阻燃均匀性。另外材料中还添加n系阻燃剂、改性可膨胀石墨、凝聚相阻燃剂相配合，能够协同提高材料的阻燃特性，同时由于聚氨酯分子链中带有阻燃元素，能够大幅度降低可膨胀石墨和凝聚相阻燃剂的用量，使得材料的整体密度降低，便于规模化运输及使用，降低墙体脱落的可能性。
6、可选地，所述改性多元醇通过液态磷系阻燃剂对多元醇改性得到，具体制备方法为：
7、将重量比为8-9：1的多元醇和液态磷系阻燃剂混合后，加入第二催化剂在120-150℃下反应12-15h后得到改性多元醇。
8、多元醇和磷系阻燃剂发生酯交换反应，能够使得磷元素引入多元醇中得到改性多元醇，上述重量比能够提高改性多元醇中磷元素的含量，从而提高聚氨酯分子链中有效阻燃磷元素的比例，使得阻燃性能进一步提高。
9、可选地，所述多元醇选自聚醚多元醇和聚酯多元醇，所述多元醇的羟值为350-650mg koh/g。
10、优选的，所述聚醚多元醇选自聚醚三醇或聚醚四醇；所述聚酯多元醇选自聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚丙烯酸酯多元醇。
11、所述第二催化剂选自二丁基氧化锡。
12、可选地，所述磷系阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三(β-氯乙基)酯中的至少一种。
13、可选地，所述磷系阻燃剂选自重量比为1：4的甲基膦酸二甲酯和磷酸三(β-氯乙基)酯。
14、经验证发现上述两种磷系阻燃剂的存在下，能够提高磷系阻燃剂与多元醇的反应效率，使得改性多元醇中磷元素占比增多，从而阻燃效果更佳，并且还引入了卤素元素，能够提高材料的阻燃性能，同时不会使得材料的隔热性能和力学性能降低。
15、可选地，所述二元醇由n,n-双(羟基甲基)-脲制备得到，具体制备方法为：
16、s1：将n,n-双(羟基甲基)-脲溶于溶剂中，室温下加入甲酸和甲醛，所述n,n-双(羟基甲基)-脲、甲酸和甲醛的摩尔比为1：1：1，之后升温至70-80℃反应9-12h，之后调节ph至10-11，萃取、干燥后得到中间体；
17、s2：将中间体溶于乙醇中，加入少量柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠，升温至60-70℃加入双氧水，所述双氧水和n,n-双(羟基甲基)-脲的摩尔比为1:1，反应至少4h，蒸馏、纯化得到所述二元醇。
18、二元醇本身作为扩链剂能够延长聚氨酯材料的分子链链长，从而调整聚氨酯材料的交联度，以调节聚氨酯材料的力学性能、发泡均匀性、隔热性，本申请进一步采用自制的二元醇，该二元醇中不仅带有两个羟基能够参与聚氨酯的反应，并且其通过步骤s1和s2的反应使得二元醇中带有两个氧化胺基团，一是能够增强聚氨酯分子链的阻燃作用；二是提高与n系阻燃剂的相容性，促进n系阻燃剂的均匀分散；三是能够抑制材料燃烧的发烟量，降低燃烧气体的产生。
19、另外两个氧化胺基团均与碳氧双键相连，经过验证发现，碳氧双键能够促进氧化胺的上述作用，且碳氧双键离氧化胺基团越近，促进作用越明显，因此本申请中二元醇中含有的碳氧双键与两个氧化胺基团直接相连，能够使得氧化胺的上述作用发挥最佳。
20、
21、可选地，所述柠檬酸的添加量占n,n-双(羟基甲基)-脲重量的2％，所述乙二胺四乙酸二钠占n,n-双(羟基甲基)-脲重量的5％。
22、优选的，所述溶剂为重量比为2-3:1的水和乙醇的混合溶剂。
23、可选地，所述凝聚相阻燃剂选自sb2o3、mg(oh)2、al(oh)3、b2o6zn3、氧化硅、氧化铝、硅酸铝、硅酸钙、粘土粉、长石粉、滑石粉、氧化铜、氢氧化铜、氢氧化钴、氢氧化铬、氢氧化锌中的至少一种。
24、可选地，所述凝聚相阻燃剂的粒径小于10μm本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，按重量份数计，其包括：
2.根据权利要求1所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述改性多元醇通过液态磷系阻燃剂对多元醇改性得到，具体制备方法为：
3.根据权利要求2所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述液态磷系阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、亚磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三(β-氯乙基)酯中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述液态磷系阻燃剂选自重量比为1：4的甲基膦酸二甲酯和磷酸三(β-氯乙基)酯。
5.根据权利要求1所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述二元醇由N,N-双(羟基甲基)-脲制备得到，具体制备方法为：
6.根据权利要求5所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述柠檬酸的添加量占N,N-双(羟基甲基)-脲重量的2％，所述乙二胺四乙酸二钠占N,N-双(羟基甲基)-脲重量的5％。
7.根据权利要求1所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述凝聚相阻燃剂选自Sb2O3、Mg(OH)2、Al(OH
8.根据权利要求1所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述凝聚相阻燃剂的粒径小于10μm；
9.根据权利要求1所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述N系阻燃剂选自聚磷酸铵、三聚氰胺、双氰胺、氰尿酸三聚氰胺盐、三聚氰胺硼酸盐中的至少一种。
10.权利要求1-9任一项所述的建筑用高效阻燃隔热材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，按重量份数计，其包括：
2.根据权利要求1所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述改性多元醇通过液态磷系阻燃剂对多元醇改性得到，具体制备方法为：
3.根据权利要求2所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述液态磷系阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、亚磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三(β-氯乙基)酯中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述液态磷系阻燃剂选自重量比为1：4的甲基膦酸二甲酯和磷酸三(β-氯乙基)酯。
5.根据权利要求1所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述二元醇由n,n-双(羟基甲基)-脲制备得到，具体制备方法为：
6.根据权利要求5所述的建筑用高效阻燃隔热材料，其特征在于，所述柠檬酸的添...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵贵东，刘文正，王俊义，奚洪亮，陈宇，聂廷泉，刘钊，
申请(专利权)人：中建八局山东新型材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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