CN105461892A - 一种b2级阻燃的聚氨酯发泡材料 - Google Patents
一种b2级阻燃的聚氨酯发泡材料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于泡沫填缝剂领域，尤其涉及一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，各组分按照质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ10-70份、聚醚多元醇Ⅱ10-50份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ20-40份、石蜡20-80份、聚醚改性聚硅氧烷3-5份、催化剂2-4份、异氰酸酯200-350份、甲醚40-80份、液化石油气30-90份、TCPP？0-30份；所述聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3；所述聚醚多元醇Ⅱ的分子量400、官能度为2；所述混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ为一种混合的阻燃聚醚，它的平均分子量1000、平均官能度为2.6。本发明通过混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的使用，通过配方的改进来实现真正的B2级阻燃，即氧指数26？以上，泡沫的阻燃级别显著提高而且阻燃性能稳定。
Description
技术领域
本发明属于泡沫填缝剂领域，尤其涉及一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料。
背景技术
聚氨酯发泡剂全称单组分聚氨酯泡沫填缝剂，俗称发泡剂、发泡胶、PU填缝剂，是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物。它是一种将聚氨酯预聚物、发泡剂、催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。当物料从气雾罐中喷出时，沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。固化后的聚氨酯泡沫填缝剂泡沫具有填缝、粘结、密封、隔热、吸音等多种效果，是一种环保节能、使用方便的建筑材料，可适用于密封堵漏、填空补缝、固定粘结，保温隔音，尤其适用于塑钢或铝合金门窗和墙体间的密封堵漏及防水。
目前，市售的单组分聚氨酯泡沫填缝剂产品有95％都是B3级的，也就是通常说的普通泡沫，其内不含阻燃剂，没有阻燃功能，基本上是沾火就着，具体配方见表1。剩余5％所谓的B2级阻燃，通常是用添加阻燃剂三(氯异丙基)磷酸酯(简称TCPP)来实现的，但是这类阻燃泡沫填缝剂由于TCPP的使用存在尺寸稳定性差，阻燃效果不稳定等问题，具体配方见表2。随着使用要求的不断提高，市场上迫切需要一种真正的B2级阻燃泡沫填缝剂。
表1传统的B3级单组分聚氨酯泡沫填缝剂配方
| 原料名称及编号 | 质量分数％ |
| 聚醚多元醇310 | 20-30 |
| 聚醚多元醇305 | 10-40 |
| 聚醚多元醇204 | 30-50 |
| 石蜡 | 20-50 |
| 聚醚改性聚硅氧烷8871 | 3-5 |
| 催化剂 | 2-4 |
| 异氰酸酯 | 250-350 |
| 甲醚 | 50-70 |
| 液化石油气 | 40-90 |
表2传统的B2级单组分聚氨酯泡沫填缝剂配方
| 原料名称及编号 | 质量分数％ |
| 聚醚多元醇310 | 20-30 |
| 聚醚多元醇305 | 10-40 |
| 聚醚多元醇204 | 30-50 |
| TCPP | 40-50 |
| 聚醚改性聚硅氧烷8871 | 3-5 |
| 催化剂 | 2-4 |
| 异氰酸酯 | 250-350 |
| 甲醚 | 50-70 |
| 液化石油气 | 40-90 |
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供了一种真正达到B2级阻燃性能的聚氨酯发泡材料。
本发明所采用的技术方案为：一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，包括聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ、石蜡、聚醚改性聚硅氧烷、催化剂、异氰酸酯、甲醚、液化石油气、TCPP，各组分按照质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ10-70份、聚醚多元醇Ⅱ10-50份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ20-40份、石蜡20-80份、聚醚改性聚硅氧烷3-5份、催化剂2-4份、异氰酸酯200-350份、甲醚40-80份、液化石油气30-90份、TCPP0-30份；
所述聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3；
所述聚醚多元醇Ⅱ的分子量400、官能度为2；
所述混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的平均分子量1000、平均官能度为2.6。
各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ10-70份、聚醚多元醇Ⅱ20-50份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ20-40份、石蜡50-80份、聚醚改性聚硅氧烷3-5份、催化剂2-4份、异氰酸酯250-350份、甲醚40-80份、液化石油气30-90份。
各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ40份、聚醚多元醇Ⅱ35份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ30份、石蜡65份、聚醚改性聚硅氧烷4份、催化剂3份、异氰酸酯300份、甲醚60份、液化石油气60份。
所述聚醚改性聚硅氧烷的型号为GN-GY-505。
