一種耐熱阻燃聚氨酯泡沫的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚氨酯泡沫，尤其涉及的是一種耐熱阻燃聚氨酯泡沫。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯泡沫以其優(yōu)異的力學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、保溫等性能，廣泛應(yīng)用在冰箱、冷庫和熱 水器等領(lǐng)域。但是其較差的耐熱性能，從而限制其不能在一些特殊的場合使用。提高聚氨 酯泡沫耐熱阻燃性能，是聚氨酯泡沫未來發(fā)展的重要方向。
[0003] 中國發(fā)明專利CN201310152248. 5, 一種阻燃耐熱聚氨酯泡沫塑料及其制備方法， 公布了通過將雜環(huán)物、聚醚或聚酯多元醇和多異氰酸酯和阻燃多元醇等進(jìn)行反應(yīng)，或者加 入阻燃劑代替阻燃多元醇，制備阻燃聚氨酯泡沫塑料。該方法制備的阻燃聚氨酯泡沫塑料， 耐熱性能有所改善，但是阻燃效果不夠理想佳。
[0004] 中國發(fā)明專利申請，CN201310510121. 6, 一種阻燃耐熱聚氨酯泡沫材料，公布了添 加改性凹凸棒土，作為物理阻燃劑，提高聚氨酯泡沫阻燃阻燃性能。添加的改性凹凸棒土， 主要是無機(jī)材料組成，影響聚氨酯發(fā)泡的均勻度，增加聚氨酯泡沫脆性，使其容易粉化，減 低其使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種耐熱阻燃聚氨酯泡沫，提高 泡沫的阻燃和隔熱性。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明包括組分A和組分B，所述組分A按重 量計(jì)，包括改性環(huán)氧樹脂10~30份，聚倍半硅氧烷POSS阻燃劑5~10份，聚酯多元醇5~ 20份，聚醚多元醇20~70份，發(fā)泡劑10~20份，表面活性劑0. 3~3份，催化劑0. 5~ 2,水1~5份，短切玻璃纖維5~10份，納米級二氧化硅1~5份；
[0007] 所述組分B按重量計(jì)，包括多異氰酸酯50~120份，多異氰酸酯的摩爾量與組分 A中聚酯多元醇和聚醚多元醇總量的摩爾量比為1. 5~2. 0 :1 ;
[0008] 所述組分A和組分B按重量比1~2:1，常溫常壓下，混合、反應(yīng)、澆注、熟化制成耐 熱阻燃聚氨酯泡沫。
[0009] 所述改性環(huán)氧樹脂的制備方法如下：
[0010] (11)將10~25份N，Ν' -間苯撐雙馬來酰亞胺加熱升溫到150~210°C直至全部 熔融；
[0011] (12)再將20~50份4, 4'-二氨基二苯砜加入到已熔融的N，Ν'-間苯撐雙馬來酰 亞胺中，在170~190°C下反應(yīng)，直至呈均勻紅棕色透明液體；
[0012] (13)加入100~300份環(huán)氧樹脂，混合后反應(yīng)直至呈均勻透明液體為止，降溫即可 獲得改性環(huán)氧樹脂。
[0013] 所述聚倍半硅氧烷POSS阻燃劑的制備方法如下：
[0014] (21)加入30~50份苯、25~40份苯基三氯硅烷和40~60份去離子水，反應(yīng) 25~40min后靜置分層；
[0015] (22)分層后，將下層的水層分離掉，有機(jī)相用飽和食鹽水?dāng)?shù)次，再用去離子水洗滌 數(shù)次，再用無水硫酸鈉干燥有機(jī)相，過濾后將有機(jī)相轉(zhuǎn)存其他容器；
[0016] (23)在有機(jī)相中加入5~7份濃度為1.0 Omol/L的氫氧化鉀乙醇溶液，75~90°C 下攪拌反應(yīng)4小時，溶劑中析出白色沉淀，過濾沉淀物，用乙醚洗滌數(shù)次，烘干，得到聚倍半 硅氧烷POSS阻燃劑，結(jié)構(gòu)式如下，結(jié)構(gòu)式中，Si-O交替連接的硅氧骨架組成無機(jī)內(nèi)核，在無 機(jī)內(nèi)核八個頂角上Si原子連接苯環(huán)，
[0018] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述聚酯多元醇選自松香聚酯二元醇、苯酐聚酯多 元醇中的一種或多種。
[0019] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述聚醚多元醇選自聚醚N-403、聚醚N-410、聚醚 N-365、聚醚N-505、聚醚N-535、聚醚N-4110、聚醚N-608中的一種或多種。
