CN117656343B - 一种层状硬质聚氨酯泡沫及加工方法 - Google Patents

一种层状硬质聚氨酯泡沫及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种层状硬质聚氨酯泡沫及加工方法。加工方法包括：S100、分别制备A1组分、A2组分，以及B组分；S200、将A1组分与B组分在第一高压机中混合搅拌，获得第一混合物；S300、将A2组分与B组分在第二高压机中混合搅拌，获得第二混合物；S400、将作为上下表层的第一混合物和作为中间层的第二混合物层叠交替地浇注至模具中并发泡成型，获得三层结构的层状硬质聚氨酯泡沫；其中，A1组分包括聚酯多元醇和阻燃剂，A2组分包括聚酯多元醇和填料，B组分包括异氰酸酯。本发明能够获得阻燃效果好且机械性能佳的层状硬质聚氨酯泡沫。

Description

一种层状硬质聚氨酯泡沫及加工方法
技术领域
本发明涉及化学工艺的技术领域，具体而言，涉及一种层状硬质聚氨酯泡沫及加工方法。
背景技术
聚氨酯泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物。
聚氨酯泡有软泡和硬泡两种，软泡为开孔结构，硬泡为闭孔结构。聚氨酯软泡的主要功能是缓冲。聚氨酯软泡常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装和隔音内衬。
硬质聚氨酯泡沫(又称聚氨酯硬泡体)是一种具有保温与防水功能的合成材料。其具有导热系数低、绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点。
硬质聚氨酯泡沫主要应用在建筑物外墙保温，屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等。硬质聚氨酯泡沫还可以用于非绝热场合，如仿木材、包装材料等。一般而言，较低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔热保温材料，较高密度的聚氨酯硬泡可用作仿木材的结构材料。
现有技术中硬质聚氨酯泡沫存在的其中一个缺点是，其阻燃性能较差，极易燃烧且燃烧火蔓延迅速。并且，硬质聚氨酯泡沫在燃烧过程中释放的大量烟颗粒对环境造成较大的污染，产生的有毒气体在火灾中极易造成大量人员伤亡，这一问题限制了硬质聚氨酯泡沫的应用。因此，如何提高硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。除了阻燃性能之外，聚氨酯泡沫作为高分子材料，本领域技术人员还致力于提高其机械性能。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种层状硬质聚氨酯泡沫及加工方法，加工方法包括：
S100、分别制备A1组分、A2组分，以及B组分；
S200、将A1组分与B组分在第一高压机中混合搅拌均匀，获得第一混合物；
S300、将A2组分与B组分在第二高压机中混合搅拌均匀，获得第二混合物；
S400、将作为上下表层的第一混合物和作为中间层的第二混合物层叠交替地浇注至模具中并发泡成型，获得三层结构的层状硬质聚氨酯泡沫；
其中，A1组分包括聚酯多元醇和阻燃剂，A2组分包括聚酯多元醇和填料，B组分包括异氰酸酯。
在上述任一技术方案中，在S100中，A1组分通过如下步骤制备：S110、将制备A1组分所需的原料以800rpm至1200rpm的速度，进行时间为0.5h-1h的搅拌混合，静置消泡0.5h-1h，获得A1组分。
