阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚及其应用方法

摘要

本发明涉及一种阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚及其应用方法，属于组合聚醚技术领域。本发明所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，由阻燃聚酯多元醇A、阻燃多元醇B、聚醚多元醇C、交联剂、泡沫稳定剂A、泡沫稳定剂B、化学发泡剂、催化剂、物理发泡剂、阻燃剂A、阻燃剂B组成。本发明所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，原料来源广、成本低，用其制备的阻燃性好、导热系数低，密闭性好、质量性能稳定；本发明同时提供了阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚的应用方法，其工艺简单、易操作、挥发低、无三废、生产效率高。

权利要求

1.一种阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，其特征在于由以下重量份数的原料组成：

所述阻燃聚酯多元醇A为官能度2-2.2、分子量为390-440的聚酯多元醇；

所述阻燃多元醇B为官能度2.3-2.7、分子量为620-640的阻燃多元醇；

所述聚醚多元醇C为官能度6、分子量为730的聚醚多元醇；

所述泡沫稳定剂A为非水解硅碳类表面活性剂；

所述泡沫稳定剂B为非硅类表面活性剂；

所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚的应用方法，包括以下步骤：(1)组分A的制备：将阻燃聚酯多元醇A、阻燃多元醇B、聚醚多元醇C、交联剂、泡沫稳定剂、化学发泡剂、催化剂、阻燃剂和物理发泡剂依次混合，常温搅拌1～2小时，得到组分A；

(2)组分B为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯；

(3)将组分A和组分B按重量比100:160-180混合，制得阻燃大块聚氨酯硬质泡沫。

2.根据权利要求1所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，其特征在于：交联剂为官能度3、分子量为220-370的聚醚多元醇类交联剂。

3.根据权利要求1所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，其特征在于：化学发泡剂为水。

4.根据权利要求1所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，其特征在于：物理发泡剂为1,1-二氯-1-氟代乙烷。

5.根据权利要求1所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，其特征在于：催化剂为叔胺类催化剂或有机金属催化剂中的一种或两种以任意重量比例混合的混合物。

6.根据权利要求5所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，其特征在于：叔胺类催化剂为五甲基二亚乙基三胺、N,N二甲基环己胺、N,N二甲基苄胺或1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，其特征在于：有机金属催化剂为异辛酸钾或醋酸钾中的一种或两种以任意重量比例混合的混合物。

8.根据权利要求1所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，其特征在于：阻燃剂A为三(2-氯丙基)磷酸酯。

9.根据权利要求1所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，其特征在于：阻燃剂B为磷酸三乙酯。

说明书

阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚及其应用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚及其应用方法，属于组合聚醚技术领域。

背景技术

[0002] 我国建筑节能自上世纪80年开始推行以来，外墙外保温材料先以无机保温材料为主，诸如岩棉、珍珠岩、玻璃棉、胶粉聚苯颗粒。这些保温材料价格低廉，但保温效果差，导热系数一般在0.06W/M.K以上，易开裂漏水，技术上难以达到65％的节能标准。

[0003] 近年来，南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等相继发生建筑外保温材料火灾，造成严重人员伤亡和财产损失，建筑易燃可燃外保温材料已成为一类新的火灾隐患，由此引发的火灾已呈多发势头，因此民用建筑外保温材料采用阻燃性能好的保温材料是非常有必要的。

[0004] 聚氨酯硬泡不仅具有优良的保温隔热性能，合理的配方体系能够大大提高聚氨酯硬泡的阻燃性能，完全可以达到B级阻燃的标准。应用于建筑物墙壁及屋面等保温材料中使用了部分聚氨酯硬泡的裸板，其生产的方式可以采用模具法生产，但是模具法有其固有的缺点。第一：生产效率低，从注料到开模，最短也要30-60分钟；第二：表面沾有脱模剂，影响聚氨酯裸板在墙体的粘结；第三：更容易变形，影响使用；第四：不同尺寸需求不同模具，需求模具型号多，投资大。

[0005] 针对以上问题，市场上出现了先生产大块聚氨酯硬泡，再按照要求的尺寸进行切割的方式来取得该类板材。大块泡用箱体的尺寸一般为2.4m×1.8m×1.6m，大块泡沫体的实际高度在1m以上。但是目前市场上应用生产大块聚氨酯泡沫的组合聚醚，由于发泡太高，其芯部聚积的热量难以散出，易引起“烧芯”现象；“烧芯”现象轻微时芯部颜色变深，可嗅到焦味，严重时颜色呈褐色甚至冒烟。被“烧芯”的泡沫结构也发生变化，泡孔粗大，脆化变酥。另外，由于对原料和加工过程处理不当，还会出现泡沫体的裂口、空洞、烂底等现象。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，原料来源广、成本低，用其制备的聚氨酯硬质泡沫阻燃性好、导热系数低，解决了生产过程中烧芯、裂口、空洞、烂底等现象，质量性能稳定；本发明同时提供了阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚的应用方法，其工艺简单、易操作、挥发低、无三废、生产效率高。

