【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及胶粘剂领域，特别涉及一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶及其制备方法。
技术介绍
1、轻量化结构是轨道车辆结构发展的趋势，可以减轻车体质量，从而降低车辆能耗，实现高效的动力输出。在现代化列车中，越来越多的组件和部件由轻量化材料（如纤维复合材料、塑料、泡沫材料、轻金属或混合材料）制成。使用轻量化材料时许多传统的连接方法（如螺栓连接、铆接或焊接）都不适用，尤其是使用由多种轻量化材料组合成的混合材料时，这种影响就会凸显。而创新的胶粘剂系统能精确地满足各种连接的要求，为轻量化材料的应用提供了一种有前景的解决方案。胶粘剂可以牢固粘合轻量化材料以及传统材料（如钢或铝），形成的连接可承受高负荷。轨道车辆的平均使用寿命约为30年，这对胶粘剂的耐久性提出了特殊的要求；由于制造技术的原因，仅可使用冷固化胶粘剂，其必须适应铁路领域中的高剪应力、剥离应力和交变应力。随着国际上对碳排放的日趋重视，生物基来源材料应用领域越来越广。
2、轨道交通领域对材料的阻燃和发烟具有严苛的要求，采用发烟少、隔热性能好的无机阻燃剂效果比较好。专利cn107955576b公开了高强度阻燃型高速轨道客车用聚氨酯结构胶及其制备方法，采用反应型磷系阻燃剂二羟乙基磷酸酯作为阻燃成份，由于磷系阻燃剂阻燃效率低，发烟量大，难以满足轨道客车阻燃标准。专利cn104694068b公开了一种轨道客车用无卤阻燃双组份聚氨酯胶及其制备方法，采用低分子量磷酸酯阻燃增塑剂和氢氧化镁、氢氧化铝无机阻燃剂，阻燃等级达到fv-0级别，仅能满足室内建筑内饰的阻燃级别，无法达到轨道交
技术实现思路
1、本专利技术涉及胶粘剂领域，特别涉及一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶及其制备方法，解决了轨道交通用聚氨酯结构胶的阻燃和发烟问题，并且有助于材料的低碳排放要求。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶及其制备方法，其特征在于,它由第一组份和第二组份为原料制成；
4、其中，所述的第一组份包括如下按质量份数计的组份：生物基多元醇100份、阻燃剂复合物10~20份、扩链剂1~5份、稀土阻燃协效剂1~5份、偶联剂0.2~2份、除水剂1~5份、稳定剂1~5份、催化剂0.01~0.2份；
5、所述的的第二组份为异氰酸酯；
6、所述的第二组份与第一组份按照摩尔比nco/oh=1.1~1.3:1混合。
7、所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述生物基多元醇为采用蓖麻油或大豆油为原料制备的多元醇。
8、所述的阻燃剂复合物包括低熔点玻璃，以及三嗪类阻燃剂、氮化硼、次磷酸铝中的至少一种；所述的稀土阻燃协效剂包括稀土金属氧化物或稀土金属配合物，且稀土元素为镧或铈中的至少一种。
9、所述的扩链剂选自1,4~丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、山梨醇中的任意一种。
10、所述的偶联剂硅烷偶联剂kh-560、kh-550中的任意一种。
11、所述的除水剂为液体除水剂或固体除水剂的任意一种，所述液体除水剂为additive of、additive ti，所述固体除水剂为氧化钙、分子筛。
12、所述的稳定剂为苯并三唑类光稳定剂、水杨酸酯类光稳定剂、二苯甲酮类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂、自由基链封闭类抗氧剂及过氧化物分解类抗氧剂中的一种或几种混合。
13、所述的催化剂为有机金属类催化剂或叔胺类催化剂，所述有机金属类催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和钛酸四异丙醇酯中的一种；所述叔胺类催化剂为三乙醇胺、三乙胺和三亚乙基三胺中的一种。
14、所述异氰酸酯为聚合物型异氰酸酯和异氰酸酯单体混合物，其中聚合物型异氰酸酯多亚甲基多苯基多异氰酸酯（p-mdi）与异氰酸酯单体二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）按重量分数比例为30:70~70:30。
15、一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶的制备方法，所述方法包括如下步骤：
16、步骤1：将一定重量份的阻燃剂复合物和稀土阻燃协效剂在真空烘箱中110~120℃烘干4小时，冷却到室温后与偶联剂按比例充分搅拌混合，然后在60~90℃烘干2~3小时，得到偶联剂改性的阻燃剂复合物和稀土阻燃协效剂混合物；
17、步骤2：将一定重量份的生物基多元醇和扩链剂按比例加入到反应釜中并加热到100~120℃，搅拌脱水，然后降温至60℃以下，与步骤1制备的偶联剂改性的阻燃剂复合物和稀土阻燃协效剂混合物、除水剂、稳定剂、催化剂搅拌混合均匀，得到第一组分；
18、步骤3：将第二组分异氰酸酯与步骤2得到的第一组分按照摩尔比nco/oh=1.1~1.3:1混合得到生物基聚氨酯阻燃结构胶。