在上述任一技术方案中，在S100中，A2组分通过如下步骤制备：S120、将制备A2组分所需的原料以400rpm至600rpm的速度，进行时间为1h-1.5h的搅拌混合，静置消泡0.5h-1h，获得A2组分。
在上述任一技术方案中，A1组分具体包括：聚酯多元醇：40质量份-50质量份；端羟基超支化聚酯：15质量份-20质量份；阻燃剂：10质量份-15质量份；发泡剂：4质量份-8质量份；表面活性剂：2质量份-4质量份；乙二醇：2质量份-4质量份；催化剂：0.5质量份-1质量份；扩链剂：0.5质量份-1质量份。
在上述任一技术方案中，阻燃剂包括以下至少之一或其组合：无机阻燃剂、磷卤阻燃剂、有机磷阻燃剂。
在上述任一技术方案中，A2组分具体包括：聚酯多元醇：45质量份-50质量份；端羟基超支化聚酯：15质量份-20质量份；填料：8质量份-12质量份；发泡剂：4质量份-8质量份；表面活性剂：2质量份-4质量份；乙二醇：2质量份-4质量份；催化剂：0.5质量份-1质量份；扩链剂：0.5质量份-1质量份。
在上述任一技术方案中，填料包括以下至少之一或其组合：玻璃粉、氧化硅、氧化锆、氧化铝。
在上述任一技术方案中，发泡剂包括以下至少之一或其组合：偶氮化合物发泡剂、磺酰肼类化合物发泡剂、亚硝基化合物发泡剂。
在上述任一技术方案中，表面活性剂包括以下至少之一或其组合：脂肪酸碱金属盐表面活性剂、脂肪酸胺盐表面活性剂、硅氧烷聚合物表面活性剂。
在上述任一技术方案中，催化剂包括以下至少之一或其组合：双(2-吗啉二乙基)醚、五甲基二乙烯三胺、三乙烯二胺、N,N-二甲基环己胺。
在上述任一技术方案中，扩链剂包括以下至少之一或其组合：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,2,5-戊三醇。
在上述任一技术方案中，在S200中，以质量计，A1组分与B组分的混合比例为1：(1.5-1.6)。
在上述任一技术方案中，在S300中，以质量计，A2组分与B组分的混合比例为1：(1.5-1.6)。
在上述任一技术方案中，在层状硬质聚氨酯泡沫中，以第一混合物形成上表层和下表层，以第二混合物形成中间层，上表层、中间层和下表层之间的厚度比为1:(1.4-1.8):(0.8-1.2)。
在上述任一技术方案中，在S400之后，加工方法还包括：S500、将层状硬质聚氨酯泡沫置于90℃至100℃的温度条件下熟化12h至18h。
本发明还提供一种层状硬质聚氨酯泡沫，层状硬质聚氨酯泡沫采用如上述任一技术方案的加工方法获得。
有益效果
本发明提供了一种层状硬质聚氨酯泡沫及加工方法。该加工方法首先分别制备A1组分、A2组分，以及B组分。进而将A1组分与B组分在第一高压机中混合搅拌，获得第一混合物；并将A2组分与B组分在第二高压机中混合搅拌，获得第二混合物。最后本发明将作为上下表层的第一混合物和作为中间层的第二混合物层叠交替地浇注至模具中并发泡成型，获得三层结构的层状硬质聚氨酯泡沫。其中，A1组分包括聚酯多元醇和阻燃剂，A2组分包括聚酯多元醇和填料，B组分包括异氰酸酯。在本发明获得的三层结构层状硬质聚氨酯泡沫中，其上下表层中的阻燃剂能够提高聚氨酯材料的阻燃效果，其中间层中的填料能够提高聚氨酯材料的机械性能。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合对本发明的具体实施例做详细的说明。