[0007] 本发明所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，由以下重量份数的原料组成：

[0008]

[0009] 所述阻燃聚酯多元醇A为官能度2-2.2、分子量为390-440的聚酯多元醇，优选CF-6255(江苏富盛新材料有限公司市售产品)。

[0010] 所述阻燃多元醇B为官能度2.3-2.7、分子量为620-640的阻燃多元醇，优选FR-2026(万华化学集团股份有限公司市售产品)。

[0011] 所述聚醚多元醇C为官能度6、分子量为730的聚醚多元醇；优选SA460(山东蓝星东大化工有限责任公司市售产品)。

[0012] 所述交联剂为官能度3、分子量为220-370的聚醚多元醇类交联剂，优选MN450(山东蓝星东大化工有限责任公司市售产品)。

[0013] 所述泡沫稳定剂A为非水解硅碳类表面活性剂，优选B-8545(赢创德固赛特种化学有限公司市售产品)。

[0014] 所述泡沫稳定剂B为非硅类表面活性剂，优选LK-221(美国空气化工产品有限公司市售产品)。

[0015] 所述化学发泡剂为水，优选去离子水。

[0016] 所述物理发泡剂为1,1-二氯-1-氟代乙烷。

[0017] 所述催化剂为叔胺类催化剂或有机金属催化剂中的一种或两种以任意重量比例混合的混合物。

[0018] 所述叔胺类催化剂为五甲基二亚乙基三胺、N,N二甲基环己胺、N,N二甲基苄胺或1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪中的一种或多种，优选N,N二甲基环己胺、N,N二甲基苄胺和1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪的混合物，混合比例为任意重量比。

[0019] 所述有机金属催化剂为异辛酸钾或醋酸钾中的一种或两种以任意重量比例混合的混合物。

[0020] 所述阻燃剂A为三(2-氯丙基)磷酸酯。

[0021] 所述阻燃剂B为磷酸三乙酯。

[0022] 所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚的应用方法，包括以下步骤：

[0023] (1)组分A的制备：将阻燃聚酯多元醇A、阻燃多元醇B、聚醚多元醇C、交联剂、泡沫稳定剂、化学发泡剂、催化剂、阻燃剂和物理发泡剂依次混合，常温搅拌1～2小时，得到组分A；

[0024] (2)组分B为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯；

[0025] (3)将组分A和组分B按重量配比100:160-200混合，制得阻燃大块聚氨酯硬质泡沫。

[0026] 本发明所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，采用阻燃聚酯多元醇A、阻燃多元醇B、聚醚多元醇C、聚醚多元醇类交联剂为主体聚醚，其中阻燃聚酯多元醇A和阻燃多元醇B可提高该组合聚醚的阻燃性能；聚醚多元醇C以山梨醇为起始剂，官能度相对较高，可提高该组合聚醚同聚合二苯基甲烷二异氰酸酯反应后的泡沫泡孔细腻度，提高泡沫强度，解决泡沫的裂口、烂底等现象；交联剂提高了泡体强度，保持性能稳定。

[0027] 本发明同时使用两种泡沫稳定剂，其中泡沫稳定剂A使得泡孔更加细腻，提高反应时的流动性，同时降低泡沫导热系数；泡沫稳定剂B使得泡沫呈现更为圆的泡孔，提高泡沫强度，还解决了空洞、烧芯问题。

[0028] 本发明同时使用物理发泡剂和化学发泡剂，并控制化学发泡剂的使用量，提供较低的泡沫密度的同时，降低了整个配方体系的发热量，最大程度控制生产过程中的烧芯现象。

[0029] 本发明使用两种阻燃剂，可以发挥两种阻燃剂的协同作用，提高阻燃的同时，降低对发泡的影响。如果只使用一种阻燃剂，无论哪一种阻燃剂都达不到B级阻燃的要求。

[0030] 本发明具有以下有益效果：

[0031] (1)本发明所述的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫用组合聚醚，原料来源广、成本低，用其制备的聚氨酯硬质泡沫阻燃性好、导热系数低，解决了生产过程中烧芯、裂口、空洞、烂底等现象，质量性能稳定，综合性能完全达到了GB/T 21558-2008建筑绝热用硬质聚氨酯泡沫塑料的标准要求，阻燃性能达到GB/T8624-2012建筑材料及制品性能分级中B级阻燃，解决了目前建筑保温板隔热性差、阻燃性低的问题；

[0032] (2)本发明所述的组合聚醚制备的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫应用于保温材料时，较好的解决了保温层和墙面粘结、墙面开裂、平整度低的系统问题，提高了聚氨酯保温整体系统的寿命；

[0033] (3)应用本发明所述的组合聚醚制备阻燃大块聚氨酯硬质泡沫时，可以在室内、常温、常压下进行，其工艺简单、易操作、挥发低、无三废、生产周期短、成本低、效率高、耗能低，解决了模具法生产聚氨酯裸板带来的生产效率低的问题。

