本發(fā)明涉及聚氨酯海綿制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有阻燃功能聚醚型聚氨酯海綿的制備方法。

背景技術(shù)：

海綿泛指一切發(fā)泡材料，樹脂、橡膠、塑料的發(fā)泡制品都稱海綿。聚氨脂海綿就是發(fā)泡聚氨脂材料。聚氨酯既有橡膠的彈性，又有塑料的強(qiáng)度和優(yōu)異的加工性能，能用于制備聚氨酯慢回彈泡沫（軟質(zhì)聚氨酯泡沫）。

軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料以采用的多元醇原料分，可分為聚酯型軟泡和聚醚型軟泡。聚醚型聚氨酯是一種開放式的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、具有溫感減壓的特性，也可以稱作為是一種溫感減壓材料。

作為一種高分子有機(jī)發(fā)泡材料，聚醚型聚氨酯海綿的易燃特性成為了威脅其安全的一個重要問題，因此現(xiàn)有市場上對聚醚型聚氨酯海綿作了一些阻燃改性；如中國專利公布號cn102643405a，專利公布日為2012年8月22日，名為一種慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的制造方法的專利公布了一種針對聚醚型聚氨酯海綿易燃的特點(diǎn)作了阻燃改性，在聚醚型聚氨酯海綿的配方中添加了磺酸鹽阻燃劑進(jìn)行了阻燃改性并設(shè)計了相應(yīng)的制備方法，雖然其阻燃效果得到了一定的改善，但是由于其添加的阻燃劑效果單一，其阻燃效果還是難以滿足公眾對聚醚型聚氨酯海綿阻燃效果的要求；同時其添加的單一阻燃劑為具有一定危害性的全氟丁基磺酸鉀，雖然全氟丁基磺酸鉀相較于過去的阻燃劑具有低毒性的特點(diǎn)，但是其還是有一定的危害性，特別是對于慢回彈性聚醚型聚氨酯海綿這一種通常被作為枕頭原料的海綿材料，其對人身體的危害還是不容忽視的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)簡便、生產(chǎn)效率高并且能賦予制備而得的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿優(yōu)良阻燃性能的聚氨酯海綿的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種具有阻燃功能聚醚型聚氨酯海綿的制備方法，包括以下步驟：

1）備料：按以下重量份準(zhǔn)備原料：第一聚醚多元醇65～75份，第二聚醚多元醇10～20份，第三聚醚多元醇10～20份，丁基橡膠8～16份，第一催化劑0.45～0.55份，第二催化劑0.05～0.15份，硅油1.9～2.1份，水3.0～4.0份，發(fā)泡劑8～12份，mdi異氰酸酯55～61份，阻燃添加劑2.0～4.5份，擴(kuò)鏈劑5～8份；

2）配料：在一個容器中將第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇和第三聚醚多元醇混合；接著在另一個容器中將第一催化劑、第二催化劑、硅油、水、發(fā)泡劑、mdi異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑混合；

3）攪拌：將上述兩容器內(nèi)的原料在相應(yīng)的容器內(nèi)進(jìn)行攪拌依次得到第一混合液和第二混合液；

4）喂料：待發(fā)泡模具中的溫度達(dá)到50～55℃后，按配方比例控制喂料量并向模具中投喂第一混合液、第二混合液、丁基橡膠和阻燃添加劑；

5）發(fā)泡：在50～55℃的發(fā)泡模具中發(fā)泡1～10分鐘，并在30～40℃下保溫1～5小時制得具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿；

6）后處理：將發(fā)泡保溫后的具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿冷卻并進(jìn)行再加工。

