一種阻燃性生物質基聚氨酯泡沫的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子合成化學技術領域，涉及一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫 的方法。
【背景技術】
[0002] 聚氨酯泡沫是異氰酸酯和羥基化合物經聚合發泡制成的一種高分子材料，作為目 前導熱系數最低的保溫材料，聚氨酯泡沫材料廣泛應用與建筑外墻保溫、冷庫保溫隔熱、管 道保溫材料、建筑板材、冷藏車及冷庫隔熱材等。其中大多數應用領域對阻燃性有嚴格的要 求，需要使用阻燃級的聚氨酯泡沫。一方面，其主要原料來源于石油基化工產品，由于石油 資源的日益短缺和人們環保意識的不斷加強，自生物質開發化工原料和高分子材料越來越 吸引人們的重視；另一方面，在眾多阻燃劑中，鹵系阻燃劑的效能/價格比非其它阻燃劑所 能匹敵，但多溴聯苯和多溴二苯醚等有害物質已嚴禁使用，發展含溴高分子化合物成為近 年來阻燃領域的重要研究課題。
[0003] 為解決上述存在的問題，本發明的一個目的是利用含羥基的植物油或羥基化植物 油代替石油基羥基化合物，降低石油資源的消耗。另一個目的是采用含溴高聚物（聚丙烯 酸五溴芐酯或丙烯酸五溴芐酯-丁二烯共聚物）和二乙基次磷酸鋁為阻燃劑，發揮磷-溴 的協同阻燃效應，賦予聚氨酯泡沫優異的耐火性能。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫的方法。
[0005] 本發明的技術方案如下：
[0006] -種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫，由下列質量分數的原料制備而成：
[0007] 多羥基生物質100份；
[0008] 有機多異氰酸酯50-80份；
[0009] 多元醇3-10份；
[0010] 阻燃劑10-20份；
[0011] 發泡劑2-8份；
[0012] 催化劑1-3份；
[0013] 表面活性劑2-5份。
[0014] 上述步驟中所述多羥基生物質為多羥基生物質為蓖麻油、羥基化亞麻油和羥基化 桐油中的一種或其一種以上混合物。
[0015] 上述步驟中有機多異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯和多亞甲基多苯基多異氰 酸酯中的一種或其混合物。
[0016] 上述步驟中多元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇和丙三醇中的一種或其混合物。
[0017] 上述步驟中發泡劑為環戊烷和水中的一種或其混合物；
[0018] 上述步驟中催化劑為季銨鹽類催化劑、叔銨鹽類催化劑和三聚催化劑中的一種或 其混合物。
[0019] 上述步驟中阻燃劑為二乙基次磷酸鋁和含溴高聚物，其中二乙基次磷酸鋁和含溴 高聚物質量比為〇. 1-10,其中含溴高聚物為聚丙烯酸五溴芐酯或丙烯酸五溴芐酯-丁二烯 共聚物中的一種或兩種。
[0020] 上述步驟中表面活性劑為硅酮表面活性劑。
[0021] -種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫的方法，按照下述步驟進行：
[0022] 將多羥基生物質100份、有機多異氰酸酯50-80份、多元醇3-10份、阻燃劑10-20 份、發泡劑2-8份、催化劑1-3份以及表面活性劑2-5份，攪拌均勻，然后澆注到預熱并涂有 脫模劑的平板模具中，緩慢升溫至50~100°C，恒溫反應10~18h后，加壓1~IOMPa固化 脫模，即得到阻燃性生物質基聚氨酯泡沫。
[0023] 本發明的優點：一是以含羥基的植物油或羥基化植物油代替石油基羥基化合物， 降低石油資源的消耗；二是利用磷-溴的協同阻燃效應，賦予聚氨酯泡沫優異的耐火性能。
【具體實施方式】：
[0024] 以下結合實施例，對本發明來進一步說明，但并不限制本發明。除非另有說明，在 實施例中所有份數和百分比均以質量計。
[0025] 實施例1
[0026] 將蓖麻油100份、二苯基甲烷二異氰酸酯50份、1，3-丁二醇5份、二乙基次磷酸鋁 1份、聚丙烯酸五溴芐酯9份、環戊烷2份、季銨鹽類催化劑1份以及硅酮表面活性劑2份， 攪拌均勻，然后澆注到預熱并涂有脫模劑的平板模具中，緩慢升溫至100°C，恒溫反應IOh 后，加壓IMPa固化脫模，即得到阻燃性生物質基聚氨酯泡沫。
[0027] 實施例2
[0028] 將羥基化亞麻油100份、二苯基甲烷二異氰酸酯80份、1，3- 丁二醇10份、二乙基 次磷酸鋁18份、聚丙烯酸五溴芐酯2份、環戊烷2份、季銨鹽類催化劑2份以及硅酮表面活 性劑3份，攪拌均勻，然后澆注到預熱并涂有脫模劑的平板模具中，緩慢升溫至80°C，恒溫 反應12h后，加壓6MPa固化脫模，即得到阻燃性生物質基聚氨酯泡沫。