具体实施方式

[0034] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。

[0035] 所用原料均为市售产品。

[0036] 实施例1

[0037] (1)制备组分A，100kg：分别称量阻燃聚酯多元醇CF-6255(官能度2、分子量为440，江苏富盛新材料有限公司市售产品)、30kg，阻燃多元醇FR-2026(官能度2.3、分子量640，万华化学集团股份有限公司市售产品)、15kg，聚醚多元醇SA460(官能度6、分子量730，山东蓝星东大化工有限责任公司市售产品)、5.3kg，交联剂403(官能度3、分子量220，山东蓝星东大化工有限责任公司市售产品)、8kg，泡沫稳定剂：B8545(赢创德固赛特种化学有限公司市售产品)、1.0kg，LK-221(美国空气化工产品有限公司市售产品)、0.8kg，水、0.8kg，催化剂选用N,N二甲基环己胺、N,N二甲基苄胺和异辛酸钾的混合物，重量分别为1.4kg、1.5kg和1.1kg，物理发泡剂1,1-二氯-1-氟代乙烷、10.1kg，阻燃剂A三(2-氯丙基)磷酸酯、10kg，阻燃剂B磷酸三乙酯、15kg。

[0038] 将称量好的阻燃聚酯多元醇A、阻燃多元醇B、聚醚多元醇C、交联剂、泡沫稳定剂A、泡沫稳定剂B、化学发泡剂、催化剂、阻燃剂A、阻燃剂B和物理发泡剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌2小时，充分混合，得到组分A。

[0039] (2)称量组分B：聚合二苯基甲烷二异氰酸酯、160kg。

[0040] (3)将组分A与组分B混合生产阻燃大块聚氨酯硬质泡沫，制得的泡沫产品质量指标见表1。

[0041] 实施例2

[0042] (1)制备组分A，100kg：分别称量阻燃聚酯多元醇6300(官能度2.2、分子量为390，江苏富盛新材料有限公司市售产品)、40kg，阻燃多元醇FR-2026(官能度2.7、分子量640，万华化学集团股份有限公司市售产品)、5kg，聚醚多元醇6207(官能度6、分子量730，河北亚东化工集团有限公司市售产品)、5kg，交联剂MN450(官能度3、分子量370，山东蓝星东大化工有限责任公司市售产品)、2kg，泡沫稳定剂：B8525(赢创德固赛特种化学有限公司市售产品)、2.0kg，十二烷基苯磺酸钠、0.3kg，去离子水、3.5kg，催化剂选用N,N二甲基环己胺、N,N二甲基苄胺和1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪的混合物，重量分别为1.2kg、0.5kg和0.8kg，物理发泡剂1,1-二氯-1-氟代乙烷、10kg，阻燃剂A三(2-氯丙基)磷酸酯、18.0kg，阻燃剂B磷酸三乙酯、11.7kg。

[0043] 将称量好的阻燃聚酯多元醇A、阻燃多元醇B、聚醚多元醇C、交联剂、泡沫稳定剂A、泡沫稳定剂B、化学发泡剂、催化剂、阻燃剂A、阻燃剂B和物理发泡剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌1.5小时，充分混合。

[0044] (2)称量组分B：聚合二苯基甲烷二异氰酸酯、180kg。

[0045] (3)将组分A与组分B混合制成应用于连续法生产聚氨酯泡沫，制得的泡沫产品质量指标见表1。

[0046] 实施例3

[0047] (1)制备组分A，100kg：分别称量阻燃聚酯多元醇6255(官能度2.1、分子量为440，江苏富盛新材料有限公司市售产品)、35kg，阻燃多元醇FR-1830(官能度2.5、分子量620，万华化学集团股份有限公司市售产品)、10kg，聚醚多元醇SA460(官能度6、分子量730，山东蓝星东大化工有限责任公司市售产品)7kg，交联剂MN450(官能度3、分子量370，山东蓝星东大化工有限责任公司市售产品)、3kg，泡沫稳定剂：L-6950(迈图有机硅材料(上海)有限公司市售产品)、1.0kg，聚山梨酯、0.5kg，水、1.3kg，催化剂醋酸钾、2.0kg，物理发泡剂1,1-二氯-1-氟代乙烷、20kg，阻燃剂A三(2-氯丙基)磷酸酯、10.2kg，阻燃剂B磷酸三乙酯、10kg。

[0048] 将称量好的阻燃聚酯多元醇A、阻燃多元醇B、聚醚多元醇C、交联剂、泡沫稳定剂A、泡沫稳定剂B、化学发泡剂、催化剂、阻燃剂A、阻燃剂B和物理发泡剂，依次加入反应釜中，在常温下搅拌1小时，充分混合；

[0049] (2)称量组分B：聚合二苯基甲烷二异氰酸酯、200kg。

[0050] (3)将组分A与组分B混合制成应用于连续法生产聚氨酯泡沫，制得的泡沫产品质量指标见表1。

[0051] 表1实施例1～3制备的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫的质量检测数据

[0052]

[0053]

[0054] 由表1可知：制得的阻燃大块聚氨酯硬质泡沫，其导热系数低，密闭性好，阻燃性能达到B级标准、产品稳定性好，完全可以满足建筑保温的要求。