全水型阻燃聚氨酯硬泡、復(fù)合保溫板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 第一方面，本發(fā)明設(shè)及硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料。第二方面，本發(fā)明設(shè)及保溫建筑材 料，其包括涂覆有所述泡沫，舉例如用于制造熱通風(fēng)和空調(diào)管道等裝置的復(fù)合保溫板。第 =方面，本發(fā)明還設(shè)及用于制造硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料和復(fù)合保溫板的方法。本發(fā)明所設(shè)及 硬質(zhì)聚氨醋全水發(fā)泡材料和節(jié)能保溫板達(dá)到難燃B1級(jí)防火要求，導(dǎo)熱系數(shù)低達(dá)0. 018W/ (m?k)。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨醋（PU，polyurethane)為主鏈含-NHC00-重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的一類(lèi)聚合物，是目 前國(guó)際上性能最好的保溫材料。聚氨醋具有易發(fā)泡，能調(diào)節(jié)軟硬程度，制品美觀，加工容易 等優(yōu)點(diǎn)，已成為世界上六大合成高分子材料之一，并廣泛應(yīng)用于纖維、輕工、建筑材料、包裝 材料及汽車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域。
[0003] 隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，消耗臭氧層的物質(zhì)被逐步淘汰，在聚氨醋硬質(zhì) 泡沫領(lǐng)域，發(fā)泡劑CFC-11由于對(duì)臭氧層有很大的破壞，已經(jīng)被替代；而替代品HCFC-141B對(duì) 臭氧層也有一定破壞作用。因此，所有參加蒙特利爾公約的國(guó)家將按照計(jì)劃淘汰HCFC-141B 的使用，在歐洲、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，已停止使用HCFC-141B。中國(guó)作為參與蒙特利爾公 約的國(guó)家，也面臨著肥FC-141B的替代工作，尤其是在硬泡產(chǎn)品出口到發(fā)達(dá)國(guó)家時(shí)，可能會(huì) 遇到該樣的問(wèn)題。建筑物上應(yīng)用的硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料主要作為屋頂平面或坡面的防水、 保溫層，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的墻壁，冷藏建筑的隔熱墻。密度在30~55Kg/m3范圍。目前，在國(guó) 內(nèi)的建筑保溫行業(yè)還在采用HCFC-141B為發(fā)泡劑的聚氨醋泡沫作為保溫材料，由于HCFC也 有一定的臭氧降低潛力，HCFC也不是最好的發(fā)泡劑，其被替代也是必然的。全水發(fā)泡可W 認(rèn)作是HCFC替代的最佳方案。
[0004] 與HCFC-141B及環(huán)戊燒等物理發(fā)泡劑不同，水屬于化學(xué)發(fā)泡劑，在發(fā)泡過(guò)程中與 異氯酸醋反應(yīng)生成脈，同時(shí)放出C〇2,放出的C〇2殘留在泡孔中起到發(fā)泡的作用，故在制備聚 氨醋泡沫過(guò)程中可通過(guò)改變水的用量來(lái)控制放出的C〇2的量，而獲得不同密度的聚氨醋泡 沫體。由于C〇2不臭、無(wú)毒，臭氧消耗潛值（0D巧為零，地球變暖的綜合因子（TEWI值）為 零，整個(gè)發(fā)泡工藝操作簡(jiǎn)單，對(duì)工廠現(xiàn)有設(shè)備無(wú)需改造，是氣氯姪化合物的理想替代物。