丁基橡膠是一種具有高彈性特點(diǎn)的合成橡膠，在聚氨酯海綿中適當(dāng)添加能夠增進(jìn)聚氨酯海綿的彈性。

作為優(yōu)選，第一聚醚多元醇為聚醚多元醇1621，第二聚醚多元醇為聚醚glr-2000，第三聚醚多元醇為聚醚gpop-36/30。

作為優(yōu)選，第一催化劑為催化劑a33，第二催化劑為a1，發(fā)泡劑為發(fā)泡劑141b。

聚醚多元醇1621是一種市場上常見的慢回彈發(fā)泡海綿的基礎(chǔ)聚酯原料，聚醚glr-2000和聚醚gpop-36/30是上海高橋石油化工有限公司生產(chǎn)的兩種無bht無胺的慢回彈發(fā)泡海綿的基礎(chǔ)聚酯原料；催化劑a33是33%三乙烯二胺的二丙二醇溶液，催化劑a1是雙（二甲氨基乙基）醚與一縮二丙二醇以重量比7：3配制的溶液，上述兩種催化劑都是市面上用于聚氨酯生產(chǎn)常用的催化劑；發(fā)泡劑141b即為一氟二氯乙烷。

作為優(yōu)選，擴(kuò)鏈劑為1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羥基甲基丙烷或二甘醇中的一種。

作為優(yōu)選，阻燃添加劑由以下重量百分比的原料組成：

硬水鋁石13～15wt%，水鎂石25～30wt%，三氯溴甲烷10～12wt%，分散劑3～6wt%，余量為沸石。

硬水鋁石是一種富含羥基的鋁礦物，其在受熱后會發(fā)生分解反應(yīng)生成水與氧化鋁并吸收大量的熱量，同時作為一種無機(jī)礦物，硬水鋁石是一種完全無害的材料，其添加后不具毒害性也不會使接觸后的使用者發(fā)生過敏反應(yīng)；水鎂石是一種與硬水鋁石類似的礦物材料，其受熱分解后會變成氧化鎂和水，其受熱后得到的水的含量遠(yuǎn)大于硬水鋁石，同樣水鎂石作為天然無機(jī)礦物，其也不具有毒害性；正是硬水鋁石和水鎂石這種受熱后分解并分解產(chǎn)生具有大比熱容的水的這一特性，其在分解時及分解后水的物相變化過程中吸收大量熱量，因而具有十分良好的阻燃效果。三氯溴甲烷是一種有機(jī)鹵化物阻燃劑，其具有低毒害的特點(diǎn)，由于有機(jī)鹵化物阻燃劑具有特別優(yōu)秀的阻燃效果，為了提高本發(fā)明聚醚型聚氨酯海綿在相對低溫（200～300℃左右）下的阻燃效果，適當(dāng)添加了少量的有機(jī)鹵化物阻燃劑中危害性較小的三氯溴甲烷作為輔助阻燃添加劑；三氯溴甲烷作為有機(jī)鹵化物阻燃劑能夠作用于氣相燃燒區(qū)，捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基，從而阻止火焰的傳播，使燃燒區(qū)的火焰密度下降，最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。由于考慮到聚氨酯海綿燃燒時會產(chǎn)生有毒有害的氣體，為了防止這些氣體造成更大的危害，因此在阻燃劑中添加一定量的沸石，作為吸附有害氣體之用，同時也能夠作為三氯溴甲烷等的載體。分散劑主要是能使組分中的無機(jī)礦物材料和有機(jī)材料能夠更好的結(jié)合在一起。

作為優(yōu)選，沸石為交沸石、環(huán)晶沸石、柱沸石或濁沸石中的一種。

交沸石、環(huán)晶沸石、柱沸石和濁沸石是沸石族礦物中具有較大孔道結(jié)構(gòu)的沸石，這些沸石的孔道尺寸在0.4～0.65nm范圍內(nèi)，而且這些沸石孔道的截面結(jié)構(gòu)更趨近于正方形或正圓形，這樣可以更好的吸附并容納所需要負(fù)載的三氯溴甲烷等物質(zhì)。

