【技术实现步骤摘要】
本申请涉及高分子材料，更具体地说，它涉及一种阻燃型聚氨酯发泡填充剂及其制备工艺。
技术介绍
1、聚氨酯泡沫填缝剂是一种单组分、湿气固化、多用途的聚氨酯发泡填充弹性密封材料，又称聚氨酯发泡胶(俗称聚氨酯发泡剂)，是门窗幕墙行业中必不可少的辅料产品。聚氨酯泡沫填缝剂是一种以异氰酸酯基封端的预聚体与催化剂、阻燃剂、匀泡剂、增塑剂的混合物，配合物理发泡剂和气体抛射剂使用的发泡材料，预聚体喷出后与空气中水汽或基材表面水分发生化学反应，进而交联固化。施工时通过配套施胶枪或手动喷管将气雾状胶体喷射至待施工部位，短期完成成型、发泡、粘结和密封过程。施工操作简单，现场发泡，便于填充任何形状空隙，并在粘接面与基材连接紧密，尤其是门窗与墙体连接密封，其粘接强度超过聚氨酯泡沫体本身的撕裂强度。固化后的泡沫具有填缝、粘结、密封、隔热、防水、吸噪等多种效果，作为门窗幕墙建筑保温材料，聚氨酯泡沫填缝剂打破了传统建材功能防水的不保温、保温的不防水，防水层一旦出现渗漏保温层随即失去保温功能的通病。
2、但聚氨酯硬质泡沫本身是一种高分子易燃材料，且燃烧速度非常快，又会有大量有毒害烟雾产生，如何研究一款难燃自熄型产品，离明火自熄，能有效阻止火灾蔓延，保护居民的生命和财产安全，提出新的难点。
技术实现思路
1、为了使聚氨酯发泡填充剂具有较好的阻燃效果，本申请提供一种阻燃型聚氨酯发泡填充剂及其制备工艺。
2、第一方面，本申请提供一种阻燃型聚氨酯发泡填充剂，采用如下的技术方案：
3、一种阻
4、通过采用上述技术方案，聚醚二元醇和聚醚三元醇作为白料组合物的主要组成部分，与黑料异氰酸酯等反应，形成具有优异性能的聚氨酯泡沫，聚醚多元醇(包括二元醇和三元醇)含有丰富的羟基，这些羟基能够与异氰酸酯中的异氰酸酯基发生快速反应，形成稳定的聚氨酯结构，通过调整聚醚二元醇和聚醚三元醇的用量，能获得较好的流动性，有助于获得均匀、细腻的泡沫结构能有效控制聚氨酯填充剂的密度、硬度和弹性等物理性能；磷系阻燃剂和磷氮系阻燃剂在反应过程中能够形成含n-p键的中间体，这种结构能够改善羰基反应活性和磷酰化速度，提高成炭率，同时，氮化合物能够延缓凝聚相中含磷化合物的挥发损失，并加强磷化合物的氧化，释放难燃气体如氨气和氮气，从而提高阻燃效率，磷系阻燃剂主要通过形成炭化层来阻止燃烧，而磷氮系阻燃剂则能在热分解过程中释放不可燃气体，并促进膨胀炭层的形成，两者结合能够形成更加稳定且高效的阻燃体系，而且两种阻燃剂均属于环保阻燃剂，具有低毒、低烟的特点，在燃烧时不会产生有毒有害的副产物，降低了对人体和环境的危害。
5、可选的，所述磷系阻燃剂包括质量比为1:0.7:0.3-0.5的氯代烷烃磷酸酯、阻燃剂tcpp和磷酸三苯酯。
6、通过采用上述技术方案，氯代烷烃磷酸酯和tcpp中的氯元素和磷元素，在燃烧过程中，氯元素能够促进炭层的形成并增加其稳定性，而磷元素则能在高温下生成磷酸等化合物，进一步促进炭层的形成，有效隔绝氧气和热量。同时，磷酸三苯酯的加入可以进一步提高炭层的稳定性和致密性，从而增强整体的阻燃效果。tcpp具有良好的加工性和稳定性，能够与聚合物材料充分相容，当与氯代烷烃磷酸酯和磷酸三苯酯配合使用时，可以保持材料的物理性能和加工工艺的稳定性，改善聚氨酯发泡填充剂的阻燃性能、加工性能和热稳定性。
7、可选的，所述阻燃剂中还添加有改性玄武岩纤维，改性玄武岩纤维与磷系阻燃剂的质量比为1:0.1-0.3，改性玄武岩纤维的制备方法如下：
8、将聚乙烯醇和聚丙烯酰胺加入到去离子水中，搅拌溶解，加入玄武岩纤维，超声20-30min，加入硼酸，搅拌均匀后用氢氧化钠溶液调节ph至9-9.5，静置，干燥，得到改性玄武岩纤维，玄武岩纤维、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺的质量比为3-4:2.5-3:1.5-2。
9、通过采用上述技术方案，玄武岩纤维的拉伸强度高于玻璃纤维，具有优异的弹性模量，而且化学性能稳定，表现出非常宽的工作温度范围和出色的抗高温性能，同时具备出色的防火、耐高温、无熔融滴落、无热收缩等优点，聚乙烯醇是一种水溶性的高分子材料，分子链中存在极强的羟基(-oh)o原子，具有较强的粘结性、良好的机械性能和生物相容性，聚丙烯酰胺是一种有机线性高分子聚合物，分子链上存在大量羰基和酰胺基，可以与周围分子形成缔合氢键，化学性质活泼，具有典型的三维网状结构、良好的粘合性和增稠性，将聚乙烯醇在硼酸的作用下能形成交联网状结构，而且凝胶弹性好、机械强度高，聚丙烯酰胺和聚乙烯醇分子链中存在大量羟基、羰基和酰胺基，能通过分子间氢键与水分子发生相互作用，同时两者之间能形成分子间氢键，达到二次交联效果，在玄武岩纤维表面形成双网络凝胶结构。
10、改性玄武岩纤维作为异相成核剂，使气泡成核位点增加，对泡沫的形成有积极作用，而且能增加发泡组分的强度，避免发泡阶段因强度不够而坍塌，增加泡沫的尺寸稳定性；而且改性玄武岩纤维上的双网络凝胶结构中的水分子能产生吸热降温作用，在受热过程中，水分子运动加剧，迅速蒸发，从而吸收热量，降低环境温度，而且双网络结构，能在前期释放一部分游离的水分子；温度升高后，双网络结构破坏，氢键断裂，使得水分子持续释放，增加降温效果，另外玄武岩纤维的热稳定性好，使得水分子在凝胶体系中运动受阻，滞留时间增加，使得水分蒸发吸热过程持续，提高了阻燃灭火的效果。