[0005] 但全水泡沫有W下缺點(diǎn)；l、C〇2熱導(dǎo)率較高，泡沫絕熱性能不好。2、全水發(fā)泡體系 粘度太大，流動(dòng)性能不好，還易導(dǎo)致混合不勻。3.C〇2擴(kuò)散速度太快，泡沫尺寸穩(wěn)定性不好。
[0006] 與阻燃型聚氨醋相比較，未經(jīng)阻燃處理的聚氨醋泡沫塑料的氧指數(shù)只有17左右， 在空氣中極易燃燒，起火后產(chǎn)生大量濃煙，引起人員傷亡。目前，環(huán)境的友好程度要求也越 來(lái)越高，無(wú)面、高效、低煙、低毒阻燃劑已經(jīng)成為阻燃領(lǐng)域研究的重要課題。提高阻燃性的途 徑主要有兩條：一是添加氯、漠、磯等元素的化合物，另一條就是在聚離或異氯酸醋鍵上引 入氯、漠、磯、鋪等原子，得到結(jié)構(gòu)型阻燃材料。高分子結(jié)構(gòu)單體的防火性能和導(dǎo)熱系數(shù)系保 溫板的主要判據(jù)，滿足GB8624-1997《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》的B1級(jí)或GB8624-2006 《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》的C級(jí)W上指標(biāo)要求，同時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)低達(dá)0. 〇18W/(m?k) (測(cè)試溫度25°C時(shí)）則是合格保溫板，反之，則不是。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中全水泡沫和阻燃型聚氨醋的客觀存在的 上述缺點(diǎn)，通過(guò)提供一種全水型阻燃聚氨醋硬泡、聚氨醋硬泡復(fù)合保溫板來(lái)解決達(dá)不到相 關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)問(wèn)題。
[0008] 根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種全水型阻燃聚氨醋硬泡，其特征在于：所述全水型 阻燃聚氨醋硬泡是在W聚胺為交聯(lián)劑、水為發(fā)泡劑W及添加阻燃劑的條件下，由至少一種 綜合聚醋聚離多元醇與至少一種異氯酸醋反應(yīng)獲得，所述聚胺具有如下結(jié)構(gòu)式：
[0009]
[0010] 其中n是從1到20的整數(shù)，
[0011] 所述阻燃劑是磯系阻燃劑，選自磯酸S(2-氯丙基）醋、磯酸S(0-氯己基）醋、 甲基磯酸二甲脂或己基麟酸二己脂的一種或多種；
[0012] 所述綜合聚醋聚離多元醇由分子結(jié)構(gòu)中引入苯環(huán)結(jié)構(gòu)、伯哲基特征的苯酢聚醋多 元醇W及由庶糖、甘油、山梨醇做為起始劑加成聚合而成的聚離多元醇組成。
[0013] 進(jìn)一步地，所述綜合聚醋聚離多元醇平均官能度在2W上，哲值為200~ 800m巧OH/g,粘度 25°C在 1500~4000mPa.S。
[0014] 進(jìn)一步地，還包括催化劑，所述催化劑選自=嗦類(lèi)的聚合或=聚催化劑。
[0015] 進(jìn)一步地，還包括表面活性劑；所述表面活性劑是硅油；所述硅油是一種聚娃氧 燒-聚離共聚物的娃-碳結(jié)構(gòu)的硅油。
[0016] 進(jìn)一步地，上述任意一種全水型阻燃聚氨醋硬泡，發(fā)泡原料包括：
[0017]
[0018]
[0019] 更進(jìn)一步地，發(fā)泡原料包括：
[0020]
[0021] 根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供上述任意一種全水型阻燃聚氨醋硬泡的制備方法，包 括如下步驟：
