單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑的制備方法。本發(fā)明采用如下原料制備：阻燃聚酯多元醇、阻燃聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、發(fā)泡劑。本發(fā)明的特征在于同時(shí)使用含氯、溴、磷、氮等阻燃元素的反應(yīng)型阻燃劑和添加型阻燃劑，并通過優(yōu)化各原料的比例改善了泡沫的阻燃性能和使用性能。使用本發(fā)明制備的單組份聚氨酯泡沫具有較高的氧指數(shù)和較低的煙密度。
【專利說明】單組份阻燃聚氨酯泡沬填縫劑的制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]單組份聚氨酯泡沫填縫劑是聚氨酯泡沫的一個(gè)特殊品種，是聚氨酯技術(shù)與氣霧劑技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。單組份聚氨酯泡沫填縫劑具有填縫、粘接、密封、隔熱、隔音等多種功能，是一種環(huán)保節(jié)能、使用方便的建筑材料。
[0003]聚氨酯泡沫是一種有機(jī)高分子材料，未經(jīng)阻燃處理的聚氨酯泡沫為易燃材料，其氧指數(shù)為17左右，燃燒時(shí)會(huì)放出大量的有毒氣體及煙塵。聚氨酯泡沫作為一種常用的建筑材料，其阻燃性能的研究已受到國內(nèi)外的廣泛重視。近年來隨著我國對各類建筑材料的防火阻燃要求越來越嚴(yán)格，進(jìn)一步提高泡沫的阻燃性能是單組份聚氨酯泡沫的發(fā)展趨勢之一。目前國內(nèi)市場上銷售的各類聚氨酯泡沫填縫劑的阻燃等級通常是B3級和B2級，即為可燃和易燃材料。近年來國外已有一些公司推出了阻燃級別為BI級的聚氨酯泡沫填縫劑，但是BI級產(chǎn)品在國內(nèi)的開發(fā)還處于起步階段，國內(nèi)尚未見BI級聚氨酯泡沫填縫劑產(chǎn)品的相關(guān)報(bào)道。 [0004]提高聚氨酯泡沫的阻燃性能通常采用在聚氨酯泡沫原有配方體系中加入各種阻燃劑，如多聚磷酸銨(APP)、三聚氰胺磷酸鹽(MP)、紅磷、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、甲基磷酸二甲酯(DMMP)、氯化石蠟等添加型阻燃劑；也可以使用反應(yīng)型阻燃劑，如使用含氯、溴、氮、磷等阻燃元素的阻燃聚酯多元醇或聚醚多元醇。使用阻燃劑可以明顯提高聚氨酯泡沫的阻燃性能，但是也會(huì)導(dǎo)致聚氨酯泡沫的力學(xué)性能、粘接性能下降；對于單組份聚氨酯泡沫而言，使用上述各種阻燃劑制備的泡沫存在一系列的缺陷，比如泡沫發(fā)脆、物料粘度增加、儲(chǔ)存穩(wěn)定性下降、泡沫外觀變差、泡孔不均等等。如何平衡各種影響因素，在提高聚氨酯泡沫填縫劑阻燃性能的同時(shí)，確保其具有較好的使用性能和儲(chǔ)存穩(wěn)定性能是本發(fā)明的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于通過優(yōu)化配方、克服了添加型和反應(yīng)型阻燃劑對聚氨酯泡沫填縫劑的不利影響，制備了一種高阻燃性能的單組份聚氨酯泡沫填縫劑。
[0006]本發(fā)明的單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑由阻燃聚酯多元醇或阻燃聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、多異氰酸酯和發(fā)泡劑(推進(jìn)劑)等組成。單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑的制備過程包括三個(gè)步驟:首先將多元醇、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑等混合均勻，制得聚醚組合料(亦稱組合聚醚)；然后使用專用氣霧劑灌裝設(shè)備，將組合聚醚、多異氰酸酯依次灌入氣霧劑罐中，壓上閥門；再依次充入發(fā)泡劑，對罐體進(jìn)行搖擺混合，放置24小時(shí)后即可以使用。
