单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法。本发明采用如下原料制备：阻燃聚酯多元醇、阻燃聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇、阻燃剂、泡沫稳定剂、催化剂、发泡剂。本发明的特征在于同时使用含氯、溴、磷、氮等阻燃元素的反应型阻燃剂和添加型阻燃剂，并通过优化各原料的比例改善了泡沫的阻燃性能和使用性能。使用本发明制备的单组份聚氨酯泡沫具有较高的氧指数和较低的烟密度。
【专利说明】单组份阻燃聚氨酯泡沬填缝剂的制备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]单组份聚氨酯泡沫填缝剂是聚氨酯泡沫的一个特殊品种，是聚氨酯技术与气雾剂技术相结合的产物。单组份聚氨酯泡沫填缝剂具有填缝、粘接、密封、隔热、隔音等多种功能，是一种环保节能、使用方便的建筑材料。
[0003]聚氨酯泡沫是一种有机高分子材料，未经阻燃处理的聚氨酯泡沫为易燃材料，其氧指数为17左右，燃烧时会放出大量的有毒气体及烟尘。聚氨酯泡沫作为一种常用的建筑材料，其阻燃性能的研究已受到国内外的广泛重视。近年来随着我国对各类建筑材料的防火阻燃要求越来越严格，进一步提高泡沫的阻燃性能是单组份聚氨酯泡沫的发展趋势之一。目前国内市场上销售的各类聚氨酯泡沫填缝剂的阻燃等级通常是B3级和B2级，即为可燃和易燃材料。近年来国外已有一些公司推出了阻燃级别为BI级的聚氨酯泡沫填缝剂，但是BI级产品在国内的开发还处于起步阶段，国内尚未见BI级聚氨酯泡沫填缝剂产品的相关报道。 [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体系中加入各种阻燃剂，如多聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺磷酸盐(MP)、红磷、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)、氯化石蜡等添加型阻燃剂；也可以使用反应型阻燃剂，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。使用阻燃剂可以明显提高聚氨酯泡沫的阻燃性能，但是也会导致聚氨酯泡沫的力学性能、粘接性能下降；对于单组份聚氨酯泡沫而言，使用上述各种阻燃剂制备的泡沫存在一系列的缺陷，比如泡沫发脆、物料粘度增加、储存稳定性下降、泡沫外观变差、泡孔不均等等。如何平衡各种影响因素，在提高聚氨酯泡沫填缝剂阻燃性能的同时，确保其具有较好的使用性能和储存稳定性能是本发明的关键。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于通过优化配方、克服了添加型和反应型阻燃剂对聚氨酯泡沫填缝剂的不利影响，制备了一种高阻燃性能的单组份聚氨酯泡沫填缝剂。
[0006]本发明的单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂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、阻燃剂、泡沫稳定剂、催化剂、多异氰酸酯和发泡剂(推进剂)等组成。单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂的制备过程包括三个步骤:首先将多元醇、阻燃剂、泡沫稳定剂、催化剂等混合均匀，制得聚醚组合料(亦称组合聚醚)；然后使用专用气雾剂灌装设备，将组合聚醚、多异氰酸酯依次灌入气雾剂罐中，压上阀门；再依次充入发泡剂，对罐体进行摇摆混合，放置24小时后即可以使用。
[0007]本发明使用的阻燃聚酯多元醇或阻燃聚醚多元醇的官能度为2-4、羟值为20-350mgK0H/g，最好为150_250mgK0H/g ;其用量为组合聚醚的20-70%。[0008]所选阻燃聚酯多元醇或阻燃聚醚多元醇为分子结构中含有氯、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单独使用，亦可以混合使用，以协调泡沫的各种性能，如阻燃性能和物理性能等。目前市场上相关的阻燃多元醇种类繁多，如雅宝化工有限公司生产的Antiblaze RX-35,SAYTEX RB7970/7980、SAYTEX RB79 ;苏威氟化学有限公司生产的IXOL M125 ;SKC公司生产的YUKOL 1912, YUKOL 1980等。
[0009]本发明使用的聚酯多元醇或聚醚多元醇的官能度为2-4，羟值为20-500mgK0H/g，最好为150-250mgK0H/g ;其用量为组合聚醚的0_30%。
[0010]本发明所用的聚酯多元醇和聚醚多元醇均为通用型聚酯多元醇和聚醚多元醇，如上海高桥石化三厂GE204、GE210、GE220、GE303、GE 305、GE310等聚醚产品；南京金陵斯泰潘化学有限公司生产的M3152、M1752等聚酯产品。聚酯多元醇和聚醚多元醇不含阻燃元素，主要用于调整泡沫的使用性能和工艺性能。不同聚酯多元醇或聚醚多元醇可以单独使用，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会降低聚氨酯泡沫的阻燃性能。