作為優(yōu)選，分散劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉中的一種。

分散劑選用含磷無機(jī)鹽分散劑，由于是含磷無機(jī)鹽，其在具有分散作用的同時還具有一定的阻燃效果，添加到阻燃添加劑中后能夠起到一定的輔助阻燃作用。

作為優(yōu)選，阻燃添加劑由以下方法制得：

1）將硬水鋁石、水鎂石和沸石粉碎至400～600目，粉碎后向其中加入硬水鋁石、水鎂石和沸石總質(zhì)量1～1.5倍的無水乙醇，同時添加分散劑，攪拌均勻后吸干無水乙醇；

2）向由步驟1處理獲得的產(chǎn)物中加入三氯溴甲烷，并混合均勻，制得阻燃添加劑。

步驟1中加入無水乙醇是為了除去礦物表面的有機(jī)雜質(zhì)，特別是除去多孔礦物表面的有機(jī)雜質(zhì)，使其孔道能夠暴露出來，改善其吸附性能；除去無水乙醇選用吸干而不是烘干的方式是為了防止在烘干過程中，硬水鋁石及水鎂石脫水分解。

作為優(yōu)選，步驟2中的混合為在30～40℃溫度下進(jìn)行球磨干混40～60分鐘。

因此，本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明中慢回彈聚醚型聚氨酯海綿的制備方法工藝簡單、生產(chǎn)效率高并能夠利用現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，能夠更快速的投入生產(chǎn)；

（2）通過本發(fā)明中制備方法制備的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿具有良好的慢回彈性和優(yōu)良的阻燃性能。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。

顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

一種具有阻燃功能聚醚型聚氨酯海綿的制備方法，包括以下步驟：

1）備料：按以下重量份準(zhǔn)備原料：第一聚醚多元醇65份，第二聚醚多元醇10份，第三聚醚多元醇10份，丁基橡膠8份，第一催化劑0.45份，第二催化劑0.05份，硅油1.9份，水3.0份，發(fā)泡劑8份，mdi異氰酸酯55份，阻燃添加劑2.0份，擴(kuò)鏈劑5份；第一聚醚多元醇為聚醚多元醇1621，第二聚醚多元醇為聚醚glr-2000，第三聚醚多元醇為聚醚gpop-36/30；第一催化劑為催化劑a33，第二催化劑為a1，發(fā)泡劑為發(fā)泡劑141b；擴(kuò)鏈劑為1,4-丁二醇；

2）配料：在一個容器中將第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇和第三聚醚多元醇混合；接著在另一個容器中將第一催化劑、第二催化劑、硅油、水、發(fā)泡劑、mdi異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑混合；

3）攪拌：將上述兩容器內(nèi)的原料在相應(yīng)的容器內(nèi)進(jìn)行攪拌依次得到第一混合液和第二混合液；

4）喂料：待發(fā)泡模具中的溫度達(dá)到50℃后，按配方比例控制喂料量并向模具中投喂第一混合液、第二混合液、丁基橡膠和阻燃添加劑；

5）發(fā)泡：在50℃的發(fā)泡模具中發(fā)泡1分鐘，并在30℃下保溫1小時制得具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿；

6）后處理：將發(fā)泡保溫后的具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿冷卻并進(jìn)行再加工。