如无特别说明，本发明所用的试剂和原材料都可通过商业途径购买。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
本发明实施例首先提供了一种硬质聚氨酯泡沫的加工方法，加工方法包括：
S110、将制备A1组分所需的原料以800rpm至1200rpm的速度，进行时间为0.5h-1h的搅拌混合，静置消泡0.5h-1h，获得A1组分；A1组分包括聚酯多元醇和阻燃剂；
S120、将制备A2组分所需的原料以400rpm至600rpm的速度，进行时间为1h-1.5h的搅拌混合，静置消泡0.5h-1h，获得A2组分；A2组分包括聚酯多元醇和填料；
S130、取异氰酸酯作为B组分备用；
S200、将A1组分与B组分在第一高压机中混合搅拌均匀，获得第一混合物；以质量计，A1组分与B组分的混合比例为1：(1.5-1.6)；
S300、将A2组分与B组分在第二高压机中混合搅拌均匀，获得第二混合物；以质量计，A2组分与B组分的混合比例为1：(1.5-1.6)；
S400、按从下至上的顺序，将作为上下表层的第一混合物和作为中间层的第二混合物层叠交替地浇注至模具中并发泡成型，获得三层结构的层状硬质聚氨酯泡沫；其中，在层状硬质聚氨酯泡沫中，以第一混合物形成上表层和下表层，以第二混合物形成中间层，上表层、中间层和下表层之间的厚度比为1:(1.4-1.8):(0.8-1.2)；
S500、将层状硬质聚氨酯泡沫置于90℃至100℃的温度条件下熟化12h至18h。
聚氨酯是一种性能优异的高分子材料，其具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘接性，其产品涉及轻功、化工、纺织、医疗、电子、建筑、汽车、航天等多个领域。本发明提供的是一种内部存在孔隙的泡沫材质的层状硬质聚氨酯材料，其尤其适用于作为建筑保温材料或家居使用的地板材料。
在本发明中，聚酯多元醇和异氰酸酯是制备聚氨酯所需的两种单体，二者通过反应，聚合形成聚氨酯。A1组分和A2组分分别包括聚酯多元醇，B组分包括异氰酸酯。其中，本发明将A1组分和B组分混合获得的第一混合物注入模具的上下表层，并将A2组分和B组分混合获得的第二混合物注入模具的中间层，由此获得三层结构的层状硬质聚氨酯泡沫。由于上下表层的原料中含有阻燃剂，中间层的原料中含有填料，因此，本发明能够提高聚氨酯材料的阻燃效果和机械性能。
在本发明的部分实施方式中，A1组分具体包括：聚酯多元醇：40质量份-50质量份；端羟基超支化聚酯：15质量份-20质量份；阻燃剂：10质量份-15质量份；发泡剂：4质量份-8质量份；表面活性剂：2质量份-4质量份；乙二醇：2质量份-4质量份；催化剂：0.5质量份-1质量份；扩链剂：0.5质量份-1质量份。
优选地，A1组分具体包括：聚酯多元醇：50质量份；端羟基超支化聚酯：20质量份；阻燃剂：15质量份；发泡剂：5质量份；表面活性剂：4质量份；乙二醇：4质量份；催化剂：1质量份；扩链剂：1质量份。
在本发明的部分实施方式中，A2组分具体包括：聚酯多元醇：45质量份-50质量份；端羟基超支化聚酯：15质量份-20质量份；填料：8质量份-12质量份；发泡剂：4质量份-8质量份；表面活性剂：2质量份-4质量份；乙二醇：2质量份-4质量份；催化剂：0.5质量份-1质量份；扩链剂：0.5质量份-1质量份。