[0007]本發(fā)明使用的阻燃聚酯多元醇或阻燃聚醚多元醇的官能度為2-4、羥值為20-350mgK0H/g，最好為150_250mgK0H/g ;其用量為組合聚醚的20-70%。[0008]所選阻燃聚酯多元醇或阻燃聚醚多元醇為分子結(jié)構(gòu)中含有氯、溴、氮、磷等阻燃元素的多元醇。不同的阻燃聚酯多元醇或阻燃聚醚多元醇可以單獨(dú)使用，亦可以混合使用，以協(xié)調(diào)泡沫的各種性能，如阻燃性能和物理性能等。目前市場上相關(guān)的阻燃多元醇種類繁多，如雅寶化工有限公司生產(chǎn)的Antiblaze RX-35,SAYTEX RB7970/7980、SAYTEX RB79 ;蘇威氟化學(xué)有限公司生產(chǎn)的IXOL M125 ;SKC公司生產(chǎn)的YUKOL 1912, YUKOL 1980等。
[0009]本發(fā)明使用的聚酯多元醇或聚醚多元醇的官能度為2-4，羥值為20-500mgK0H/g，最好為150-250mgK0H/g ;其用量為組合聚醚的0_30%。
[0010]本發(fā)明所用的聚酯多元醇和聚醚多元醇均為通用型聚酯多元醇和聚醚多元醇，如上海高橋石化三廠GE204、GE210、GE220、GE303、GE 305、GE310等聚醚產(chǎn)品；南京金陵斯泰潘化學(xué)有限公司生產(chǎn)的M3152、M1752等聚酯產(chǎn)品。聚酯多元醇和聚醚多元醇不含阻燃元素，主要用于調(diào)整泡沫的使用性能和工藝性能。不同聚酯多元醇或聚醚多元醇可以單獨(dú)使用，亦可以混合使用；聚酯多元醇的阻燃性能略好于聚醚多元醇，但是多元醇的用量增加會(huì)降低聚氨酯泡沫的阻燃性能。
[0011]本發(fā)明使用的阻燃劑主要為分子結(jié)構(gòu)中含有氯、溴、磷、氮等阻燃元素的物質(zhì)，如多聚磷酸銨(APP)、三聚氰胺磷酸鹽(MP)、紅磷、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、甲基磷酸二甲酯(DMMP)、氯化石蠟等，不同阻燃劑復(fù)配使用具有一定的協(xié)同阻燃效果。本發(fā)明所用阻燃劑為上述阻燃劑中的一種，或幾種阻燃劑復(fù)配使用。阻燃劑的用量為組合聚醚的30-70%。
[0012]本發(fā)明使用的泡沫穩(wěn)定劑為通用聚氨酯硬泡用有機(jī)硅表面活性劑，其用量為組合聚醚的1-10%。
[0013]本發(fā)明使用的催化劑為二嗎啉二乙基醚(DMDEE)，DMDEE具有較好的催化性能和儲(chǔ)存穩(wěn)定性，其用量為組合聚醚的0.5-2.5%。
[0014]本發(fā)明使用的多異氰酸酯為多苯基甲烷多異氰酸酯(PMDI)，其用量為組合聚醚量的0.5-3倍，最好為1-2倍。
[0015]多異氰酸酯可采用市售產(chǎn)品，例如HUNTSMAN公司SUP5005、SUP2085 ；BASF公司M20S ；BAYER公司44V20L ;煙臺(tái)萬華聚氨酯公司PM-200。
[0016]本發(fā)明使用的發(fā)泡劑可選用丙丁烷、二甲醚、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC_134a)、二氯二氟甲烷(CFC12)、1，3，3，3-四氟丙烯(HF0-1234ze)等。發(fā)泡劑可選用其中的一種或幾種發(fā)泡劑混合使用。發(fā)泡劑的用量為組合聚醚的40-70%。
[0017]本發(fā)明的阻燃單組份聚氨酯泡沫填縫劑的生產(chǎn)工藝和使用方法與常規(guī)產(chǎn)品相同，但是其阻燃性能高于通用的B2級和B3級聚氨酯泡沫填縫劑，并且泡沫彈性好、低溫不發(fā)脆，滿足建筑行業(yè)的使用要求。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
