低密度高阻燃連續(xù)板用泡沫塑料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨酯合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低密度高阻燃連續(xù)板用泡沫塑料 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯連續(xù)板與常規(guī)巖棉復(fù)合板、聚苯乙烯復(fù)合板、酚醛泡沫復(fù)合板相比，具有導(dǎo) 熱系數(shù)較低的明顯優(yōu)點(diǎn)，在國家節(jié)能減排等政策的推動(dòng)下，在建筑保溫等領(lǐng)域獲得了越來 越廣泛的應(yīng)用。但由于常規(guī)聚氨酯泡沫阻燃性能及耐溫性能不太理想，故在其應(yīng)用上受到 了一定的限制，因此阻燃聚氨酯連續(xù)板的開發(fā)應(yīng)用是目前聚氨酯研究的一個(gè)重點(diǎn)問題。
[0003] 多元醇組合料作為高阻燃聚氨酯連續(xù)板的原料，包括多種多元醇及助劑、發(fā)泡劑 等。一方面，多元醇作為多元醇組合料中最重要的組成部分，直接影響到聚氨酯連續(xù)板泡 沫的性能。目前傳統(tǒng)B1高阻燃多元醇組合料使用大量的高阻燃聚酯，聚酯相對聚醚而言， 官能度較低，泡沫強(qiáng)度較低，搭配高官能度多元醇顯得尤為重要，但是高官能度多元醇制備 過程中存在原料反應(yīng)不充分的隱患。另一方面，傳統(tǒng)高阻燃連續(xù)板泡沫注料密度較高，在 55-60kg/m3左右，成本較高，越來越多的B1高阻燃連續(xù)板制造商尋求通過原料改進(jìn)、降低注 料密度的方法控制成本，但在原料選擇不合適或密度過低時(shí)，泡沫容易出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，如何 保證較低注料密度泡沫的尺寸穩(wěn)定性顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種低密度高阻燃連續(xù)板用泡沫塑 料，具有導(dǎo)熱系數(shù)低，強(qiáng)度高，開孔性能好，泡沫穩(wěn)定性優(yōu)良的特點(diǎn)；本發(fā)明同時(shí)提供其制備 方法。
[0005] 本發(fā)明所述的低密度高阻燃連續(xù)板用泡沫塑料，由A組分和B組分組成，其中： [0006]A組分以重量份數(shù)計(jì)，原料如下：
[0007] 聚醚多元醇A: 10~20份； 阻燃聚醚多元醇B: 30~50份； 阻燃聚酯多元醇： 30~40份； 交聯(lián)劑： 2~5份； 水： 1~2份； 泡沫穩(wěn)定劑： 2~3份； 物理發(fā)泡劑： 20~30份： 催化劑： 2~4份；
[0008] 阻燃剤； 遞~40份;
[0009]B組分為改性MDI;
[0010]其中，
[0011] 聚醚多元醇A由起始劑與環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷經(jīng)四段聚合反應(yīng)制備而成，所述起 始劑為蔗糖、季戊四醇、丙二醇、甘油中的兩種或三種；
[0012] 阻燃聚醚多元醇B為YNW-501F;
[0013] 阻燃聚酯多元醇為RAYNOLPF-3105,其羥值為310± 15mgK0H/g。
[0014] 所述的聚醚多元醇A官能度為5~8,優(yōu)選為7.1，粘度為7000~30000mPa·s， 羥值為405±20mgK0H/g;所述起始劑為蔗糖和季戊四醇，蔗糖與季戊四醇的質(zhì)量比為342: 39. 5〇
[0015] 所述的聚醚多元醇A制備方法如下：
[0016] (1)第一段聚合反應(yīng)：向反應(yīng)釜內(nèi)加入蔗糖、季戊四醇和催化劑Κ0Η，氮?dú)庵脫Q，抽 真空，加入環(huán)氧乙烷反應(yīng)；
[0017] (2)第二段聚合反應(yīng)：向第一段聚合反應(yīng)生成物中加入環(huán)氧丙烷反應(yīng)；
[0018] (3)第三段聚合反應(yīng)：向第二段聚合反應(yīng)生成物中加入環(huán)氧乙烷反應(yīng)；
[0019] (4)第四段聚合反應(yīng)：向第三段聚合反應(yīng)生成物中加入環(huán)氧丙烷反應(yīng)，反應(yīng)至壓 力恒定時(shí)進(jìn)行老化；
[0020] (5)向第四段聚合反應(yīng)生成物中加入磷酸和水進(jìn)行中和，然后加入吸附劑攪拌，脫 水干燥即得所述的聚醚多元醇A。