优选地，A2组分具体包括：聚酯多元醇：50质量份；端羟基超支化聚酯：20质量份；填料：12质量份；发泡剂：8质量份；表面活性剂：4质量份；乙二醇：4质量份；催化剂：1质量份；扩链剂：1质量份。
在本发明的部分实施方式中，发泡剂包括以下至少之一或其组合：偶氮化合物发泡剂、磺酰肼类化合物发泡剂、亚硝基化合物发泡剂。优选地，发泡剂为偶氮二甲酰胺。
在本发明的部分实施方式中，表面活性剂包括以下至少之一或其组合：脂肪酸碱金属盐表面活性剂、脂肪酸胺盐表面活性剂、硅氧烷聚合物表面活性剂。优选地，表面活性剂为硅油B8545。
在本发明的部分实施方式中，催化剂包括以下至少之一或其组合：双(2-吗啉二乙基)醚、五甲基二乙烯三胺、三乙烯二胺、N,N-二甲基环己胺。优选地，催化剂为双(2-吗啉二乙基)醚。
在本发明的部分实施方式中，扩链剂包括以下至少之一或其组合：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,2,5-戊三醇。优选地，扩链剂为1,2,5-戊三醇。
在本发明的部分实施方式中，阻燃剂包括以下至少之一或其组合：无机阻燃剂、磷卤阻燃剂、有机磷阻燃剂。
在本发明的部分实施方式中，填料包括以下至少之一或其组合：玻璃粉、氧化硅、氧化锆、氧化铝。
在本发明的部分实施方式中，可以采用特殊的工艺制备A1组分中的阻燃剂，以达到进一步提高聚氨酯材料的阻燃性能和机械性能的目的。具体而言，阻燃剂为通过以下步骤制备的复合阻燃剂：
S501、将蒙脱石、氯化铝和盐酸在水中混合均匀，获得蒙脱石悬浊液；
S502、将十八烷基甲苯磺酸钠、硬脂基三甲基氯化铵、己二酸二铵盐、聚山梨酯、磷酸三乙酯和植物
油在水中混合并乳化均匀，获得磷酸三乙酯乳浊液；
S503、向蒙脱石悬浊液料中滴加磷酸三乙酯乳浊液并同步搅拌，滴加完毕后乳化均匀，获得复合阻燃浆料；
S504、向复合阻燃浆料中滴加碱性溶液并同步搅拌，直至复合阻燃浆料的pH值达到11至12，静置陈化，对固形物进行过滤，洗涤，烘干，煅烧，获得复合阻燃剂。
优选地，上述步骤具体包括：
S501、按蒙脱石：氯化铝：盐酸：水＝(12-18)：(4-6)：(4-6)：100的质量比，将蒙脱石、氯化铝和盐酸在水中混合均匀，在40℃至45℃的温度条件下超声分散2h至4h，冷却至室温，获得蒙脱石悬浊液；
S502、按十八烷基甲苯磺酸钠：硬脂基三甲基氯化铵：己二酸二铵盐：聚山梨酯：磷酸三乙酯：植物油：水＝2：2：2：6：8：10：100的质量比，将十八烷基甲苯磺酸钠、硬脂基三甲基氯化铵、己二酸二铵盐、聚山梨酯、磷酸三乙酯和植物油在水中混合，并超声乳化均匀，获得磷酸三乙酯乳浊液；
S503、按蒙脱石悬浊液料：磷酸三乙酯乳浊液＝1：(0.8-1.2)的质量比，向蒙脱石悬浊液料中滴加磷酸三乙酯乳浊液并同步搅拌，滴加完毕后超声乳化均匀，并静置20min至40min，获得复合阻燃浆料；
S504、向复合阻燃浆料中滴加碱性溶液并同步搅拌，直至复合阻燃浆料的pH值达到11至12，静置陈化6h至8h，对固形物进行过滤，洗涤，烘干，220℃至260℃的温度条件下煅烧2h至2.5h，获得复合阻燃剂。
其中，S501中超声分散采用的超声功率和分散时间、S502和S503中超声乳化采用的超声功率和乳化时间、S503和S504中搅拌采用的搅拌速率和搅拌时间、S504中碱性溶液的种类、过滤的方式、洗涤的次数及洗涤剂的选择、烘干的方式、温度及时间，均可由本领域技术人员根据实际需要进行选择，能实现其目的即可，其具体参数的选择不会对本发明有益效果的实现产生实质影响。