[0029] 實施例3
[0030] 將羥基化桐油100份、二苯基甲烷二異氰酸酯50份、1，3- 丁二醇5份、二乙基次 磷酸鋁18份、聚丙烯酸五溴芐酯2份、環戊烷3份、季銨鹽類催化劑1份以及硅酮表面活性 劑2份，攪拌均勻，然后澆注到預熱并涂有脫模劑的平板模具中，緩慢升溫至75°C，恒溫反 應12h后，加壓SMPa固化脫模，即得到阻燃性生物質基聚氨酯泡沫。
[0031] 實施例4
[0032] 將蓖麻油100份、二苯基甲烷二異氰酸酯50份、1，3-丁二醇5份、二乙基次磷酸鋁 18份、聚丙烯酸五溴芐酯2份、水5份、季銨鹽類催化劑3份以及硅酮表面活性劑5份，攪拌 均勻，然后澆注到預熱并涂有脫模劑的平板模具中，緩慢升溫至50°C，恒溫反應18h后，加 壓IOMPa固化脫模，即得到阻燃性生物質基聚氨酯泡沫。
[0033] 上述實例制備的桐油基阻燃聚氨酯彈性體，氧指數LOI按照GB/T2406-1993測定， 垂直燃燒按照GB8333-1987測定，如下表1所示：
[0034] 表1實施例1-4制備的桐油基阻燃聚氨酯彈性體性能指標 CN 105176054 A 說明書 3/3 頁
【主權項】
1. 一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫，其特征在于由下列質量分數的原料制備而 成： 多羥基生物質100份； 有機多異氰酸酯50-80份； 多元醇3-10份； 阻燃劑10-20份； 發泡劑2-8份； 催化劑1-3份； 表面活性劑2-5份。2. 根據權利要求1所述的一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫，其特征在于所述多羥 基生物質為多羥基生物質為蓖麻油、羥基化亞麻油和羥基化桐油中的一種或其一種以上混 合物。3. 根據權利要求1所述的一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫，其特征在于有機多異 氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯和多亞甲基多苯基多異氰酸酯中的一種或其混合物。4. 根據權利要求1所述的一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫，其特征在于多元醇為 乙二醇、丙二醇、丁二醇和丙三醇中的一種或其混合物。5. 根據權利要求1所述的一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫，其特征在于發泡劑為 環戊烷和水中的一種或其混合物； 根據權利要求1所述的一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫，其特征在于催化劑為季 銨鹽類催化劑、叔銨鹽類催化劑和三聚催化劑中的一種或其混合物。6. 根據權利要求1所述的一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫，其特征在于阻燃劑為 二乙基次磷酸鋁和含溴高聚物，其中二乙基次磷酸鋁和含溴高聚物質量比為0. 1-10,其中 含溴高聚物為聚丙烯酸五溴芐酯或丙烯酸五溴芐酯-丁二烯共聚物中的一種或兩種。7. 根據權利要求1所述的一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫，其特征在于表面活性 劑為硅酮表面活性劑。8. 權利要求1-8所述的一種制備阻燃性生物質基聚氨酯泡沫的制備方法，按照下述步 驟進行： 將多羥基生物質100份、有機多異氰酸酯50-80份、多元醇3-10份、阻燃劑10-20份、 發泡劑2-8份、催化劑1-3份以及表面活性劑2-5份，攪拌均勻，然后澆注到預熱并涂有脫 模劑的平板模具中，緩慢升溫至50~100°C，恒溫反應10~18h后，加壓1~IOMPa固化脫 模，即得到阻燃性生物質基聚氨酯泡沫。
【專利摘要】本發明一種阻燃性生物質基聚氨酯泡沫的制備方法，屬于高分子合成化學技術領域。將多羥基生物質、有機多異氰酸酯、阻燃劑、發泡劑、催化劑以及泡沫穩定劑混合，并將所述的混合物模壓反應成型，其中阻燃劑為二乙基次磷酸鋁和聚丙烯酸五溴芐酯（或丙烯酸五溴芐酯-丁二烯共聚物）。本發明制得的阻燃性聚氨酯泡沫可用于外墻保溫材料以及交通工具中的隔音材料。
【IPC分類】C08G18/36, C08G18/76, C08G101/00, C08L75/04, C08J9/14, C08G18/32, C08L33/16, C08J9/08, C08K5/5313
【公開號】CN105176054
【申請號】
【發明人】王標兵, 嚴飛虎
【申請人】常州仁華化工有限公司, 常州大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月10日