11、改性玄武岩纤维经分散后，填充至发泡材料中，在氧化升温阶段发挥覆盖和填充作用，使得聚氨酯发泡材料的氧气吸附面积减少，吸氧量降低，发挥阻燃作用；当温度持续升高时，双重网络凝胶结构受热分解，释放出玄武岩纤维，玄武岩纤维具有良好的热稳定性，受热不易分解，当双网络凝胶结构被破坏后，继续填充于聚氨酯泡沫孔隙中，起到填充堵漏作用，燃烧持续升温时，玄武岩纤维结构分解，释放出al和si等金属离子作用于聚氨酯填缝剂，使得复燃反应受阻，对防止复燃发挥双重抑制作用。
12、可选的，所述玄武岩纤维经过以下预处理：
13、将超高分子量聚乙烯、2,5-双(叔丁基过氧化-2,5-二甲基-3-己炔)和羟基化多壁碳纳米管混合，热熔，获得熔体，加入熔体质量0.5-1倍的玄武岩纤维，混匀、挤出、造粒，超高分子量聚乙烯、2,5-双(叔丁基过氧化-2,5-二甲基-3-己炔)和羟基化多壁碳纳米管的质量比为1:0.01-0.15:0.04-0.08。
14、通过采用上述技术方案，超高分子量聚乙烯具有优异的阻燃性，在受到火源作用时，能迅速形成炭化层，隔绝氧气与材料内部的接触，从而有效抑制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：300-400份白料组合物、220-250份黑料、60-70份二甲醚、75-80份丙丁烷，所述白料组合物包括以下重量份的原料：聚醚二元醇95-105份、聚醚三元醇130-150份、匀泡剂30-45份、催化剂12-18份、增塑剂460-500份、阻燃剂210-250份，所述阻燃剂包括质量比为1:0.5-0.6的磷系阻燃剂和磷氮系阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述磷系阻燃剂包括质量比为1:0.7:0.3-0.5的氯代烷烃磷酸酯、阻燃剂TCPP和磷酸三苯酯。
3.根据权利要求1所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述阻燃剂中还添加有改性玄武岩纤维，改性玄武岩纤维与磷系阻燃剂的质量比为1:0.1-0.3，改性玄武岩纤维的制备方法如下：
4.根据权利要求3所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述玄武岩纤维经过以下预处理：
5.根据权利要求1所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述白料组合物中还添加有20-40份改性环氧树
6.根据权利要求5所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述改性环氧树脂的制法中还加入低分子量聚苯醚，低分子量聚苯醚与环氧树脂的质量比为1:0.15-0.2。
7.根据权利要求1所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述增塑剂为环保氯化石蜡、环氧大豆油酸甘油酯、芳烃油和烷基磺酰苯酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述匀泡剂为改性硅油、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、纤维素和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述催化剂为双吗啉二乙基醚；
10.权利要求1-9任一项所述阻燃型聚氨酯发泡填充剂的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：300-400份白料组合物、220-250份黑料、60-70份二甲醚、75-80份丙丁烷，所述白料组合物包括以下重量份的原料：聚醚二元醇95-105份、聚醚三元醇130-150份、匀泡剂30-45份、催化剂12-18份、增塑剂460-500份、阻燃剂210-250份，所述阻燃剂包括质量比为1:0.5-0.6的磷系阻燃剂和磷氮系阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述磷系阻燃剂包括质量比为1:0.7:0.3-0.5的氯代烷烃磷酸酯、阻燃剂tcpp和磷酸三苯酯。
3.根据权利要求1所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述阻燃剂中还添加有改性玄武岩纤维，改性玄武岩纤维与磷系阻燃剂的质量比为1:0.1-0.3，改性玄武岩纤维的制备方法如下：
4.根据权利要求3所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述玄武岩纤维经过以下预处理：
5.根据权利要求1所述的阻燃型聚氨酯发泡填充剂，其特征在于：所述白料组合物中...
【专利技术属性】
技术研发人员：王功伟，杜平，孔凡尾，
申请(专利权)人：湖北通成高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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