优选地，S501中超声分散采用的超声功率为200W至300W，分散时间为5min至10min。S502和S503中超声乳化采用的超声功率为400W至600W，乳化时间为20min至30min。S503和S504中搅拌采用的搅拌速率200rpm至2500rpm，搅拌时间为10min至20min。S504中的碱性溶液为4wt％至8wt％的氢氧化钠水溶液，过滤的方式为离心过滤，洗涤的次数为2次至3次，洗涤剂为先1次乙醇再至少一次地水洗，烘干的方式为红外风干，烘干的温度为60℃至80℃，烘干的时间为2h至3h。
本发明采用上述步骤的原因如下。蒙脱石作为一种可膨胀的硅酸盐天然矿物，其可作为填料填充聚氨酯，由此提高聚氨酯的阻燃性能，并在一定程度上对聚氨酯的隔热性能提高做出帮助。但是蒙脱石作为无机材料，其与有机材料之间的相容性不佳，并且蒙脱石的层状结构使得其层间存在过剩的负电荷，这导致蒙脱石需要通过在层间吸附等量的阳离子，来维持电荷平衡。并且，层状结构使得以蒙脱石作为阻燃剂导致聚氨酯的耐磨性能下降。因此，在以蒙脱石作为阻燃剂的情况下，如何确保和提高其在聚氨酯中的相容性和分散均匀程度，是亟待解决的问题。有鉴于此，本发明对蒙脱石进行改性处理，以期提高其在聚氨酯中的相容性和分散均匀程度。
首先，本发明将蒙脱石与可溶性的金属氯盐混合，并采用盐酸对蒙脱石进行酸化改性。添加氯化铝是为了利用铝离子对蒙脱石进行阳离子填充，以增加层状结构蒙脱石的层间距。盐酸造成的酸性环境使得蒙脱石中二八面体的晶格结构被破坏，进一步破坏蒙脱石的层间结构。由此进一步提高铝离子的填充效果。
随后，本发明以作为有机阻燃剂的磷酸三乙酯与蒙脱石混合，制备复合阻燃剂。为了提高无机阻燃剂和有机阻燃剂的分散均匀程度，为此，本发明以水和植物油作为基质，将磷酸三乙酯配制为含有油相的乳浊液。十八烷基甲苯磺酸钠作为表面活性剂来提高磷酸三乙酯的分散均匀程度。通过将磷酸三乙酯配制为含有油相的乳浊液并将其与水相的蒙脱石悬浊液继续超声乳化的方式，可以获得油包水状态的复合阻燃剂，使得磷酸三乙酯以膜层的形式均匀包覆在蒙脱石的表面，既促进无机阻燃剂和有机阻燃剂的分散均匀程度，又降低了蒙脱石的表面能，减少了其团聚现象。硬脂基三甲基氯化铵和己二酸二铵盐也能够增加蒙脱石的层间距，促进蒙脱石的插层效应，提高蒙脱石的分散效果。
此外，本发明加碱使得氯化铝在复合阻燃剂的表面析出形成氢氧化铝膜层，并通过220℃至260℃的煅烧使得氢氧化铝转变为氧化铝膜，由此利用在阻燃剂表面均匀分布的氧化铝提高该复合阻燃剂的机械性能，尤其阻止蒙脱石对聚氨酯造成的耐磨性能下降的问题。相比于氧化镁、氧化锆等其他无机氧化物，本发明选择的对氯盐进行碱性调节和煅烧。这是由于氢氧化铝的热分解温度更低，其在机械性能(尤其耐磨性能)较佳的基础上，也不会因为高的热分解温度需求，而破坏磷酸三乙酯阻燃剂的结构与性能。
最后，还需要说明的是，磷酸三乙酯阻燃剂的阻燃机理是其受热分解后不形成五氧化二磷，而是形成致密的不能燃烧的磷碳膜，从而起到阻燃作用。蒙脱石的阻燃机理是通过吸热和隔热阻止火焰蔓延。因此，基于上述原理，本发明将磷酸三乙酯包覆在蒙脱石粉体之外作为膜层，利用蒙脱石的吸热隔热性能进一步提高磷酸三乙酯阻燃剂的耐火阻燃效果。
实施例1
本发明提供了一种阻燃剂，其制备步骤如下。
S1、按蒙脱石：氯化铝：盐酸：水＝15：5：5：100的质量比，将蒙脱石、氯化铝和盐酸在水中以200W的功率进行5min的超声分散，混合均匀，在45℃的温度条件下超声分散2h，冷却至室温，获得蒙脱石悬浊液；
