CN102875771B - 阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚及其制备方法 - Google Patents

阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种阻燃烧性好的阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚及其制备方法，该组合聚醚包括聚醚多元醇、苯酚基曼尼希多元醇、聚酯多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂、抗氧剂和稳定剂，按重量百分数计，按重量百分比称取所述聚醚多元醇、苯酚基曼尼希多元醇、聚酯多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂、抗氧剂和稳定剂依次加入反应釜中，在常温下搅拌30-60分钟即可。

Description

阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料领域，尤其涉及一种阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚。
背景技术
木枕作为传统的枕木材料，由于其材质为生物材料，虽然经过防腐防水等处理，其使用寿命仍然比较短，一般不超过15年，其维护成本也比较高。钢混枕木作为木枕的替换材料，由于重量大、脆性大、弹性低、容易出现裂缝等缺点，也越来越难于满足铁路建设的发展需求，严重制约了行车速度的提高。随着铁路的发展，国内外均致力于研制新型有机合成枕木。目前国内外的有机合成枕木主要以聚氨酯枕木为主，普遍存在阻燃性差的缺点。为解决阻燃性差的问题，在枕木外表面喷涂阻燃涂料，存在加工复杂、费工费料等问题，而单纯依靠添加阻燃剂又会导致枕木力学性能明显下降。为了解决上述问题，急需从合成枕木的原料之一组合聚醚入手解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃烧性好的阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚。
本发明的另一个目的是提供一种阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚，其特征在于：该组合聚醚包括聚醚多元醇、苯酚基曼尼希多元醇、聚酯多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂、抗氧剂和稳定剂，按重量百分数计，其中：
聚醚多元醇1：25-60%
聚醚多元醇2：5-20%
苯酚基曼尼希多元醇：10-25%
聚酯多元醇：5-10%
催化剂：0.01-1.5%
泡沫稳定剂：1.2-3.5%
发泡剂：0.5-5%
阻燃剂：5-20%
抗氧剂和稳定剂：0.2-1.0%。
在上述组合聚醚中，聚醚多元醇1官能度为4-8，分子量不大于1200，所述聚醚多元醇2官能度2-4，分子量1200-3000，所述苯酚基曼尼希多元醇，其官能度为3-4，分子量300-800，所述聚酯多元醇，其官能度2-2.3，分子量不大于650。
在上述组合聚醚中，聚醚多元醇1官能度为5-6，分子量不大于800的聚醚多元醇，所述聚醚多元醇2官能度为3-4，分子量1500-2000的部分芳香族二胺为起始剂的聚醚多元醇。
在上述组合聚醚中，聚酯多元醇为苯酐聚酯多元醇或PET聚酯多元醇，所述催化剂为三亚乙基二胺、五甲基二乙烯三胺、1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪、2,4,6-三(二甲氨基甲基)-苯酚和二醋酸二丁基锡中的几种的混合物，所述泡沫稳定剂为非水解型硅碳类表面活性剂，所述发泡剂为去离子水、HFC-365mfc和HFC-227中一种或几种的混合物，所述阻燃剂为氢氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、甲基膦酸二甲酯、磷酸三乙酯中的一种或几种的混合物。
在上述组合聚醚中，抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098和抗氧剂168中的一种或几种；稳定剂为光稳定剂213、紫外线吸收剂328，以及水解稳定剂苯基缩水甘油醚、双酚A双缩水甘油醚中的几种的混合物。
在上述组合聚醚中，在500L不锈钢干燥的搅拌容器内，分别称取：聚醚多元醇1：42份；聚醚多元醇2：12份；苯酚基曼尼希多元醇：21份；聚酯多元醇：6份；三亚乙基二胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪：0.4份；泡沫稳定剂：2.2份；水与HFC-365mfc：0.6份；聚磷酸铵：5份，磷酸三乙酯10份；抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚：0.8份，并将其依次加入搅拌容器内，在常温下搅拌45分钟即可。
在上述组合聚醚中，三亚乙基二胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪的重量比为25:75，所述水与HFC-365mfc的重量比为45 : 55，所述抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚的重量比为40:40:20。
在上述组合聚醚中，在500L不锈钢干燥的搅拌容器内，分别称取：聚醚多元醇1：50份；聚醚多元醇2：5份；苯酚基曼尼希多元醇：16份；聚酯多元醇：10份；五甲基二乙烯三胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪：0.2份；泡沫稳定剂：2.2份；水与HFC-365mfc：0.75份；聚磷酸铵：5份，磷酸三乙酯10份；抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚：0.8份，并将其依次加入搅拌容器内，在常温下搅拌45分钟即可。
在上述组合聚醚中，五甲基二乙烯三胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪的重量比为15:85，所述水与HFC-365mfc的重量比为25 : 75，所述抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚的重量比为40:40:20。
在上述组合聚醚中，按重量百分比称取所述聚醚多元醇、苯酚基曼尼希多元醇、聚酯多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂、抗氧剂和稳定剂依次加入反应釜中，在常温下搅拌30-60分钟即可。
