[发明专利]一种无卤阻燃泡沫材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于阻燃聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃泡沫材料及其制备方法和应用。本发明提供的无卤阻燃泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：将废旧聚氨酯、醇解剂、助醇解剂、磷系阻燃剂和氧化石墨烯混合，进行降解反应，得到降解多元醇，所述磷系阻燃剂为含有双羟基DOPO反应型阻燃剂和双羧基DOPO反应型阻燃剂中的一种或多种；将A组分和异氰酸酯类化合物混合进行发泡，得到所述无卤阻燃泡沫材料，所述A组分包括所述降解多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂和稳定剂。本发明提供的制备方法得到的无卤阻燃泡沫材料的压缩强度高，且具有优异的表观密度和极限氧指数。

技术领域

本发明属于阻燃聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃泡沫材料及其制备方法和应用。

背景技术

无卤阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料，是一种主要由异氰酸酯、多元醇和磷系阻燃剂合成的高度交联的热固性材料。由于其具有固化后粘结强度高，防震抗压等优越的理化性能和良好的阻燃性能，因此被广泛应用汽车制造、交通运输、土木建筑、轻工、纺织、机电、石油化工等许多领域。

目前，国内外对无卤阻燃泡沬材料的研究主要是在聚氨酯制备的聚合反应中，例如王康琪，崔静宇等在2019年发表的“热塑性聚氨酯弹性体的无卤阻燃研究进展”；王靖宇，郝建薇在2020年发表的“无卤阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的研究进展”。

2018年由韩瑞，顾晓华等发表的“废旧聚氨酯回收制备无卤阻燃泡沫的研究”对废旧聚氨酯回收制备无卤阻燃泡沫进行了报道。但是该文章中的阻燃剂为在发泡过程中采取的物理添加方式，并非反应型聚氨酯化学降解过程中化学反应方法参与降解反应，因此物理共混方式添加阻燃剂的组分与无卤阻燃泡沫的其他组份相容性不好，影响最终发泡效果，制备的阻燃泡沫阻燃效果差且强度低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种无卤阻燃泡沫材料及其制备方法和应用，本发明提供的无卤阻燃泡沫材料的阻燃效果好且压缩强度高。

本发明提供了一种无卤阻燃泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

将废旧聚氨酯、醇解剂、助醇解剂、磷系阻燃剂和氧化石墨烯混合，进行降解反应，得到降解多元醇，所述磷系阻燃剂为含有双羟基DOPO反应型阻燃剂和双羧基DOPO反应型阻燃剂中的一种或多种；

将A组分和异氰酸酯类化合物混合进行发泡，得到所述无卤阻燃泡沫材料，所述A组分包括所述降解多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂和稳定剂。

优选的，所述磷系阻燃剂包括具有式I～V所示结构的化合物中的一种或多种；

优选的，所述醇解剂包括第一醇解剂和第二醇解剂；所述第一醇解剂包括二元醇、山梨糖醇、聚醚多元醇和聚酯多元醇中的一种或多种，所述第二醇解剂包括醇胺类化合物；

所述助醇解剂包括胺类化合物、无机强碱和有机钛类化合物中的一种或多种。

优选的，所述第一醇解剂、第二醇解剂、助醇解剂、磷系阻燃剂和氧化石墨烯的总质量与所述废旧聚氨酯的质量比为(1～1.2):1。

优选的，所述第一醇解剂、第二醇解剂、助醇解剂、磷系阻燃剂和氧化石墨烯的质量比为(40～60):(35～50):(1～5):(0.1～5):(0.1～5)。

优选的，所述降解反应的温度为140～250℃，时间为5～10h。

优选的，所述A组分中，所述降解多元醇和发泡剂的质量比为1:(0.5～3.5)。

优选的，所述A组分中，所述扩链剂、发泡剂、催化剂和稳定剂的质量比为(0.1～10):(5～35):(0.1～10):(0.1～10)。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制得的无卤阻燃泡沫材料，所述无卤阻燃泡沫材料的表观密度为36.17～38.28kg/m³。