本發(fā)明屬于阻燃劑技術領域，具體涉及一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑及制備方法。

背景技術：

聚氨酯泡沫塑料是最重要的聚氨酯制品，其用途廣泛，性能優(yōu)良。如軟質聚氨酯泡沫塑料和半硬質聚氨酯泡沫塑料主要用于家具襯墊與裝飾材料、車用墊材、地毯底襯、服裝襯里、建筑吸音材料、體育墊材，以及床墊和儀器包裝材料等方面。其中模塑的軟質聚氨酯泡沫塑料的主要用途是汽車座椅墊材及摩托車、自行車座墊等；而硬質聚氨酯泡沫塑料主要用于冰箱、冷庫行業(yè)作隔熱保溫材料。隨著發(fā)泡聚氨酯的廣泛應用，其易燃的特性成為限制其進一步發(fā)展的最大瓶頸。由于發(fā)泡聚氨酯的燃點很低，因此極易燃燒，而且燃燒過程中還會產生有毒氣體和煙塵，這會給人們的財產、生命安全構成巨大的威脅。有關聚氨酯泡沫燃燒過程中產生的有毒煙塵使人窒息死亡的事件時有發(fā)生，因此如何解決這一問題愈來愈受到行業(yè)內人士的共同關注。

目前被廣泛應用于發(fā)泡聚氨酯中的阻燃劑是含鹵阻燃劑，一旦發(fā)生燃燒事故，含鹵阻燃劑會增加在聚氨酯泡沫著火時的煙塵量，散發(fā)出的有毒氣體對人的生命危害更大，不能滿足日愈嚴格的市場要求。因此，行業(yè)內急需一種既能抑制煙霧，又能阻燃的阻燃劑，以提高發(fā)泡聚氨酯的使用性能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的首要目的在于提供一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑，該阻燃劑具有能同時改善發(fā)泡聚氨酯的阻燃和抑煙性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑，包括如下重量份數(shù)的原料：肼黃25-40份、磷酸二氫銨10-20份、偶氮類發(fā)泡劑3-10份、石墨烯1-4份、多孔材料10-30份、氫氧化鋁20-40份。

優(yōu)選的，所述的多孔材料選自氣凝膠微粉、沸石粉、硅藻土微粉中的一種。

進一步優(yōu)選的，所述的氣凝膠微粉為二氧化硅氣凝膠。

優(yōu)選的，所述偶氮類發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁睛、偶氮二異庚腈、偶氮二甲酸二異丙酯、偶氮二羧酸鋇、偶氮二羧酸二乙酯、偶氮胺苯中的一種。

優(yōu)選的，所述的發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑，包括如下重量份數(shù)的原料：肼黃30-35份、磷酸二氫銨12-18份、偶氮類發(fā)泡劑5-8份、石墨烯2-3.5份、多孔材料15-25份、氫氧化鋁25-35份。

優(yōu)選的，所述的發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑，包括如下重量份數(shù)的原料：肼黃32份、磷酸二氫銨16份、偶氮類發(fā)泡劑7份、石墨烯3份、多孔材料20份、氫氧化鋁30份。

本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將石墨烯分散到去離子水中，加入多孔材料，調節(jié)溶液ph至7-9，在常溫條件下攪拌反應1-2h，加入堿性溶液，在90-150℃條件下反應2-4h；

（2）依次加入肼黃、磷酸二氫銨和偶氮類發(fā)泡劑，調節(jié)溶液ph至9-10，通過共沉淀法處理得到混合沉淀物；

（3）在60-80℃條件下，對混合沉淀物進行干燥1-4小時；

（4）冷卻至常溫，使用研磨器具對煅燒后的物料進行研磨，獲得粒徑為30-300微米的微粉顆粒；

（5）采用溶膠凝膠法制備氫氧化鋁膠體；用氫氧化鋁膠體涂敷微粉顆粒，得到發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑。

進一步的，所述步驟（1）中分散方法有超聲或攪拌，超聲時間為30-60分鐘；攪拌速率為300-500轉/分鐘，攪拌時間為10-30分鐘。

進一步的，所述步驟（1）中的堿性溶液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。

進一步的，所述步驟（2）中的共沉淀法處理的步驟為：在70-90℃條件下反應2-4h，依次采用無水乙醇和去離子水洗滌產物1-4次，然后對產物進行離心處理，在40-70℃條件下干燥。

上述技術方案產生的有益效果在于：本發(fā)明提供的阻燃劑為有機阻燃材料與無機阻燃材料構成的復合阻燃劑。在發(fā)生火災的起火初期，表層的氫氧化鋁會分解出水和阻隔膜來起到初步阻燃作用，火勢加大后，氫氧化鋁膠體涂敷微粉因受熱，偶氮發(fā)泡劑產生微爆炸將微顆粒爆破，石墨烯通過偶氮發(fā)泡劑快速分散開來阻隔熱源并抑制煙塵，肼黃、磷酸二氫銨分解放出含氮物，阻止火焰生成。本發(fā)明提供的復合阻燃劑對發(fā)泡聚氨酯具有良好的阻燃和抑煙性能，且該阻燃劑使用安全、無環(huán)境污染。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下,根據(jù)本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更,均應包含在本發(fā)明的范圍內。

實施例1

一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑，包括如下重量份數(shù)的原料：肼黃32份、磷酸二氫銨16份、偶氮二甲酰胺發(fā)泡劑7份、石墨烯3份、硅藻土微粉20份、氫氧化鋁30份。

一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將石墨烯超聲分散到去離子水中，超聲時間為30分鐘，加入多孔材料，調節(jié)溶液ph至7，在常溫條件下攪拌反應1h，加入氫氧化鈉溶液，在90℃條件下反應2h；