各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ20-30份、聚醚多元醇Ⅱ10-40份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ20-30份、石蜡20-30份、聚醚改性聚硅氧烷3-5份、催化剂2-4份、异氰酸酯200-350份、甲醚50-70份、液化石油气40-90份、TCPP20-30份。
各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ25份、聚醚多元醇Ⅱ25份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ25份、石蜡25份、聚醚改性聚硅氧烷4份、催化剂3份、异氰酸酯275份、甲醚60份、液化石油气65份、TCPP25份。
所述聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871。
所述聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，所述聚醚多元醇Ⅱ的型号为聚醚多元醇204，所述混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的型号为聚醚多元醇GN-JM-6100，所述催化剂为2,2-二吗啉基二乙基醚。
所述液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝4：6—6：4。
所述液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝5：5。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的使用，通过配方的改进来实现真正的B2级阻燃，即氧指数26以上，泡沫的阻燃级别显著提高而且阻燃性能稳定；
2、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ和TCPP的协调使用，即保证泡沫尺寸稳定性，又能保证泡沫的阻燃性，同时也兼顾了成本；
3、异氰酸酯选用粗MDI，生产成本低。
具体实施方式
一、实施例部分
实施例1
(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ20份、聚醚多元醇Ⅱ45份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ20份、石蜡55份、聚醚改性聚硅氧烷3份、2,2-二吗啉基二乙基醚4份、异氰酸酯350份、甲醚70份、液化石油气30份；
聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3，聚醚多元醇Ⅱ的分子量400、官能度为2，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的平均分子量1000、平均官能度为2.6。
聚醚改性聚硅氧烷为的型号为GN-GY-505，聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，聚醚多元醇Ⅱ的型号为聚醚多元醇204，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的型号为聚醚多元醇GN-JM-6110。
液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝5：5。
异氰酸酯选用粗MDI，粗MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯的二、三、四官的混合物，其中二官的约占45-55％，三官的约占25-35％，四官的约占15-25％。
(2)上述配方按照如下加工工艺加工：
按照配方比例将聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ、聚醚改性聚硅氧烷、石蜡、2,2-二吗啉基二乙基醚在30℃的真空搅拌釜里混合均匀，即形成行业俗称“白料混合物”；
在全自动发泡剂灌装生产线上，将白料混合物与异氰酸酯分量交替灌入750ml的气雾剂料罐后立即用封口机封口，封口后依次加入甲醚和液化石油气，并充分振摇，振摇过程中，罐内各组分发生放热反应，放热温度随季节的变化，环境温度不同，其放热时罐体温度亦不同，冬季放热温度为30℃，夏季放热温度为45℃，反应所需时间通常需要24h，待聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、聚醚多元醇Ⅲ与异氰酸酯在罐内预聚反应结束后，罐体温度降低至常温，进入成品车间。
实施例2
(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ40份、聚醚多元醇Ⅱ35份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ30份、石蜡65份、聚醚改性聚硅氧烷4份、2,2-二吗啉基二乙基醚3份、异氰酸酯300份、甲醚60份、液化石油气60份；
聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3，聚醚多元醇Ⅱ的分子量400、官能度为2，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的平均分子量1000、平均官能度为2.6；
聚醚改性聚硅氧烷的型号为GN-GY-505，聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，聚醚多元醇Ⅱ的型号为聚醚多元醇204，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的型号为聚醚多元醇GN-JM-6100；
液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝5：5。
异氰酸酯选用粗MDI，粗MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯的二、三、四官的混合物，其中二官的约占45-55％，三官的约占25-35％，四官的约占15-25％。
(2)加工工艺同实施例1。
实施例3
(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ60份、聚醚多元醇Ⅱ20份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ25份、石蜡60份、聚醚改性聚硅氧烷5份、2,2-二吗啉基二乙基醚2份、异氰酸酯330份、甲醚50份、液化石油气40份；
聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3；聚醚多元醇Ⅱ的分子量400、官能度为2；混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的平均分子量1000、平均官能度为2.6。
聚醚改性聚硅氧烷的型号为GN-GY-505，聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，聚醚多元醇Ⅱ的型号为聚醚多元醇204，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的型号为聚醚多元醇GN-JM-6100。
液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝5：5。
异氰酸酯选用粗MDI，粗MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯的二、三、四官的混合物，其中二官的约占45-55％，三官的约占25-35％，四官的约占15-25％。
(2)加工工艺同实施例1。
实施例4
(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ20份、聚醚多元醇Ⅱ15份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ30份、石蜡30份、聚醚改性聚硅氧烷3份、催化剂4份、异氰酸酯220份、甲醚60份、液化石油气50份、TCPP30份；
聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3，聚醚多元醇Ⅱ的分子量400、官能度为2，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的平均分子量1000、平均官能度为2.6；
聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871，聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，聚醚多元醇Ⅱ的型号为聚醚多元醇204，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的型号为聚醚多元醇GN-JM-6100；
液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝5：5。
异氰酸酯选用粗MDI，粗MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯的二、三、四官的混合物，其中二官的约占45-55％，三官的约占25-35％，四官的约占15-25％。
(2)上述配方按照如下加工工艺加工：
按照配方比例将聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ、聚醚改性聚硅氧烷、石蜡、2,2-二吗啉基二乙基醚、TCPP在30℃的真空搅拌釜里混合均匀，即形成行业俗称“白料混合物”；
在全自动发泡剂灌装生产线上，将白料混合物与异氰酸酯分量交替灌入750ml的气雾剂料罐后立即用封口机封口，封口后依次加入甲醚和液化石油气，并充分振摇，振摇过程中，罐内各组分发生放热反应，放热温度随季节的变化，环境温度不同，其放热时罐体温度亦不同，冬季放热温度为30℃，夏季放热温度为45℃，反应所需时间通常需要24h，待聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、聚醚多元醇Ⅲ与异氰酸酯在罐内预聚反应结束后，罐体温度降低至常温，进入成品车间。
实施例5
(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ25份、聚醚多元醇Ⅱ25份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ25份、石蜡25份、聚醚改性聚硅氧烷4份、催化剂3份、异氰酸酯275份、甲醚60份、液化石油气65份、TCPP25份；
聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3，聚醚多元醇Ⅱ的分子量400、官能度为2，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的平均分子量1000、平均官能度为2.6；
聚醚改性聚硅氧烷为的型号为B-8871，聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，聚醚多元醇Ⅱ的型号为聚醚多元醇204，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的型号为聚醚多元醇GN-JM-6110；
液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝5：5。
异氰酸酯选用粗MDI，粗MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯的二、三、四官的混合物，其中二官的约占45-55％，三官的约占25-35％，四官的约占15-25％。
(2)加工工艺同实施例4。
实施例6
(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ30份、聚醚多元醇Ⅱ35份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ30份、石蜡25份、聚醚改性聚硅氧烷4份、催化剂2份、异氰酸酯300份、甲醚55份、液化石油气60份、TCPP20份；
聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3，聚醚多元醇Ⅱ的分子量400、官能度为2，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的平均分子量1000、平均官能度为2.6；
聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871，聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，聚醚多元醇Ⅱ的型号为聚醚多元醇204，混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的型号为聚醚多元醇GN-JM-6100；