本发明的优点效果在于：所制备的聚氨酯枕木材料具有质量轻、耐腐蚀性好、阻燃性高、力学性能优良等特点，该组合聚醚可满足连续复合工艺要求。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：一种阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚，其特征在于：该组合聚醚包括聚醚多元醇、苯酚基曼尼希多元醇、聚酯多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂、抗氧剂和稳定剂，按重量百分数计，其中：
聚醚多元醇1：25-60%
聚醚多元醇2：5-20%
苯酚基曼尼希多元醇：10-25%
聚酯多元醇：5-10%
催化剂：0.01-1.5%
泡沫稳定剂：1.2-3.5%
发泡剂：0.5-5%
阻燃剂：5-20%
抗氧剂和稳定剂：0.2-1.0%。
在本实施例中，聚醚多元醇1官能度为4-8，分子量不大于1200，所述聚醚多元醇2官能度2-4，分子量1200-3000，所述苯酚基曼尼希多元醇，其官能度为3-4，分子量300-800，所述聚酯多元醇，其官能度2-2.3，分子量不大于650。
在本实施例中，聚醚多元醇1官能度为5-6，分子量不大于800的聚醚多元醇，所述聚醚多元醇2官能度为3-4，分子量1500-2000的部分芳香族二胺为起始剂的聚醚多元醇。在本实施例中，聚酯多元醇为苯酐聚酯多元醇或PET聚酯多元醇，所述催化剂为三亚乙基二胺、五甲基二乙烯三胺、1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪、2,4,6-三(二甲氨基甲基)-苯酚和二醋酸二丁基锡中的几种的混合物，所述泡沫稳定剂为非水解型硅碳类表面活性剂，所述发泡剂为去离子水、HFC-365mfc和HFC-227中一种或几种的混合物，所述阻燃剂为氢氧化铝、三氧化二锑、聚磷酸铵、甲基膦酸二甲酯、磷酸三乙酯中的一种或几种的混合物。在本实施例中，抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098和抗氧剂168中的一种或几种；稳定剂为光稳定剂213、紫外线吸收剂328，以及水解稳定剂苯基缩水甘油醚、双酚A双缩水甘油醚中的几种的混合物。在本实施例中，在500L不锈钢干燥的搅拌容器内，分别称取：聚醚多元醇1：42份；聚醚多元醇2：12份；苯酚基曼尼希多元醇：21份；聚酯多元醇：6份；三亚乙基二胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪：0.4份；泡沫稳定剂：2.2份；水与HFC-365mfc：0.6份；聚磷酸铵：5份，磷酸三乙酯10份；抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚：0.8份，并将其依次加入搅拌容器内，在常温下搅拌45分钟即可。在本实施例中，三亚乙基二胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪的重量比为25:75，所述水与HFC-365mfc的重量比为45 : 55，所述抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚的重量比为40:40:20。在本实施例中，在500L不锈钢干燥的搅拌容器内，分别称取：聚醚多元醇1：50份；聚醚多元醇2：5份；苯酚基曼尼希多元醇：16份；聚酯多元醇：10份；五甲基二乙烯三胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪：0.2份；泡沫稳定剂：2.2份；水与HFC-365mfc：0.75份；聚磷酸铵：5份，磷酸三乙酯10份；抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚：0.8份，并将其依次加入搅拌容器内，在常温下搅拌45分钟即可。在本实施例中，五甲基二乙烯三胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪的重量比为15:85，所述水与HFC-365mfc的重量比为25 : 75，所述抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚的重量比为40:40:20。在本实施例中，按重量百分比称取所述聚醚多元醇、苯酚基曼尼希多元醇、聚酯多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂、抗氧剂和稳定剂依次加入反应釜中，在常温下搅拌30-60分钟即可。
实施例1
    在500L不锈钢干燥的搅拌容器内，分别称取：聚醚多元醇1：42份；聚醚多元醇2：12份；苯酚基曼尼希多元醇：21份；聚酯多元醇：6份；三亚乙基二胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪（其重量比为25:75）：0.4份；泡沫稳定剂：2.2份；水与HFC-365mfc（其重量比为45 : 55）：0.6份；聚磷酸铵：5份，磷酸三乙酯10份；抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚（其重量比为40:40:20）：0.8份。并将其依次加入搅拌容器内，在常温下搅拌45分钟即可。
实施例2
   在500L不锈钢干燥的搅拌容器内，分别称取：聚醚多元醇1：50份；聚醚多元醇2：5份；苯酚基曼尼希多元醇：16份；聚酯多元醇：10份；五甲基二乙烯三胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪（其重量比为15:85）：0.2份；泡沫稳定剂：2.2份；水与HFC-365mfc（其重量比为25 : 75）：0.75份；聚磷酸铵：5份，磷酸三乙酯10份；抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚（其重量比为40:40:20）：0.8份。并将其依次加入搅拌容器内，在常温下搅拌45分钟即可。
本发明所述的阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚，与多亚甲基多苯基多异氰酸酯，按照异氰酸酯指数1.8-2.5反应配比，以无碱长玻璃纤维为增强材料，在拉挤成型设备上连续复合成型，所制备的聚氨酯枕木经检测，其各项性能指标均可满足要求，尤其是其氧指数可以达到30%以上。
上述实施例1和2制备的组合聚醚，与官能度2.9，NCO%=31.5%的多亚甲基多苯基多异氰酸酯，异氰酸酯指数为2.0，以无碱长玻璃纤维为增强材料，在拉挤成型设备上连续复合成型制得的聚氨酯枕木，其性能检测结果见下表。
项目 单位 1 2
容重 kg/m3 780 820
竖向抗压强度 MPa 67 72
弯曲强度 MPa 82 75
弯曲弹性模量 MPa 7800 7000
剪切强度 MPa 10 12
氧指数 % 31 34