[0019]按配方I將多元醇、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑等組分混合均勻，制得聚醚組合料；按配比將組合聚醚、多甲基二異氰酸酯依次加入氣霧罐中，壓上閥門，依次充入二甲醚和二氯二氟甲烷(CFC12)，搖動(dòng)混合I分鐘，放置24小時(shí)后，測試產(chǎn)品的性能。
[0020]實(shí)施例2-4[0021]按表1所列配方，工藝過程同實(shí)例I。實(shí)例2-4通過改變阻燃多元醇的種類和用量，使用不同類型的阻燃劑，得到不同性能的產(chǎn)品，測試結(jié)果見表1。
[0022]實(shí)施例5-7
[0023]按表1所列配方，工藝過程同實(shí)例I。實(shí)例5-7僅使用聚酯多元醇或聚醚多元醇和添加型阻燃劑。與使用阻燃聚酯多元醇和阻燃聚醚多元醇的泡沫相比，實(shí)例5-7制備的泡沫阻燃性能較差。
[0024]表1單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑的配方及性能
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑，其特征在于使用如下原料制備: (1)阻燃聚酯多元醇和阻燃聚醚多元醇； (2)聚酯多元醇和聚醚多元醇； (3)阻燃劑； (4)泡沫穩(wěn)定劑； (5)催化劑； (6)多異氰酸酯； (7)發(fā)泡劑。 單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑的制備過程包括如下步驟: 將原料(1)-(5)等組份混合均勻，制得聚醚組合料； 將聚醚組合料、多異氰酸酯依次灌入氣霧罐中，并壓上閥門； 將發(fā)泡劑充入氣霧罐中，混合均勻后即得本產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑，其特征在于，所用阻燃聚酯多元醇和阻燃聚醚多元醇為含氯、溴、磷、氮等阻燃元素的多元醇；其官能度為2-4、羥值為.20-350mgK0H/g,最好為 150_250mgK0H/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述阻燃聚酯多元醇和阻燃聚醚多元醇可以單獨(dú)使用其中的一種多元醇，亦可以幾種多元醇混合使用；其用量為組合聚醚的20-70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑，其特征在于，所用聚酯多元醇和聚醚多元醇的官能度為2-4、羥值為20-500mgK0H/g，最好為150-250mgK0H/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述聚酯多元醇和聚醚多元醇可以單獨(dú)使用其中的一種多元醇，亦可以幾種多元醇混合使用；其用量為組合聚醚的0-30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑，其特征在于，本發(fā)明所用阻燃劑為多聚磷酸銨(APP)、三聚氰胺磷酸鹽(MP)、紅磷、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、甲基磷酸二甲酯(DMMP)、氯化石蠟等中的一種，或幾種阻燃劑復(fù)配使用。阻燃劑的用量為組合聚醚的30-70%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份阻燃聚氨酯泡沫填縫劑，其特征在于，本發(fā)明使用的發(fā)泡劑可選用丙丁烷、二甲醚、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、二氯二氟甲烷(CFC12)、1，.3，3，3_四氟丙烯(HFO-1234ze)等中的一種或幾種混合使用。發(fā)泡劑的用量為組合聚醚的.40-70%。
【文檔編號】C08J9/14GK103923294SQ201310009418
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月10日
【發(fā)明者】丁學(xué)文, 張捷, 晏義青 申請人:上海聯(lián)合氣霧制品灌裝有限公司