液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝5：5。
异氰酸酯选用粗MDI，粗MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯的二、三、四官的混合物，其中二官的约占45-55％，三官的约占25-35％，四官的约占15-25％。
(2)加工工艺同实施例5。
二、试验部分
1、性能对比实验
取用本发明中未添加TCPP产品、添加TCPP产品与传统配方B3级产品、传统配方B2级产品进行性能对比实验，泡沫的物理指标测试包括泡沫的弹性、粘结强度、密度、氧指数、尺寸稳定性，具体测试方法按照JC936—2004中华人民共和国建材行业标准—单组份聚氨酯泡沫填缝剂执行，具体测试结果见表3。
表3泡沫的物理指标测试数据对照表
从表3可以明显看出，本发明中未添加TCPP产品、添加TCPP产品泡沫的弹性、粘结强度与传统的B3级单组分聚氨酯泡沫填缝剂配方、传统的B2级单组分聚氨酯泡沫填缝剂配方相同，其密度、氧指数优于传统的B3级单组分聚氨酯泡沫填缝剂配方、传统的B2级单组分聚氨酯泡沫填缝剂配方，其尺寸稳定性与传统的B3级单组分聚氨酯泡沫填缝剂配方基本相同。
2、燃烧性测试
取用本发明中未添加TCPP产品、添加TCPP产品与传统配方B3级产品、传统配方B2级产品进行性能燃烧性实验，具体测试方法按照JC936—2004中华人民共和国建材行业标准—单组份聚氨酯泡沫填缝剂执行，具体测试结果见表4。
表4燃烧性实验测试结果
(3)有益效果:
从上述4个配方可以很直观的对比出，通过混合阻燃阻燃聚醚GN-JM-6100的使用，泡沫的阻燃级别明显稳定而且提高了。
试验对比结果，阻燃聚醚和TCPP的协调使用，即可保证尺寸稳定性，又能保证泡沫的阻燃性，同时也兼顾了成本。
以上对本发明的6个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，包括聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ、石蜡、聚醚改性聚硅氧烷、催化剂、异氰酸酯、甲醚、液化石油气、TCPP，各组分按照质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ10-70份、聚醚多元醇Ⅱ10-50份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ20-40份、石蜡20-80份、聚醚改性聚硅氧烷3-5份、催化剂2-4份、异氰酸酯200-350份、甲醚40-80份、液化石油气30-90份、TCPP0-30份；
所述聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3；
所述聚醚多元醇Ⅱ的分子量400、官能度为2；
所述混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的平均分子量1000、平均官能度为2.6。
2.根据权利要求1所述的一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ10-70份、聚醚多元醇Ⅱ20-50份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ20-40份、石蜡50-80份、聚醚改性聚硅氧烷3-5份、催化剂2-4份、异氰酸酯250-350份、甲醚40-80份、液化石油气30-90份。
3.根据权利要求2所述的一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ40份、聚醚多元醇Ⅱ35份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ30份、石蜡65份、聚醚改性聚硅氧烷4份、催化剂3份、异氰酸酯300份、甲醚60份、液化石油气60份。
4.根据权利要求2所述的一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚醚改性聚硅氧烷的型号为GN-GY-505。
5.根据权利要求1所述的一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ20-30份、聚醚多元醇Ⅱ10-40份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ20-30份、石蜡20-30份、聚醚改性聚硅氧烷3-5份、催化剂2-4份、异氰酸酯200-350份、甲醚50-70份、液化石油气40-90份、TCPP20-30份。
6.根据权利要求5所述的一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ25份、聚醚多元醇Ⅱ25份、混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ25份、石蜡25份、聚醚改性聚硅氧烷4份、催化剂3份、异氰酸酯275份、甲醚60份、液化石油气65份、TCPP25份。
7.根据权利要求5所述的一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871。
8.根据权利要求1所述的一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，所述聚醚多元醇Ⅱ的型号为聚醚多元醇204，所述混合阻燃聚醚多元醇Ⅲ的型号为聚醚多元醇GN-JM-6100，所述催化剂为2,2-二吗啉基二乙基醚。
9.根据权利要求1所述的一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷=4：6—6：4。
10.根据权利要求9所述的一种B2级阻燃的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷=5：5。
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| CN114716808A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-08 | 山东桑莱斯新材料有限公司 | 一种环保型单组分聚氨酯发泡材料制备工艺 |
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