S2、按十八烷基甲苯磺酸钠：硬脂基三甲基氯化铵：己二酸二铵盐：聚山梨酯：磷酸三乙酯：植物油：水＝2：2：2：6：8：10：100的质量比，将十八烷基甲苯磺酸钠、硬脂基三甲基氯化铵、己二酸二铵盐、聚山梨酯、磷酸三乙酯和植物油在水中混合，并以400W的功率进行20min的超声乳化，获得磷酸三乙酯乳浊液；
S3、按蒙脱石悬浊液料：磷酸三乙酯乳浊液＝1：0.8的质量比，向蒙脱石悬浊液料中滴加磷酸三乙酯乳浊液并同步以200rpm搅拌10min，滴加完毕后以400W的功率进行30min的超声乳化，并静置20min，获得铝阻燃浆料；
S4、向铝阻燃浆料中滴加6wt％的氢氧化钠水溶液并同步以200rpm搅拌10min，直至铝阻燃浆料的pH值达到12，静置陈化6h，对固形物进行离心过滤，1次乙醇洗，1次水洗，60℃红外烘干2h，220℃的温度条件下煅烧2h，获得阻燃剂。
实施例2
本发明提供了一种铝阻燃剂，其制备步骤如下。
S1、按蒙脱石：氯化铝：盐酸：水＝15：5：5：100的质量比，将蒙脱石、氯化铝和盐酸在水中以200W的功率进行5min的超声分散，混合均匀，在45℃的温度条件下超声分散2h，冷却至室温，获得蒙脱石悬浊液；
S2、按十八烷基甲苯磺酸钠：硬脂基三甲基氯化铵：己二酸二铵盐：聚山梨酯：植物油：水＝2：2：2：6：18：100的质量比，将十八烷基甲苯磺酸钠、硬脂基三甲基氯化铵、己二酸二铵盐、聚山梨酯和植物油在水中混合，并以400W的功率进行20min的超声乳化，获得乳浊液；
S3、按蒙脱石悬浊液料：乳浊液＝1：0.8的质量比，向蒙脱石悬浊液料中滴加乳浊液并同步以200rpm搅拌10min，滴加完毕后以400W的功率进行30min的超声乳化，并静置20min，获得阻燃浆料；
S4、向阻燃浆料中滴加6wt％的氢氧化钠水溶液并同步以200rpm搅拌10min，直至铝阻燃浆料的pH值达到12，静置陈化6h，对固形物进行离心过滤，1次乙醇洗，1次水洗，60℃红外烘干2h，220℃的温度条件下煅烧2h，获得阻燃剂。
实施例3
本发明提供了一种阻燃剂，其制备步骤如下。
S1、按蒙脱石：盐酸：水＝20：5：100的质量比，将蒙脱石和盐酸在水中以200W的功率进行5min的超声分散，混合均匀，在45℃的温度条件下超声分散2h，冷却至室温，获得蒙脱石悬浊液；
S2、按十八烷基甲苯磺酸钠：硬脂基三甲基氯化铵：己二酸二铵盐：聚山梨酯：磷酸三乙酯：植物油：水＝2：2：2：6：8：10：100的质量比，将十八烷基甲苯磺酸钠、硬脂基三甲基氯化铵、己二酸二铵盐、聚山梨酯、磷酸三乙酯和植物油在水中混合，并以400W的功率进行20min的超声乳化，获得磷酸三乙酯乳浊液；
S3、按蒙脱石悬浊液料：磷酸三乙酯乳浊液＝1：0.8的质量比，向蒙脱石悬浊液料中滴加磷酸三乙酯乳浊液并同步以200rpm搅拌10min，滴加完毕后以400W的功率进行30min的超声乳化，并静置20min，获得阻燃浆料；
S4、向铝阻燃浆料中滴加6wt％的氢氧化钠水溶液并同步以200rpm搅拌10min，直至铝阻燃浆料的pH值达到12，静置陈化6h，对固形物进行离心过滤，1次乙醇洗，1次水洗，60℃红外烘干2h，220℃的温度条件下煅烧2h，获得阻燃剂。
实施例4
本发明提供了一种层状硬质聚氨酯泡沫，其制备步骤如下。