[0020] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述發(fā)泡劑選自CFC-11、HCFC-141b、HCFC-142b、 HCFC-123、HCFC-22、HCF-365mfc、HCF-245fa 中的一種或多種。
[0021] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述表面活性劑選自二甲基硅油、苯甲基硅油、聚二 甲基硅油、二乙基硅油、聚二乙基硅油、甲基乙烯基硅油中的一種或多種。
[0022] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述催化劑選自N，N-二甲基環(huán)己胺、N-乙基嗎啉、 N-甲基嗎啉、N，N-二乙基哌嗪、三乙醇胺、DMEA、T-9、T-12中的一種或多種。
[0023] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述短切玻璃纖維選自無堿玻璃纖維短切紗、短切 玻璃纖維絲、玻璃纖維短切紗中的一種或多種。
[0024] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述多異氰酸酯選自芳香族異氰酸酯和脂肪族異氰 酸酯中的一種或多種。
[0025] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述納米級二氧化硅選自SP-15、SP-30、SP-50中的 一種或多種。
[0026] 由于聚氨酯鏈中引入難燃、耐熱、低發(fā)煙的苯砜和酰亞胺結(jié)構(gòu)化合物，大大提高了 泡沫阻燃性、耐腐蝕性，耐熱性，同時大大降低了泡沫釋放煙霧密度。另一方面，由于聚氨酯 泡沫引入具有顯著的延遲燃燒特性聚倍半硅氧烷POSS阻燃劑，不但大大降低燃燒熱，而且 還賦予更加優(yōu)異的機(jī)械性能。
[0027] 控制多異氰酸酯的摩爾量與組分A中聚酯多元醇和聚醚多元醇總量的摩爾量比 為1. 5~2. 0 :1，摩爾量的比例會影響反應(yīng)程度，否則不能完全反應(yīng)影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0028] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明使用具有優(yōu)良耐熱性的Ν，Ν' -間苯撐 雙馬來酰亞胺樹脂對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，再將其引入聚氨酯結(jié)構(gòu)中，同時加入由苯基三氯 硅烷制備得到聚倍半硅氧烷POSS阻燃劑，制備耐熱阻燃聚氨酯泡沫。本發(fā)明克服了目前聚 氨酯泡沫材料耐熱性不高的缺點(diǎn)，賦予聚氨酯樹脂優(yōu)異的耐熱性能；同時大大提高了泡沫 阻燃性和機(jī)械性能。由于引入的耐熱阻燃材料均為無鹵，環(huán)保、無毒。獲得的耐熱阻燃聚氨 酯泡沫為綠色環(huán)保材料。大大提高耐熱阻燃等級，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 本實(shí)施例首先制備改性環(huán)氧樹脂和聚倍半硅氧烷POSS阻燃劑制備。
[0032] 改性環(huán)氧樹脂的方法如下：
[0033] (11)將20份N，Ν' -間苯撐雙馬來酰亞胺加熱升溫到150~210°C直至全部熔融；
[0034] (12)再將30份4, 4' -二氨基二苯砜加入到已熔融的Ν，Ν' -間苯撐雙馬來酰亞胺 中，在170~190°C下反應(yīng)，直至呈均勻紅棕色透明液體；
[0035] (13)加入200份環(huán)氧樹脂，混合后反應(yīng)直至呈均勻透明液體為止，降溫即可獲得 改性環(huán)氧樹脂。
[0036] 聚倍半硅氧烷POSS阻燃劑的制備方法如下：
[0037] (21)加入40份苯、32份苯基三氯硅烷和50份去離子水，反應(yīng)30min后靜置分層；
[0038] (22)分層后，用分液漏斗將下層的水層分離掉，有機(jī)相用飽和食鹽水?dāng)?shù)次，再用去 離子水洗滌數(shù)次，再用無水硫酸鈉干燥有機(jī)相，過濾后將有機(jī)相轉(zhuǎn)存其他容器；
[0039] (23)在有機(jī)相中加入6份濃度為1.0 Omol/L的氫氧化鉀乙醇溶液，80°C下攪拌 反應(yīng)4小時，溶劑中析出白色沉淀，過濾沉淀物，用乙醚洗滌數(shù)次，烘干，得到聚倍半硅氧烷 POSS阻燃劑，結(jié)構(gòu)式如下，結(jié)構(gòu)式中，Si-O交替連接的硅氧骨架組成無機(jī)內(nèi)核，在無機(jī)內(nèi)核 八個頂角上Si原子連接苯環(huán)，
[0041] 本實(shí)施例的