[发明专利]一种阻燃三聚氰胺硬质泡沫的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子泡沫材料技术领域，具体为一种阻燃三聚氰胺硬质泡沫的制备方法。

 

背景技术    

近年来，国内建筑领域火灾频发，特别是高层建筑的火灾造成了极大的财产损失和人员伤亡，其原因之一就是易燃的外墙保温材料导致了火势的迅速蔓延和扩大。为此，公安部、住房和城乡建设部先后下发了46号文，65号文，350号文等一系列文件和通知，对外墙保温材料的阻燃性能作出了明确的规定，并要求各地严格执行。但是受限于外墙保温材料本身的性质，常用的无机外墙保温材料，如岩棉、玻纤、发泡水泥等虽然阻燃性能符合国家标准，但是导热系数偏高，不满足对新建住房节能保温的相关要求。而现有的有机保温材料，如EPS、XPS、聚氨酯等导热系数较低，但都是易燃材料，而且在燃烧过程中会释放出大量的有毒烟雾，火灾发生时会对人员造成二次伤害。虽然在添加阻燃剂后它们的阻燃能力都有所提高，但随着时间的推移，阻燃剂会逐渐损失导致其阻燃性能明显降低。除此之外，它们还存在各自的局限，如EPS、XPS为热塑性材料，高温下会发生收缩，尺寸稳定性不佳；绝大部分聚氨酯很难达到GB8624-2012B1级的要求，而极少部分达到要求的聚氨酯材料价格很高，成本压力过大而难于大规模应用。而能满足阻燃性能要求的酚醛泡沫材料又存在强度偏低，吸水率较高的缺陷。因此，市场上亟需一种阻燃及保温性能优异，且价格适宜，物理性能又能满足要求的外墙保温材料。

三聚氰胺由于其优异的阻燃性能而常被添加至各种材料中用于提高制品的阻燃能力，由三聚氰胺和甲醛制备的三聚氰胺甲醛树脂泡沫继承了这一优点，无需添加任何阻燃剂即可表现出优异的阻燃性能。但是由于三聚氰胺甲醛树脂泡沫存在的缺陷和技术上尚未解决的问题，长期以来，科研工作者将更多的精力投入到三聚氰胺甲醛树脂开孔泡沫的研发中，并将其应用到清洁、保温及声学调整领域，取得了巨大成功。然而这种泡沫由于其开孔率极高导致其吸水率过大，再加之其强度不能满足外墙保温材料的要求，因而很难将三聚氰胺甲醛树脂开孔泡沫应用于外墙保温领域。相较之下，三聚氰胺闭孔泡沫能很好的满足外墙保温材料的要求。公开发表的文献如，CN201210328428所公开的一种三聚氰胺甲醛树脂闭孔泡沫的制备方法，由该方法制得的泡沫具有较高的闭孔率和氧指数，导热系数也较低，然而其制得的泡沫预聚体树脂为固态，需要经调粘剂的溶解后才能使用，特别是其调粘剂为易燃的有机溶剂，一定程度上降低了其泡沫的阻燃性能。此外，其预聚体呈固态也增加了其工业化的难度。CN201310646482采用了在酸性条件下醚化三聚氰胺树脂的方法降低树脂的粘度，并使用聚乙二醇等改善树脂的韧性，也取得了有益的效果。

 

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种制备三聚氰胺甲醛树脂闭孔泡沫的方法，采用此方法制得的三聚氰胺甲醛树脂闭孔泡沫不易粉化，抗压强度高，与基材粘结能力强，同时泡沫预聚体树脂粘度适宜，便于实现工业化连续生产。

本发明的技术方案为：

1）改性三聚氰胺甲醛树脂的合成

本发明所公开的阻燃三聚氰胺硬质泡沫，其发泡预聚体树脂的合成过程包括：将三聚氰胺、多聚甲醛、改性剂Ⅰ及溶剂加入带搅拌的反应容器中，开启搅拌，用三乙醇胺或氢氧化物调整物料pH值至9-11，在75℃水浴下反应至物料澄清透明，加入改性剂Ⅱ，继续反应0.5-2h后，开真空脱除溶剂，并用水调整物料固含量至85%-92%之间，冷却得到透明的预聚体树脂。其主要成分包括：三聚氰胺与多聚甲醛摩尔比1:1.5-3.5，优选1:2.5-3。三聚氰胺与改性剂Ⅰ质量比1:0.1-0.8，优选1:0.2-0.6，三聚氰胺与改性剂Ⅱ质量比1：0.05-0.2。所述改性剂Ⅰ选自甲带三聚氰胺、苯代三聚氰胺、羟乙氧乙基三聚氰胺、三(2-羟乙基)异氰尿酸酯、尿素、双氰胺中的任意一种或几种的混合物，所述改性剂Ⅱ选自酯类化合物中的碳酸酯和草酸酯类化合物，更进一步优选的是碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、草酸二甲酯、草酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的任意一种或几种的混合物。所述溶剂选自醇类物质，优选甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇。

2）阻燃三聚氰胺硬质泡沫的制备