S1、将50质量份聚酯多元醇、20质量份端羟基超支化聚酯、15质量份实施例1获得的阻燃剂、5质量份偶氮二甲酰胺、4质量份硅油B8545、4质量份乙二醇、1质量份双(2-吗啉二乙基)醚、1质量份1,2,5-戊三醇以800rpm的速度混合搅拌0.5h，静置消泡0.5h，获得A1组分；
S2、将50质量份聚酯多元醇、20质量份端羟基超支化聚酯、12质量份氧化硅、8质量份偶氮二甲酰胺、4质量份硅油B8545、4质量份乙二醇、1质量份双(2-吗啉二乙基)醚、1质量份1,2,5-戊三醇以400rpm速度混合搅拌1h，静置消泡0.5h，获得A2组分；
S3、将A1组分与其重量1.5倍的B组分异氰酸酯在第一高压机中混合搅拌均匀，获得第一混合物；
S4、将A2组分与其重量1.5倍的B组分异氰酸酯在第二高压机中混合搅拌均匀，获得第二混合物；
S5、按从下至上的顺序，将作为上下表层的第一混合物和作为中间层的第二混合物层叠交替地浇注至长方形模具中并发泡成型，获得三层结构的层状硬质聚氨酯泡沫；其中，在层状硬质聚氨酯泡沫中，以第一混合物形成上表层和下表层，以第二混合物形成中间层，上表层、中间层和下表层之间的厚度比为1:1.4:1；
S6、将层状硬质聚氨酯泡沫置于90℃的温度条件下熟化15h。
实施例5
本发明提供了一种层状硬质聚氨酯泡沫，其制备步骤与实施例4相同，区别在于在S1中采用的阻燃剂为实施例2获得的阻燃剂。
实施例6
本发明提供了一种层状硬质聚氨酯泡沫，其制备步骤与实施例4相同，区别在于在S1中采用的阻燃剂为实施例3获得的阻燃剂。
性能测试
本发明对以上实施例4至6的层状硬质聚氨酯泡沫的导热系数(ASTM C518)和阻燃性能(DIN4102-1)，其测试结果如下表1所示。
表1
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种层状硬质聚氨酯泡沫的加工方法，其特征在于，
所述加工方法包括：
S100、分别制备A1组分、A2组分，以及B组分；
S200、将所述A1组分与所述B组分在第一高压机中混合搅拌均匀，获得第一混合物；
S300、将所述A2组分与所述B组分在第二高压机中混合搅拌均匀，获得第二混合物；
S400、将作为上下表层的所述第一混合物和作为中间层的所述第二混合物层叠交替地浇注至模具中并发泡成型，获得三层结构的所述层状硬质聚氨酯泡沫；
其中，所述A1组分包括聚酯多元醇和阻燃剂，所述A2组分包括聚酯多元醇和填料，所述B组分包括异氰酸酯；
所述阻燃剂为通过以下步骤制备的复合阻燃剂：
S501、按蒙脱石：氯化铝：盐酸：水＝(12-18)：(4-6)：(4-6)：100的质量比，将蒙脱石、氯化铝和盐酸在水中混合均匀，在40℃至45℃的温度条件下超声分散2h至4h，冷却至室温，获得蒙脱石悬浊液；
S502、按十八烷基甲苯磺酸钠：硬脂基三甲基氯化铵：己二酸二铵盐：聚山梨酯：磷酸三乙酯：植物油：水＝2：2：2：6：8：10：100的质量比，将十八烷基甲苯磺酸钠、硬脂基三甲基氯化铵、己二酸二铵盐、聚山梨酯、磷酸三乙酯和植物油在水中混合，并超声乳化均匀，获得磷酸三乙酯乳浊液；
S503、按蒙脱石悬浊液料：磷酸三乙酯乳浊液＝1：(0.8-1.2)的质量比，向蒙脱石悬浊液料中滴加磷酸三乙酯乳浊液并同步搅拌，滴加完毕后超声乳化均匀，并静置20min至40min，获得复合阻燃浆料；
S504、向复合阻燃浆料中滴加碱性溶液并同步搅拌，直至复合阻燃浆料的pH值达到11至12，静置陈化6h至8h，对固形物进行过滤，洗涤，烘干，220℃至260℃的温度条件下煅烧2h至2.5h，获得复合阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，