[0021] 環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的總質(zhì)量與蔗糖的質(zhì)量比為887. 5 :342 ;催化劑Κ0Η的用量 為蔗糖、季戊四醇、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷總質(zhì)量的〇. 3%;第一段聚合反應(yīng)中，環(huán)氧乙烷用量 占環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的總質(zhì)量的10~20%，反應(yīng)溫度為85~90°C，起始壓力0. 20~ 0. 25MPa;第二段聚合反應(yīng)中，環(huán)氧丙烷用量占環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的總質(zhì)量的15~45%， 反應(yīng)溫度為100~120°C;第三段聚合反應(yīng)中，環(huán)氧乙烷用量占環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的總質(zhì) 量的20~55%，反應(yīng)溫度為100~120°C;第四段聚合反應(yīng)中，環(huán)氧丙烷用量占環(huán)氧乙烷與 環(huán)氧丙烷的總質(zhì)量的10~25%，反應(yīng)溫度為100~120°C;老化時(shí)間為2小時(shí)。
[0022] 所述的交聯(lián)劑為GJ9701。
[0023] 所述的泡沫穩(wěn)定劑為B8525和B8870的混合物，兩者的重量比為2:1~3,優(yōu)選為 1 :1，B8525和B8870為贏創(chuàng)公司市售產(chǎn)品。
[0024] 所述的催化劑為胺類催化劑與有機(jī)金屬類催化劑的混合物，其中，胺類催化劑為 三乙烯二胺溶液、延遲類季銨鹽催化劑TMR-2、六氫三嗪或三-(二甲胺基甲基）苯酚中的一 種或幾種，優(yōu)選為三乙烯二胺溶液、延遲類季銨鹽催化劑TMR-2、三_(二甲胺基甲基）苯酚 和六氫三嗪的混合物；有機(jī)金屬類催化劑為乙酸鉀、油酸鉀或異辛酸鉀中的一種或幾種，優(yōu) 選為乙酸鉀。其中，胺類催化劑與有機(jī)金屬類催化劑的質(zhì)量比為3~7 :1。
[0025] 所述的物理發(fā)泡劑為1，1-二氯-1-氟代乙烷。
[0026] 所述的阻燃劑為FR101、FR102或FR707中的一種或幾種，優(yōu)選為FR101與FR102 的混合物，兩者的質(zhì)量比為1 :1~3。其中，F(xiàn)R10UFR102上海奇克氟硅材料有限公司市售 產(chǎn)品，F(xiàn)R707為青島聯(lián)美化工有限公司市售產(chǎn)品。
[0027] 本發(fā)明所述的低密度高阻燃連續(xù)板用泡沫塑料的制備方法如下：
[0028] (1)制備A組分料：將聚醚多元醇A、阻燃聚醚多元醇B、阻燃聚酯多元醇加入到反 應(yīng)釜中攪拌10~15分鐘，然后加入水、催化劑、交聯(lián)劑、泡沫穩(wěn)定劑、阻燃劑和物理發(fā)泡劑， 常溫下攪拌2~3小時(shí)，即可裝桶備用；
[0029] (2)將A、B組分料按A:B= 1 :1. 5~1. 7的重量比混合均勾，注入模具，經(jīng)過成型 熟化，制得廣品。
[0030] B組分料為多次甲基多苯基異氰酸酯，稱量備用即可。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0032] (1)本發(fā)明選取了合適的起始劑，并通過優(yōu)化的四段聚合工藝合成了聚醚多元醇 A，解決了現(xiàn)有技術(shù)中高官能度特種聚醚多元醇反應(yīng)不充分的問題，四段聚合工藝中環(huán)氧丙 烷、環(huán)氧乙烷的合理配比，保證了聚醚多元醇A在下游應(yīng)用中保持較優(yōu)的泡沫強(qiáng)度和開孔 的作用，避免了傳統(tǒng)開孔劑對泡沫的破壞作用。
[0033] (2)選用特制的聚醚多元醇A，與阻燃聚醚多元醇、阻燃聚酯多元醇、泡沫穩(wěn)定劑、 催化劑和阻燃劑合理搭配，制備出低密度B1高阻燃連續(xù)板泡沫，與傳統(tǒng)注料密度55_60kg/ m3相比，在40-45kg/m3注料密度下具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)、較高的強(qiáng)度、一定的開孔性和較優(yōu) 的泡沫穩(wěn)定性，收縮率可在1. 2%以下。
