[发明专利]一种抑烟阻燃聚氨酯软泡及其制备方法

说明书

本发明涉及聚氨酯软泡的技术领域，公开了一种抑烟阻燃聚氨酯软泡及其制备方法，所述制备方法包括制备氧化石墨烯，将碳纳米管均匀分散至石墨烯上，用硅烷偶联剂对GO‑CNTs进行改性，通过一步法发泡形成聚氨酯软泡；所述聚氨酯软泡通过聚醚多元醇和TDI反应形成泡沫体，水和TDI反应产生的二氧化碳使泡沫体形成泡孔；本发明利用GO‑CNTs吸附聚氨酯分解产生的可燃化合物，并形成致密连续的炭化阻隔层，使得聚氨酯软泡的热稳定性得以提高，达到良好的抑烟和阻燃的效果。

技术领域

本发明涉及聚氨酯软泡的技术领域，特别涉及一种抑烟阻燃聚氨酯软泡及其制备方法。

背景技术

聚氨酯软泡可用于家具、服装、床芯、保温隔热、隔音、消音等领域中，其通过发泡形成的多孔结构，与氧气的接触面积非常大，为易燃材料，现有一般通过添加阻燃剂以提升聚氨酯软泡的阻燃性能，如多溴联苯醚阻燃剂、石墨烯纳米粉，或采用具有一定阻燃性和达到自熄级别的聚脲多元醇，聚脲受热分解出大量不燃的氨气和氮气，稀释了可燃气体，达到抑烟的效果。但现有技术中对于聚氨酯软泡的抑烟和阻燃性能还可提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种抑烟阻燃聚氨酯软泡及其制备方法，旨在提升聚氨酯软泡燃烧时的阻燃性能，降低烟气生成量。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种抑烟阻燃聚氨酯软泡的制备方法，包括如下步骤：

将石墨烯纳米片以第一设定比例加入至由磷酸和浓硫酸组成的混合酸液中并置于冰浴条件下，向混合酸液中加入高锰酸钾，在油浴中反应后加入去离子水，降温后向溶液中加入过氧化氢；用盐酸、去离子水洗涤至中性，干燥后制得氧化石墨烯；

将氧化石墨烯和N，N-二甲基甲酰胺混合后，向溶液中加入碳纳米管，超声分散、离心、洗涤、干燥后制得GO-CNTs；

将GO-CNTs和去离子水超声分散后加入硅烷偶联剂，冷凝回流反应设定时间；将反应产物抽滤，用无水乙醇、去离子水洗涤，干燥后制得改性GO-CNTs；

将由聚醚多元醇、胺催化剂、锡催化剂、匀泡剂和去离子水组成的A组分、以及改性GO-CNTs置于A料缸中，将甲苯二异氰酸加入至A料缸中，搅拌、并倒入模具发泡，制得抑烟阻燃聚氨酯软泡。

所述的抑烟阻燃聚氨酯软泡的制备方法，其中，所述混合酸液中磷酸和浓硫酸的体积比为1∶(8～10)；所述石墨烯纳米片和所述混合酸液的质量比为1∶(40～50)；所述石墨烯纳米片与所述高锰酸钾的质量比为1∶(6～7)。

所述的抑烟阻燃聚氨酯软泡的制备方法，其中，所述氧化石墨烯和所述N，N－二甲基甲酰胺的质量比为1∶(90～100)；所述碳纳米管和所述氧化石墨烯的质量比为1∶(12～15)。

所述的抑烟阻燃聚氨酯软泡的制备方法，其中，所述GO-CNTs和所述硅烷偶联剂的质量比为1∶(10～15)。

所述的抑烟阻燃聚氨酯软泡的制备方法，其中，所述改性GO-CNTs占所述聚醚多元醇和所述甲苯二异氰酸酯总质量的添加比例为5％～10％。

所述的抑烟阻燃聚氨酯软泡的制备方法，其中，按重量份计算，所述A组分包括50份～55份聚醚多元醇、0.15份～0.40份胺催化剂、0.15份～0.40份锡催化剂、0.8份～1.4份匀泡剂、以及3份～3.5份去离子水；所述甲苯二异氰酸酯的重量份为35份～40份。

所述的抑烟阻燃聚氨酯软泡的制备方法，其中，所述聚醚多元醇的分子量为3000，官能度为3，羟基值为56mgKOH/g。

所述的抑烟阻燃聚氨酯软泡的制备方法，其中，所述胺催化剂为三乙烯二胺A33；所述锡催化剂为辛酸亚锡T9；所述匀泡剂为硅油5950。