在S100中，所述A1组分通过如下步骤制备：
S110、将制备所述A1组分所需的原料以800rpm至1200rpm的速度，进行时间为0.5h-1h的搅拌混合，静置消泡0.5h-1h，获得所述A1组分；
在S100中，所述A2组分通过如下步骤制备：
S120、将制备所述A2组分所需的原料以400rpm至600rpm的速度，进行时间为1h-1.5h的搅拌混合，静置消泡0.5h-1h，获得所述A2组分。
3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，
所述A1组分具体包括：
聚酯多元醇：40质量份-50质量份；
端羟基超支化聚酯：15质量份-20质量份；
阻燃剂：10质量份-15质量份；
发泡剂：4质量份-8质量份；
表面活性剂：2质量份-4质量份；
乙二醇：2质量份-4质量份；
催化剂：0.5质量份-1质量份；
扩链剂：0.5质量份-1质量份；
所述A2组分具体包括：
聚酯多元醇：45质量份-50质量份；
端羟基超支化聚酯：15质量份-20质量份；
填料：8质量份-12质量份；
发泡剂：4质量份-8质量份；
表面活性剂：2质量份-4质量份；
乙二醇：2质量份-4质量份；
催化剂：0.5质量份-1质量份；
扩链剂：0.5质量份-1质量份。
4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，
所述发泡剂包括以下至少之一或其组合：偶氮化合物发泡剂、磺酰肼类化合物发泡剂、亚硝基化合物发泡剂；和/或
所述表面活性剂包括以下至少之一或其组合：脂肪酸碱金属盐表面活性剂、脂肪酸胺盐表面活性剂、硅氧烷聚合物表面活性剂；和/或
所述催化剂包括以下至少之一或其组合：双(2-吗啉二乙基)醚、五甲基二乙烯三胺、三乙烯二胺、N,N-二甲基环己胺；和/或
所述扩链剂包括以下至少之一或其组合：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,2,5-戊三醇。
5.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，
所述填料包括以下至少之一或其组合：玻璃粉、氧化硅、氧化锆、氧化铝。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加工方法，其特征在于，
在S200中，以质量计，所述A1组分与所述B组分的混合比例为1：(1.5-1.6)；和/或
在S300中，以质量计，所述A2组分与所述B组分的混合比例为1：(1.5-1.6)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的加工方法，其特征在于，
在所述层状硬质聚氨酯泡沫中，以所述第一混合物形成上表层和下表层，以所述第二混合物形成中间层，所述上表层、所述中间层和所述下表层之间的厚度比为1:(1.4-1.8):(0.8-1.2)；
和/或
在S400之后，所述加工方法还包括：S500、将所述层状硬质聚氨酯泡沫置于90℃至100℃的温度条件下熟化12h至18h。
8.一种层状硬质聚氨酯泡沫，其特征在于，
所述层状硬质聚氨酯泡沫采用如权利要求1至7中任一项所述的加工方法获得。
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