[0011]本发明使用的阻燃剂主要为分子结构中含有氯、溴、磷、氮等阻燃元素的物质，如多聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺磷酸盐(MP)、红磷、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)、氯化石蜡等，不同阻燃剂复配使用具有一定的协同阻燃效果。本发明所用阻燃剂为上述阻燃剂中的一种，或几种阻燃剂复配使用。阻燃剂的用量为组合聚醚的30-70%。
[0012]本发明使用的泡沫稳定剂为通用聚氨酯硬泡用有机硅表面活性剂，其用量为组合聚醚的1-10%。
[0013]本发明使用的催化剂为二吗啉二乙基醚(DMDEE)，DMDEE具有较好的催化性能和储存稳定性，其用量为组合聚醚的0.5-2.5%。
[0014]本发明使用的多异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯(PMDI)，其用量为组合聚醚量的0.5-3倍，最好为1-2倍。
[0015]多异氰酸酯可采用市售产品，例如HUNTSMAN公司SUP5005、SUP2085 ；BASF公司M20S ；BAYER公司44V20L ;烟台万华聚氨酯公司PM-200。
[0016]本发明使用的发泡剂可选用丙丁烷、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。发泡剂可选用其中的一种或几种发泡剂混合使用。发泡剂的用量为组合聚醚的40-70%。
[0017]本发明的阻燃单组份聚氨酯泡沫填缝剂的生产工艺和使用方法与常规产品相同，但是其阻燃性能高于通用的B2级和B3级聚氨酯泡沫填缝剂，并且泡沫弹性好、低温不发脆，满足建筑行业的使用要求。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]按配方I将多元醇、阻燃剂、泡沫稳定剂、催化剂等组分混合均匀，制得聚醚组合料；按配比将组合聚醚、多甲基二异氰酸酯依次加入气雾罐中，压上阀门，依次充入二甲醚和二氯二氟甲烷(CFC12)，摇动混合I分钟，放置24小时后，测试产品的性能。
[0020]实施例2-4[0021]按表1所列配方，工艺过程同实例I。实例2-4通过改变阻燃多元醇的种类和用量，使用不同类型的阻燃剂，得到不同性能的产品，测试结果见表1。
[0022]实施例5-7
[0023]按表1所列配方，工艺过程同实例I。实例5-7仅使用聚酯多元醇或聚醚多元醇和添加型阻燃剂。与使用阻燃聚酯多元醇和阻燃聚醚多元醇的泡沫相比，实例5-7制备的泡沫阻燃性能较差。
[0024]表1单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂的配方及性能
[0025]
【权利要求】
1.一种单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于使用如下原料制备: (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)阻燃剂； (4)泡沫稳定剂； (5)催化剂； (6)多异氰酸酯； (7)发泡剂。 单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂的制备过程包括如下步骤: 将原料(1)-(5)等组份混合均匀，制得聚醚组合料； 将聚醚组合料、多异氰酸酯依次灌入气雾罐中，并压上阀门； 将发泡剂充入气雾罐中，混合均匀后即得本产品。
2.根据权利要求1所 述的单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，所用阻燃聚酯多元醇和阻燃聚醚多元醇为含氯、溴、磷、氮等阻燃元素的多元醇；其官能度为2-4、羟值为.20-350mgK0H/g,最好为 150_250mgK0H/g。
3.根据权利要求2所述阻燃聚酯多元醇和阻燃聚醚多元醇可以单独使用其中的一种多元醇，亦可以几种多元醇混合使用；其用量为组合聚醚的20-70%。
4.根据权利要求1所述的单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，所用聚酯多元醇和聚醚多元醇的官能度为2-4、羟值为20-500mgK0H/g，最好为150-250mgK0H/g。
5.根据权利要求4所述聚酯多元醇和聚醚多元醇可以单独使用其中的一种多元醇，亦可以几种多元醇混合使用；其用量为组合聚醚的0-30%。
6.根据权利要求1所述的单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，本发明所用阻燃剂为多聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺磷酸盐(MP)、红磷、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)、氯化石蜡等中的一种，或几种阻燃剂复配使用。阻燃剂的用量为组合聚醚的30-70%。
7.根据权利要求1所述的单组份阻燃聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，本发明使用的发泡剂可选用丙丁烷、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)等中的一种或几种混合使用。发泡剂的用量为组合聚醚的.40-70%。
【文档编号】C08J9/14GK103923294SQ201310009418
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月10日 优先权日:2013年1月10日
【发明者】丁学文, 张捷, 晏义青 申请人:上海联合气雾制品灌装有限公司