[0034] (3)本發(fā)明所述的制備方法，工藝簡單、易操作、揮發(fā)低、無三廢，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生 產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，同時(shí)制備板材的過程也是在常溫、常壓下進(jìn)行，工藝簡單，易操作。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0036] 實(shí)施例中用到的所有原料除特殊說明外，均為市購。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] 聚醚多元醇A的制備：
[0039] 在裝配有攪拌器、計(jì)量器、加熱溫控裝置、冷卻裝置（包括外夾套與內(nèi)蛇管）和壓 力傳感器的2. 5L高壓釜內(nèi)，加入蔗糖342g、季戊四醇39. 5g、催化劑K0H3. 81g，氮?dú)庵脫Q5 次，并抽真空至壓力為-〇.〇8MPa，之后攪拌（轉(zhuǎn)速500r/min)升溫，溫度增至85°C時(shí)，加入 88. 75g環(huán)氧乙烷，控制起始壓力0· 20MPa，反應(yīng)至壓力恒定時(shí)，然后升溫至100°C，壓力控制 在0. 20MPa，將399. 375g環(huán)氧丙烷連續(xù)加入，反應(yīng)至壓力不再變化后，將剩余177. 5g環(huán)氧乙 烷連續(xù)加入，老化一段時(shí)間后將剩余221. 875g環(huán)氧丙烷連續(xù)加入，壓力控制在0. 20MPa，反 應(yīng)至壓力不再變化后老化2h。最后在95°C下加入7. 05g磷酸和50mL水進(jìn)行中和反應(yīng)，反 應(yīng)40min后加入1. 27g娃酸鎂和1. 27g娃酸錯(cuò)吸附劑，攪拌20min后脫水干燥2h，過濾后即 得聚醚多元醇A。
[0040] 所述的低密度高阻燃連續(xù)板用泡沫塑料，由A組分和B組分組成，其中：
[0041]A組分原料如下：
[0042] 特種聚醚多元醇A:20kg
[0043] 阻燃聚醚多元醇BYNW-501F:45kg
[0044] 阻燃聚酯多元醇RAYNOLPF-3105 :35kg
[0045] 交聯(lián)劑GJ97〇l:2.0kg
[0046]H20 ：2. 0kg
[0047] 泡沫穩(wěn)定劑B8525 :0· 8kg
[0048] 泡沫穩(wěn)定劑B8870 :1. 2kg
[0049] 物理發(fā)泡劑1，1-二氯-1-氟代乙烷：20kg
[0050] 催化劑：3kg
[0051] 阻燃劑FR101 :20kg
[0052] 阻燃劑FR102 :20kg
[0053] 所述的催化劑為胺類催化劑與有機(jī)金屬類催化劑的混合物，胺類催化劑與有機(jī)金 屬類催化劑的質(zhì)量比為3 :1 ;其中，胺類催化劑為三乙烯二胺溶液、延遲類季銨鹽催化劑 TMR-2與三_(二甲胺基甲基）苯酚的混合物，三者的質(zhì)量比為1 :1 :1 ;所述的有機(jī)金屬類 催化劑為油酸鉀。
[0054] 其制備方法如下：
[0055] (1)制備A組分料：將聚醚多元醇A、阻燃聚醚多元醇B、阻燃聚酯多元醇加入到反 應(yīng)釜攪拌10分鐘，然后加入7K、催化劑、交聯(lián)劑、泡沫穩(wěn)定劑、阻燃劑和物理發(fā)泡劑，常溫下 攪拌2小時(shí)，即可裝桶備用；
[0056] (2)將A、B組分料按A:B= 1 :1. 6重量比通過高壓澆注機(jī)混合均勾，注入模具，經(jīng) 過成型熟化，制得產(chǎn)品，產(chǎn)品性能檢測指標(biāo)見表1。其中，所述B組分料為DG5412。
[0057] 實(shí)施例2
[0058] 聚醚多元醇A的制備：
[0059] 在裝配有攪拌器、計(jì)量器、加熱溫控裝置、冷卻裝置（包括外夾套與內(nèi)蛇管）和壓 力傳感器的2. 5L高壓釜內(nèi)，加入蔗糖342g、季戊四醇39. 5g、催化劑K0H3. 81g，氮?dú)庵脫Q5 次，并抽真空至壓力為-〇.〇8MPa，之后攪拌（轉(zhuǎn)速500r/min)升溫，溫度增至90°C時(shí)，加入 133. 125g環(huán)氧乙烷，控制起始壓力0· 25MPa，反應(yīng)至壓力恒定時(shí)，然后升溫至110°C，壓力控 制在0. 25MPa，將257. 375g環(huán)氧丙烷連續(xù)加入，反應(yīng)至壓力不再變化后將剩余3