[发明专利]防火聚氨酯材料和防火结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种防火材料。特别是，本发明提供一种具有防火特性的聚氨酯材料和防火结构。

背景技术

聚氨酯材料为广泛利用的聚合物材料，在日常生活食衣住行各方面几乎皆可见其制品，尤其是发泡聚氨酯更是其中一重要的材料，发泡聚氨酯可于模具内发泡，因而可制得所需形状的物品，例如作为建筑物装潢常见的线板、饰板或装饰件，以取代耗时、耗力、成本高昂、且重量极重的石材或木材，为现今室内装潢的一主力材料。

然而此等发泡聚氨酯材料当作用装潢材料时，面临防火消防方面的重大考验，由于聚氨酯材料本身并不具有防火特性，当接触到火源时常快速着火熔融，并使灾情扩大，因此改进发泡聚氨酯材料使其具有防火特性为此领域中的重大课题。

现今改善发泡聚氨酯材料的防火特性为于聚氨酯材料中添加足量的防火粉体，例如氢氧化铝、氮系防火成份如三聚氰胺，其遇热释放氮气与氨气降低可燃气体浓度、磷系防火成份如聚磷酸铵，其遇热后产生偏磷酸使有机物脱水、碳系防火成份如季戊四醇。然而此等成份的添加虽可明显改善发泡聚氨酯材料的防火特性，但聚氨酯材料的发泡性却同时大幅降低，无法完全充满发泡模具的模穴内的所有角落，因此无法制得精致的表面细节。此外，发泡聚氨酯材料因前述防火成份的添加，亦使材料的整体重量增加，同时不利于室内装潢的利用。

因此，本领域中亟需提出可同时兼顾发泡聚氨酯材料的发泡性和改进重量的防火聚氨酯材料及防火结构，以利于各应用领域的发展要求。

发明内容

本发明并用防火无机粉体和中空结构，开发可同时兼顾发泡聚氨酯材料的发泡性和改进重量的防火聚氨酯材料和防火结构，从而可应聚氨酯材料各应用领域的发展要求。

因此，本发明涉及一种聚氨酯材料，其包含：

发泡聚氨酯本体；

防火无机粉体；和

中空结构，其中该中空结构的密度小于约0.1g/cm³，且该中空结构的材料选自聚合物、玻璃和陶瓷。

本发明还提供一种防火结构，其包含：

一致密层，其包含发泡聚氨酯；和

一主体掺杂层，其包含发泡聚氨酯掺杂防火无机粉体和中空结构，其中该中空结构的密度小于约0.1g/cm³，且该中空结构的材料选自聚合物、玻璃和陶瓷。

具体实施方式

本发明涉及一种聚氨酯材料，其包含发泡聚氨酯本体、防火无机粉体和中空结构。该中空结构的密度小于约0.1g/cm³，且该中空结构的材料选自聚合物、玻璃和陶瓷。

根据本发明的发泡聚氨酯本体为聚氨酯材料的主体部分，其具体的发泡程度、发泡密度和/或泡沫大小应该视所应用的目的而定。本领域技术人员可依据目的制得该发泡聚氨酯本体。该发泡聚氨酯本体的用量可依据所需的防火性质、发泡性及材料的重量而定，在本发明的一个优选具体实施方式中，该发泡聚氨酯本体的含量为约30%至约40%，以重量计。

根据本发明的防火无机粉体为具防火阻燃效果的无机粉体，优选地，该防火无机粉体为可降低材料的热总释放量的粉体，在本发明的具体实施方式中，防火无机粉体选自硼酸锌、石墨、氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、硅灰、粘土、多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）、已膨胀的石墨烯及其混合物。在本发明的优选具体实施方式中，该防火无机粉体为遇热可释放结晶水的晶体，如氢氧化镁或氢氧化铝。在本发明的另一优选具体实施方式中，该防火无机粉体为遇热可释放二氧化碳的晶体，如碳酸钙或硼酸锌。在本发明的再一优选具体实施方式中，该防火无机粉体为遇热可释放二氧化碳的粉体，如碳酸钙、硼酸锌或已膨胀的石墨烯，其中已膨胀的氧化石墨烯为层状结构，其官能团经加热后可释放二氧化碳，而使各层间的距离增加，从而可更进一步避免火源接触发泡聚氨酯本体。在本发明的一个更优选具体实施方式中，该防火无机阻燃粉体为氢氧化铝。

该防火无机粉体的用量可依据所需的防火性质、发泡性和材料的重量而定，在本发明的一个优选具体实施方式中，该防火无机粉体的含量为约50%至约60%，以重量计。