[002引a)制備組分A;按比例將稱(chēng)量好的原料投入反應(yīng)蓋中，在常溫下攬拌2~4小時(shí)； 將所述綜合聚醋聚離多元醇、聚胺、水、阻燃劑、催化劑、表面活性劑通過(guò)計(jì)量輸送在線混 合；
[0023] b)制備全水型阻燃聚氨醋硬泡；將步驟a)產(chǎn)物和異氯酸醋按質(zhì)量比；1 ;1~1. 5 混合均勻后，將混合物誘注到移動(dòng)輸送鏈板上。
[0024] 進(jìn)一步地，還包括：
[0025] C)制備硬泡板材；在基板的表面鋪設(shè)下層塑料薄膜，將發(fā)泡原料定量的利用灌注 機(jī)直接噴在下層塑料薄膜上，發(fā)泡原料上面鋪設(shè)上層塑料薄膜，所述下層塑料薄膜和上層 塑料薄膜均使用帶有凹凸不平花紋的聚合物塑料薄膜，利用壓制定型機(jī)定型，利用熱風(fēng)循 環(huán)裝置烘干加固，定型后將上層塑料薄膜、下層塑料薄膜從定型的硬泡上卷起，再經(jīng)修邊機(jī) 修邊，切斷機(jī)切斷，形成雙面均粗趟又有漂亮花紋的硬泡板材。
[0026] 根據(jù)第=方面，本發(fā)明提供上述方法制得的聚氨醋硬泡復(fù)合保溫板，包括聚氨醋 硬泡巧材，在聚氨醋硬泡巧材下表面貼合侶巧板，在聚氨醋硬泡巧材上表面貼合侶巧板。
[0027] 進(jìn)一步地，包括至少一對(duì)侶巧板和根據(jù)權(quán)利要求1~6中任意一種全水型阻燃聚 氨醋硬泡復(fù)合制成。
[0028] 更進(jìn)一步地，包括夾屯、型的、一對(duì)侶巧板之間夾有所述全水型阻燃聚氨醋硬泡復(fù) 合結(jié)構(gòu)。
[0029] 根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供上述聚氨醋硬泡復(fù)合保溫板的制備方法，包括如下步 驟：
[0030] a)提供W片、巧或板的形式的基板；
[0031] b)對(duì)所述基板投加給定量的如權(quán)利要求1~6的任意一種混合物成分；
[0032] C)通過(guò)激發(fā)交聯(lián)和發(fā)泡獲得聚氨醋硬泡夾于一對(duì)所述基板之間的復(fù)合板。
[0033] 進(jìn)一步地，還包括在所述基板相對(duì)的聚氨醋硬泡表面上應(yīng)用保護(hù)膜的步驟。
[0034] 進(jìn)一步地，還包括在步驟b)之前在所述基板上刷底漆的步驟。
[0035] 上述任意一種方法，其中所述步驟是連續(xù)進(jìn)行的。
[0036] 上述聚氨醋硬泡復(fù)合保溫板的間歇制備方法，包括如下步驟：
[0037]a)提供一個(gè)箱式發(fā)泡設(shè)備和W片、巧或板的形式的基板；
[0038] b)給所述箱式發(fā)泡設(shè)備投料，在所述基板之間按規(guī)定量形成如權(quán)利要求1~6中 任何一種混合物成分；
[0039] C)通過(guò)激發(fā)交聯(lián)和發(fā)泡獲得聚氨醋硬泡夾于一對(duì)所述基板之間的復(fù)合板。
[0040] 所述任意一種聚氨醋硬泡復(fù)合保溫板，用于生產(chǎn)空調(diào)或熱通風(fēng)管道。
[0041] 所述硬質(zhì)泡沫塑料的密度很大程度上是受發(fā)泡劑用量的影響。隨發(fā)泡劑用量的增 加，其密度是不斷降低的。
[0042] 為提高泡沫塑料的阻燃性，可W通過(guò)添加阻燃劑、W延緩燃燒、阻煙、甚至能使著 火部位自焰。也可采用含有阻燃元素的多元醇（既反應(yīng)型阻燃劑）為泡沫原料。阻燃劑必 須具有W下一種霍樹(shù)中功能；能在著火溫度或接近著火溫度下吸熱分解成不可燃物質(zhì)；能 與泡沫燃燒產(chǎn)物反應(yīng)生成不易燃物質(zhì)；可分解出能中止泡沫自由基氧化反應(yīng)的物質(zhì)。在聚 氨醋硬泡中，含磯阻燃劑主要在凝聚相發(fā)揮作用，磯化物可W消耗泡沫塑料燃燒時(shí)分解出 的可燃?xì)怏w，使其轉(zhuǎn)化成不易燃燒的碳化物，泡沫體中磯含量達(dá)1. 5%即可獲得較佳的阻燃 效果。聚氨醋硬泡沫的阻燃劑W液態(tài)阻燃劑為主，加阻燃劑延緩了泡沫的熱分解，使得起始 分