阻燃添加劑由以下重量百分比的原料組成：

硬水鋁石13wt%，水鎂石25wt%，三氯溴甲烷10wt%，分散劑3wt%，沸石49wt%；沸石為交沸石；分散劑為三聚磷酸鈉；

作為優(yōu)選，阻燃添加劑由以下方法制得：

1）將硬水鋁石、水鎂石和沸石粉碎至400目，粉碎后向其中加入硬水鋁石、水鎂石和沸石總質(zhì)量1倍的無水乙醇，同時添加分散劑，攪拌均勻后吸干無水乙醇；

2）向由步驟1處理獲得的產(chǎn)物中加入三氯溴甲烷，并在30℃溫度下進(jìn)行球磨干混40分鐘混合均勻，制得阻燃添加劑。

實(shí)施例2

一種具有阻燃功能聚醚型聚氨酯海綿的制備方法，包括以下步驟：

1）備料：按以下重量份準(zhǔn)備原料：第一聚醚多元醇70份，第二聚醚多元醇13份，第三聚醚多元醇17份，丁基橡膠10份，第一催化劑0.50份，第二催化劑0.10份，硅油2.0份，水3.5份，發(fā)泡劑9份，mdi異氰酸酯57份，阻燃添加劑2.5份，擴(kuò)鏈劑6份；第一聚醚多元醇為聚醚多元醇1621，第二聚醚多元醇為聚醚glr-2000，第三聚醚多元醇為聚醚gpop-36/30；第一催化劑為催化劑a33，第二催化劑為a1，發(fā)泡劑為發(fā)泡劑141b；擴(kuò)鏈劑為1,6-己二醇；

2）配料：在一個容器中將第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇和第三聚醚多元醇混合；接著在另一個容器中將第一催化劑、第二催化劑、硅油、水、發(fā)泡劑、mdi異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑混合；

3）攪拌：將上述兩容器內(nèi)的原料在相應(yīng)的容器內(nèi)進(jìn)行攪拌依次得到第一混合液和第二混合液；

4）喂料：待發(fā)泡模具中的溫度達(dá)到50℃后，按配方比例控制喂料量并向模具中投喂第一混合液、第二混合液、丁基橡膠和阻燃添加劑；

5）發(fā)泡：在50℃的發(fā)泡模具中發(fā)泡3分鐘，并在30℃下保溫2小時制得具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿；

6）后處理：將發(fā)泡保溫后的具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿冷卻并進(jìn)行再加工。

阻燃添加劑由以下重量百分比的原料組成：

硬水鋁石14wt%，水鎂石27wt%，三氯溴甲烷11wt%，分散劑4wt%，沸石44wt%；沸石為環(huán)晶沸石；分散劑為六偏磷酸鈉；

作為優(yōu)選，阻燃添加劑由以下方法制得：

1）將硬水鋁石、水鎂石和沸石粉碎至450目，粉碎后向其中加入硬水鋁石、水鎂石和沸石總質(zhì)量1倍的無水乙醇，同時添加分散劑，攪拌均勻后吸干無水乙醇；

2）向由步驟1處理獲得的產(chǎn)物中加入三氯溴甲烷，并在30℃溫度下進(jìn)行球磨干混50分鐘混合均勻，制得阻燃添加劑。

實(shí)施例3

一種具有阻燃功能聚醚型聚氨酯海綿的制備方法，包括以下步驟：

1）備料：按以下重量份準(zhǔn)備原料：第一聚醚多元醇68份，第二聚醚多元醇18份，第三聚醚多元醇12份，丁基橡膠13份，第一催化劑0.50份，第二催化劑0.10份，硅油2.0份，水3.5份，發(fā)泡劑11份，mdi異氰酸酯59份，阻燃添加劑4.0份，擴(kuò)鏈劑7份；第一聚醚多元醇為聚醚多元醇1621，第二聚醚多元醇為聚醚glr-2000，第三聚醚多元醇為聚醚gpop-36/30；第一催化劑為催化劑a33，第二催化劑為a1，發(fā)泡劑為發(fā)泡劑141b；擴(kuò)鏈劑為三羥基甲基丙烷；

2）配料：在一個容器中將第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇和第三聚醚多元醇混合；接著在另一個容器中將第一催化劑、第二催化劑、硅油、水、發(fā)泡劑、mdi異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑混合；

3）攪拌：將上述兩容器內(nèi)的原料在相應(yīng)的容器內(nèi)進(jìn)行攪拌依次得到第一混合液和第二混合液；

4）喂料：待發(fā)泡模具中的溫度達(dá)到55℃后，按配方比例控制喂料量并向模具中投喂第一混合液、第二混合液、丁基橡膠和阻燃添加劑；

5）發(fā)泡：在55℃的發(fā)泡模具中發(fā)泡7分鐘，并在40℃下保溫3.5小時制得具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿；

6）后處理：將發(fā)泡保溫后的具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿冷卻并進(jìn)行再加工。