Claims (2)

1.一种阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚，其特征在于：在500L不锈钢干燥的搅拌容器内，分别称取：聚醚多元醇1：42份；聚醚多元醇2：12份；苯酚基曼尼希多元醇：21份；聚酯多元醇：6份；三亚乙基二胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪：0.4份；泡沫稳定剂：2.2份；水与HFC-365mfc：0.6份；聚磷酸铵：5份，磷酸三乙酯10份；抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚：0.8份，并将其依次加入搅拌容器内，在常温下搅拌45分钟；所述三亚乙基二胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪的重量比为25:75，所述水与HFC-365mfc的重量比为45 : 55，所述抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚的重量比为40:40:20，聚醚多元醇1官能度为4-8，分子量不大于1200，所述聚醚多元醇2官能度2-4，分子量1200-3000，所述苯酚基曼尼希多元醇，其官能度为3-4，分子量300-800，所述聚酯多元醇，其官能度2-2.3，分子量不大于650。
2.一种阻燃型连续玻璃纤维增强聚氨酯枕木材料用组合聚醚，其特征在于：在500L不锈钢干燥的搅拌容器内，分别称取：聚醚多元醇1：50份；聚醚多元醇2：5份；苯酚基曼尼希多元醇：16份；聚酯多元醇：10份；五甲基二乙烯三胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪：0.2份；泡沫稳定剂：2.2份；水与HFC-365mfc：0.75份；聚磷酸铵：5份，磷酸三乙酯10份；抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚：0.8份，并将其依次加入搅拌容器内，在常温下搅拌45分钟；所述五甲基二乙烯三胺与1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢化三嗪的重量比为15:85，所述水与HFC-365mfc的重量比为25 : 75，所述抗氧剂1076、紫外线吸收剂328和苯基缩水甘油醚的重量比为40:40:20，聚醚多元醇1官能度为4-8，分子量不大于1200，所述聚醚多元醇2官能度2-4，分子量1200-3000，所述苯酚基曼尼希多元醇，其官能度为3-4，分子量300-800，所述聚酯多元醇，其官能度2-2.3，分子量不大于650。
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