[发明专利]氧指数≥32的高阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了氧指数≥32的高阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法，其特征在于，包括反应型阻燃剂、液体添加型阻燃剂、固体添加型阻燃剂，所述反应型阻燃剂为含有阻燃元素的反应型阻燃聚醚或/和阻燃聚酯多元醇，所述固体添加型阻燃剂含有可膨胀石墨；通过选择适宜的三种阻燃剂并优化三者的比例，使用常规，易得，便宜的丙丁烷，二甲醚混合物环保发泡剂，得到具有较好物理性能和使用性能，氧指数≥32的高阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂。该产品氧指数高，烟密度低、火焰传播小，阻燃效果好，适用于有高阻燃要求的建筑物以及交通工具等领域使用。

技术领域

本发明涉及单组分聚氨酯泡沫填缝剂领域，具体涉及氧指数≥32的高阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着建筑物及交通工具对其所用材料的阻燃性能的要求越来越高以及政策法规的日趋严格，所用材料的阻燃性能面临着巨大的挑战。

单组分聚氨酯泡沫填缝剂是装填于气雾压力罐中的特殊聚氨酯泡沫产品，现已广泛应用于建筑物及交通工具的填缝、密封、隔热、粘接、隔音等，是一种性能优异、使用方便，环保节能的新型材料。然而普通的非阻燃(所谓B3级)单组分聚氨酯泡沫填缝剂氧指数(氧指数是衡量材料点燃难易的指标，值越大，阻燃性越好)仅18左右，属于易燃材料；一般的阻燃型(所谓B2级)聚氨酯泡沫填缝剂氧指数也仅能达到26，也属于可燃材料；即使市场上有少量国内外所谓的“难燃”(所谓B1级，DIN4102B1标准)产品，氧指数达不到32(一般认为氧指数＞32为难燃材料)，不能满足某些特殊市场严酷的阻燃要求。因此，市场某些特殊领域对具有高阻燃效果的产品有迫切的需求。

阻燃型单组分聚氨酯泡沫填缝剂是通过向配方体系中加入适宜阻燃剂来实现阻燃目的的，专利CN103923294通过加入含氯、溴、磷、氮等元素的反应型阻燃聚醚或(和)阻燃聚酯多元醇、液体添加型阻燃剂及非燃型的发泡剂(F12)来制备阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂，其最优配方氧指数也仅能达到29.5(实测为27.4)，并且还使用了非环保的发泡剂F12。而专利WO2010058036未采用反应型阻燃聚醚或阻燃聚酯多元醇，仅添加一般的液体添加型阻燃剂TCPP及固体添加型阻燃剂可膨胀石墨，阻燃性能也仅能达到B2级(DIN4102B2标准)，此文中没有提到氧指数指标(实测为25.2)。上述两个专利制得的阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂阻燃效果较差。目前市场上氧指数能达到30的阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂几乎没有，因此更不要说氧指数≥32这种难燃级别的高阻燃产品。现有的阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂有的还使用了非环保发泡剂(如F12)或即将面临淘汰的昂贵发泡剂(如134a)，在环保要求越发严格的今天，采用常规、易得，便宜的环保发泡剂制得氧指数≥32的高阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂更迫切需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的普通阻燃型单组分聚氨酯泡沫填缝剂的氧指数较低，不利于在阻燃性能要求较高的领域中运用，目的在于提供高氧指数的高阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法，使制得的高阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂的氧指数≥32，使其不仅具有高阻燃效果，并且所得产品还具有较好的物理性能和使用性能。

本发明通过下述技术方案实现：

氧指数≥32的高阻燃单组分聚氨酯泡沫填缝剂，包括反应型阻燃剂、液体添加型阻燃剂、固体添加型阻燃剂，所述反应型阻燃剂包括含有阻燃元素的反应型阻燃聚醚或/和阻燃聚酯多元醇，所述固体添加型阻燃剂含有可膨胀石墨。

具体的，反应型阻燃聚醚或/和阻燃聚酯多元醇中，含磷、氯、溴等阻燃元素。磷元素主要在凝聚相发挥作用，燃烧中磷化物可以消耗燃烧时分解出的可燃气体使其转化成不易燃烧的碳化物，属于催化成炭阻燃机理；卤素(氯，溴)则主要在气相中发挥作用，在燃烧时生成卤化氢而抑制燃烧反应，是燃烧反应的链终止剂。

液体添加型阻燃剂一般为含磷、氯、溴的小分子化合物，如(卤代)磷(膦)酸酯类。这类液体阻燃剂阻燃机理与上述含磷、氯、溴的反应型阻燃剂阻燃机理相同。