[发明专利]一种防火封堵聚氨酯泡沫及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种防火封堵聚氨酯泡沫及其制备方法和应用，涉及防火封堵材料技术领域。本发明提供的防火封堵聚氨酯泡沫的制备原料包括质量比为100：95～105的组分A和组分B，以质量份数计，组分A包括聚醚多元醇30～50份、固态添加型阻燃剂45～65份、有机硅表面活性剂3～5份、催化剂1～5份、化学发泡剂0.2～1.0份和气相二氧化硅1～5份，组分B为异氰酸酯。本发明通过控制防火封堵聚氨酯泡沫的原料及用量，显著提高了泡沫的防火性能、抗压强度和寿命且密度较低，作为防火封堵材料能够与空腔壁及贯穿物紧密结合，特别适用于管线密集、贯穿物复杂的建筑结构开口的封堵，在建筑行业具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及防火封堵材料技术领域，具体涉及一种防火封堵聚氨酯泡沫及其制备方法和应用。

背景技术

当前，建筑日益倾向高层化、形状复杂化、功能多样化发展，建筑中给排水管道井、电缆井、电梯井及排烟风井等为竖向结构，内部机电管线纵横交错，对防火技术提出了更高的要求，尤其是穿越防火区的机电管线。通过防火封堵材料堵塞孔洞和缝隙，能够避免失火后火焰和烟气在“烟囱效应”下快速蔓延至其他区域，有效抑制火焰生成和控制烟气流动，保证建筑防火、防烟分隔的完整性和有效性，减少火灾带来的损失。

防火封堵材料按照性能特点分为无机防火堵料、有机防火堵料、阻火包和阻火圈等。其中，大部分有机防火堵料在高温情况下容易发生软化、变形和收缩，导致空洞、缝隙的产生，引起火、烟的蔓延。而且，市场上常用的防火堵料(如防火泥等)添加了大量的氯化石蜡，产品中含有卤素，虽然能起到防火作用，但是在高温下会产生大量的有毒气体，使人中毒和窒息，造成次生危害。

聚氨酯泡沫具有优异的隔热性、机械性能、耐腐蚀性、耐水性、耐湿热性、粘接性，且为热固性材料，使用寿命大于30年，不存在吸水、粉化、开裂、脱落和收缩等问题，聚氨酯泡沫为虽为易燃的有机材料，但是通过选择合适的阻燃剂和设计合适的复合比例，可以制得满足不同性能要求的功能材料。例如，中国专利CN115073695A公开了一种用于集装箱模块化建筑保温的喷涂型环保聚氨酯泡沫，由组分A和组分B经喷涂设备喷涂制得，其中组分A包括按照重量份数计的如下成分：多元醇100份、表面活性剂1～5份、催化剂2～10份、水0.5～1.0份、物理发泡剂20～30份、阻燃剂10～20份；所述的多元醇为密胺树脂多元醇和聚酯多元醇，两者重量比例为30～50：50～70；组分B为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；组分A与组分B的重量比例为100～102：100；制得的聚氨酯泡沫的阻燃性能为B1级，热释放速率(锥形量热仪法)测试时间900秒，总热释放量小于20MJ/m²，总生烟量小于100m²/m²，导热系数小于0.0205W/m·K，热阻值大于7.0ft2·h·℉/BTU。中国专利CN115304733A公开了一种超低温硬质聚氨酯泡沫，由组分A和组分B反应制得，其中组分A按照重量份数计组成如下：聚醚多元醇0～50份、聚酯多元醇50～100份、有机硅表面活性剂1～5份、催化剂0.5～3份、交联剂1～5份、水0.5～3份、物理发泡剂10～30份、阻燃剂10～20份，组分B为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；组分A与组分B的混合质量比例为100：140～200，其材料工作温度范围为-196℃到-140℃，产品密度35～45kg/m³，同时具有良好的尺寸稳定性和机械性能，阻燃性能达到DIN4102B2级。中国专利CN115536801A公开了一种保冷高阻燃喷涂型硬质聚氨酯泡沫，由组分A和组分B经聚氨酯喷涂机器喷涂制得，其中组分A的重量份比组成如下：多元醇主体100份、有机硅表面活性剂1～5份、催化剂2～10份、水0.5～3份、物理发泡剂10～30份、阻燃剂10～20份；所述的多元醇主体为由曼尼希聚醚多元醇a，含氮、磷元素改性的聚酯多元醇b，芳香族聚酯多元醇c按质量比20～30：30～50：30～50混合而成；组分B为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；组分A与组分B的质量比例为100：100；其聚氨酯泡沫达到了DIN 4102B1级阻燃要求，密度为40.3～41.5kg/m³，抗压强度为187～267kPa。然而，上述聚氨酯泡沫的燃烧性能等级仅满足DIN 4102B1或B2，防火性能不能到达GB 23864-2009《防火封堵材料》的技术要求，且材料的抗压强度低，不能满足固定和承载管线的要求。