[发明专利]一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法

说明书

一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，属于阻燃材料技术领域，解决现有的阻燃聚氨酯泡沫相容性差、阻燃效率低的技术问题。阻燃聚氨酯泡沫的原料组成及其质量份数为：聚醚多元醇100份，催化剂2～5份，交联剂5～10份，发泡剂5～20份，多亚甲基多苯基多异氰酸酯100～120份，阻燃剂40份。将聚醚多元醇、阻燃剂、催化剂以及助剂混合作为组份A，多亚甲基多苯基多异氰酸酯作为组份B，将组份B中原料加入原料混合均匀的组份A中快速搅拌，自然发泡后熟化反应，获得阻燃聚氨酯泡沫。本发明制备工艺简单，用时短，制备的泡沫既保留了聚氨酯泡沫材料良好的保温性能，又复合了聚磷酸铵、氢氧化镁良好的阻燃性能，制作成本低，应用范围广。

技术领域

本发明属于阻燃材料技术领域，具体涉及的是一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫（PUF）是一种新兴的有机高分子材料，具有良好隔热性、耐腐蚀性和保温性能，在建筑、汽车、石油化工管道和储藏保温等领域获得广泛应用。我国城市建筑火灾频发，不仅威胁人民生命和财产安全，还产生大量有害烟雾，污染环境。目前，建筑材料中新型保温隔热建筑材料层出不穷，聚氨酯泡沫塑料以其优良的保温隔热性能和独特的轻质、低吸水率等特点，广泛应用于建筑节能领域。但是，由于聚氨酯泡沫制品的阻燃性差、成本高，使其应用受到制约。

为了使产品达到所要求的阻燃性能或等级，传统的技术常常使用向材料体系中添加含卤素的阻燃物质，例如向体系材料中添加如十溴二苯醚、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯或六溴环十二烷等含溴量比较高的或含卤素量比较高的有机化学物质，这些含卤素的阻燃物质虽然阻燃性较好，但是其使用量比较大，高温或燃烧时会产生难降解的有害物质污染环境、影响人类及动物健康。

聚磷酸铵(APP)是膨胀型阻燃剂(IFR)的重要组成部分之一，具有酸源和气源双重功能，具有含磷量高、含氮量多、热稳定性好、近于中性等优点，是阻燃技术研究领域中的热点之一。氢氧化镁（MH）本身具有阻燃、消烟、填充三个功能，因其不挥发、无毒，又可与多种阻燃剂产生协同阻燃作用，是一种新兴的环保型无机阻燃剂。但是两者在实际应用中仍存在着和聚合物相容性较差、阻燃效率有限等问题。

因此，开发一种节能保温性能好、防火安全性能高的硬质聚氨酯泡沫塑料，对塑料制备技术领域具有现实意义和应用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。

本发明的设计构思为：不同的阻燃剂，其阻燃机理不同，因而通过复配使用，往往能够产生良好的协同效应，获得更为显著的阻燃效果，提高产品的安全性能。在本聚磷酸铵（APP）在高温下发生分解反应，生成的磷酸是较强的脱水剂，可以促使有机物的脱水炭化，同时氢氧化镁（MH）受热分解成氧化镁和水蒸气，并随着热解温度的升高，这两种反应过程一直在不断进行，加速了成炭反应的进行，使阻燃PU的炭层外表面形成一层致密的由P、O和Mg元素组成的磷酸镁类化合物保护层，增加了表面炭层的致密性，以隔绝氧气和热量。APP作为气源，生成不可燃烧的气体，冲淡了可燃气体和氧气浓度，起到减缓燃烧的作用。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，所述阻燃聚氨酯泡沫的原料组成及其质量份数为：聚醚多元醇100份，催化剂2～5份，交联剂5～10份，发泡剂5～20份，多亚甲基多苯基多异氰酸酯100～120份，阻燃剂40份。

一种阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照阻燃聚氨酯泡沫的原料组成及其质量份数分别称取原料，其中阻燃聚氨酯泡沫的原料组成及其质量份数为聚醚多元醇100份，催化剂2～5份，交联剂5～10份，发泡剂5～20份，多亚甲基多苯基多异氰酸酯100～120份，阻燃剂40份；