阻燃添加劑由以下重量百分比的原料組成：

硬水鋁石14wt%，水鎂石29wt%，三氯溴甲烷11wt%，分散劑5wt%，沸石41wt%；沸石為柱沸石；分散劑為六偏磷酸鈉；

作為優(yōu)選，阻燃添加劑由以下方法制得：

1）將硬水鋁石、水鎂石和沸石粉碎至550目，粉碎后向其中加入硬水鋁石、水鎂石和沸石總質(zhì)量1.5倍的無水乙醇，同時添加分散劑，攪拌均勻后吸干無水乙醇；

2）向由步驟1處理獲得的產(chǎn)物中加入三氯溴甲烷，并在40℃溫度下進(jìn)行球磨干混60分鐘混合均勻，制得阻燃添加劑。

實(shí)施例4

一種具有阻燃功能聚醚型聚氨酯海綿的制備方法，包括以下步驟：

1）備料：按以下重量份準(zhǔn)備原料：第一聚醚多元醇75份，第二聚醚多元醇20份，第三聚醚多元醇20份，丁基橡膠16份，第一催化劑0.55份，第二催化劑0.15份，硅油2.1份，水4.0份，發(fā)泡劑12份，mdi異氰酸酯61份，阻燃添加劑4.5份，擴(kuò)鏈劑8份；第一聚醚多元醇為聚醚多元醇1621，第二聚醚多元醇為聚醚glr-2000，第三聚醚多元醇為聚醚gpop-36/30；第一催化劑為催化劑a33，第二催化劑為a1，發(fā)泡劑為發(fā)泡劑141b；擴(kuò)鏈劑為二甘醇；

2）配料：在一個容器中將第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇和第三聚醚多元醇混合；接著在另一個容器中將第一催化劑、第二催化劑、硅油、水、發(fā)泡劑、mdi異氰酸酯和擴(kuò)鏈劑混合；

3）攪拌：將上述兩容器內(nèi)的原料在相應(yīng)的容器內(nèi)進(jìn)行攪拌依次得到第一混合液和第二混合液；

4）喂料：待發(fā)泡模具中的溫度達(dá)到55℃后，按配方比例控制喂料量并向模具中投喂第一混合液、第二混合液、丁基橡膠和阻燃添加劑；

5）發(fā)泡：在55℃的發(fā)泡模具中發(fā)泡10分鐘，并在40℃下保溫5小時制得具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿；

6）后處理：將發(fā)泡保溫后的具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿冷卻并進(jìn)行再加工。

阻燃添加劑由以下重量百分比的原料組成：

硬水鋁石15wt%，水鎂石30wt%，三氯溴甲烷12wt%，分散劑6wt%，沸石37wt%；沸石為濁沸石；分散劑為焦磷酸鈉；

作為優(yōu)選，阻燃添加劑由以下方法制得：

1）將硬水鋁石、水鎂石和沸石粉碎至600目，粉碎后向其中加入硬水鋁石、水鎂石和沸石總質(zhì)量1.5倍的無水乙醇，同時添加分散劑，攪拌均勻后吸干無水乙醇；

2）向由步驟1處理獲得的產(chǎn)物中加入三氯溴甲烷，并在40℃溫度下進(jìn)行球磨干混60分鐘混合均勻，制得阻燃添加劑。

效果表征：

針對本發(fā)明中具有阻燃功能的慢回彈聚醚型聚氨酯海綿具有阻燃和慢回彈的特性相對應(yīng)的對其進(jìn)行阻燃性能測試和回彈率測試。

阻燃性能采用ul94阻燃防火等級測試及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試及評價，其中上述實(shí)施例中的聚醚型聚氨酯海綿均能達(dá)到v0級阻燃要求；

回彈率測試采用iso8307-2008測試機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試及評價，上述實(shí)施例中聚醚型聚氨酯海綿的回彈率依次為3.6%、2.3%、2.7%、3.2%，其慢回彈效果相較于現(xiàn)有市面上大部分產(chǎn)品都要優(yōu)秀。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。