（2）依次加入肼黃、磷酸二氫銨和偶氮類發(fā)泡劑，調節(jié)溶液ph至9，在70℃條件下反應2h，依次采用無水乙醇和去離子水洗滌產物4次，然后對產物進行離心處理，在70℃條件下干燥，得到混合沉淀物；

（3）在60℃條件下，對混合沉淀物進行干燥1-4小時；

（4）風冷至常溫，使用研磨器具對煅燒后的物料進行研磨，獲得粒徑為30-300微米的微粉顆粒；

（5）采用溶膠凝膠法制備氫氧化鋁膠體；用氫氧化鋁膠體涂敷微粉顆粒，得到發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑。

將實施例得到的復合阻燃劑以0.5%的質量比例用于a料、b料，用水做發(fā)泡劑一次澆注發(fā)泡成型，然后進行阻燃性能測試，氧指數(shù)為48%，最大煙密度為84，具有良好的阻燃和抑煙性能，且使用安全、無環(huán)境污染。

實施例2

一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑，包括如下重量份數(shù)的原料：肼黃25份、磷酸二氫銨20份、偶氮二異丁睛發(fā)泡劑3份、石墨烯4份、二氧化硅氣凝膠微粉10份、氫氧化鋁40份。

一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將石墨烯攪拌分散到去離子水中，攪拌速率為300轉/分鐘，攪拌時間為30分鐘，加入多孔材料二氧化硅氣凝膠微粉，調節(jié)溶液ph至9，在常溫條件下攪拌反應1h，加入氫氧化鉀溶液，在100℃條件下反應3h；

（2）依次加入肼黃、磷酸二氫銨和偶氮類發(fā)泡劑，調節(jié)溶液ph至10，在90℃條件下反應2h，依次采用無水乙醇和去離子水洗滌產物3次，然后對產物進行離心處理，在40℃條件下干燥，得到混合沉淀物；

（3）在80℃條件下，對混合沉淀物進行干燥1小時；

（4）空冷至常溫，使用研磨器具對煅燒后的物料進行研磨，獲得粒徑為30-300微米的微粉顆粒；

（5）采用溶膠凝膠法制備氫氧化鋁膠體；用氫氧化鋁膠體涂敷微粉顆粒，得到發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑。

將實施例得到的復合阻燃劑以0.5%的質量比例用于a料、b料，用水做發(fā)泡劑一次澆注發(fā)泡成型，然后進行阻燃性能測試，氧指數(shù)為45%，最大煙密度為90，具有良好的阻燃和抑煙性能，且使用安全、無環(huán)境污染。

實施例3

一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑，包括如下重量份數(shù)的原料：肼黃40份、磷酸二氫銨10份、偶氮二羧酸鋇發(fā)泡劑10份、石墨烯1份、硅藻土粉30份、氫氧化鋁20份。

一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將石墨烯超聲分散到去離子水中，超聲時間為60分鐘，加入多孔材料硅藻土，調節(jié)溶液ph至9，在常溫條件下攪拌反應1h，加入氫氧化鈉溶液，在90℃條件下反應2h；

（2）依次加入肼黃、磷酸二氫銨和偶氮類發(fā)泡劑，調節(jié)溶液ph至9，在70-90℃條件下反應4h，依次采用無水乙醇和去離子水洗滌產物4次，然后對產物進行離心處理，在70℃條件下干燥，得到混合沉淀物；

（3）在60℃條件下，對混合沉淀物進行干燥1-4小時；

（4）風冷至常溫，使用研磨器具對煅燒后的物料進行研磨，獲得粒徑為30-300微米的微粉顆粒；

（5）采用溶膠凝膠法制備氫氧化鋁膠體；用氫氧化鋁膠體涂敷微粉顆粒，得到發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑。

將實施例得到的復合阻燃劑以0.5%的質量比例用于a料、b料，用水做發(fā)泡劑一次澆注發(fā)泡成型，然后進行阻燃性能測試，氧指數(shù)為45%，最大煙密度為87，具有良好的阻燃和抑煙性能，且使用安全、無環(huán)境污染。

實施例4

一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑，包括如下重量份數(shù)的原料：肼黃30份、磷酸二氫銨18份、偶氮二羧酸二乙酯發(fā)泡劑5份、石墨烯3.5份、沸石粉15份、氫氧化鋁35份。

一種發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將石墨烯超聲分散到去離子水中，超聲時間為30分鐘，加入多孔材料沸石粉，調節(jié)溶液ph至9，在常溫條件下攪拌反應1h，加入氫氧化鈉溶液，在90℃條件下反應2h；

（2）依次加入肼黃、磷酸二氫銨和偶氮類發(fā)泡劑，調節(jié)溶液ph至10，在70-90℃條件下反應4h，依次采用無水乙醇和去離子水洗滌產物4次，然后對產物進行離心處理，在70℃條件下干燥，得到混合沉淀物；

（3）在80℃條件下，對混合沉淀物進行干燥1小時；

（4）風冷至常溫，使用研磨器具對煅燒后的物料進行研磨，獲得粒徑為30-300微米的微粉顆粒；

（5）采用溶膠凝膠法制備氫氧化鋁膠體；用氫氧化鋁膠體涂敷微粉顆粒，得到發(fā)泡聚氨酯專用復合阻燃劑。

將實施例得到的復合阻燃劑以0.5%的質量比例用于a料、b料，用水做發(fā)泡劑一次澆注發(fā)泡成型，然后進行阻燃性能測試，氧指數(shù)為50%，最大煙密度為87，具有良好的阻燃和抑煙性能，且使用安全、無環(huán)境污染。