19、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：
20、1.本专利技术采用疏水性的生物基多元醇提升了聚氨酯的耐水性和对基材的粘合能力，同时采用低碳环保的材料提升了轨道交通产品的竞争力。
21、2.本专利技术采用阻燃剂复合物和稀土阻燃协效剂使聚氨酯在高温或者遇火条件下能形成不燃性无机防护层，低熔点玻璃及不但提升了材料的物理机械性能，而且通过阻燃稀土协效剂赋予聚氨酯结构胶具有优异的阻燃性和热稳定性，尤其降低了发烟量，对轨道交通的安全具有重要价值。
22、本专利技术所述的轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶具有强度高、阻燃性好、发烟量低、适用范围广等优势。
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1.一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，它由第一组份和第二组份为原料制成；
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述生物基多元醇为采用蓖麻油或大豆油为原料制备的生物基多元醇。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的阻燃剂复合物包括低熔点玻璃，以及三嗪类阻燃剂、氮化硼、次磷酸铝中的至少一种；所述的稀土阻燃协效剂包括稀土金属氧化物或稀土金属配合物，且稀土元素为镧或铈中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的扩链剂选自1，4-丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、山梨醇中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的偶联剂硅烷偶联剂KH560、KH550中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的除水剂为液体除水剂、固体除水剂中的任意一种，所述液体除水剂为AdditiveOF、Additive
7.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的稳定剂为苯并三唑类光稳定剂、水杨酸酯类光稳定剂、二苯甲酮类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂、自由基链封闭类抗氧剂及过氧化物分解类抗氧剂中的一种或几种混合。
8.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的催化剂为有机金属类催化剂或叔胺类催化剂，所述有机金属类催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和钛酸四异丙醇酯中的一种；所述叔胺类催化剂为三乙醇胺、三乙胺和三亚乙基三胺中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述异氰酸酯为聚合物型异氰酸酯和异氰酸酯单体混合物，其中聚合物型异氰酸酯多亚甲基多苯基多异氰酸酯（P-MDI）与异氰酸酯单体二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）按重量分数比例为30:70~70:30。
10.权利要求1~9中任意一项所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，它由第一组份和第二组份为原料制成；
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述生物基多元醇为采用蓖麻油或大豆油为原料制备的生物基多元醇。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的阻燃剂复合物包括低熔点玻璃，以及三嗪类阻燃剂、氮化硼、次磷酸铝中的至少一种；所述的稀土阻燃协效剂包括稀土金属氧化物或稀土金属配合物，且稀土元素为镧或铈中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的扩链剂选自1，4-丁二醇、甘油、三羟甲基丙烷、山梨醇中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的偶联剂硅烷偶联剂kh560、kh550中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通用生物基聚氨酯阻燃结构胶，其特征在于，所述的除水剂为液体除水剂、固体除水剂中的任意一种，所述液体除水剂为additiveof、...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔庆山，咸漠，陈泉，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：
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