一種復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料制造技術

本發明專利技術公開了一種復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其原料包括：聚醚多元醇、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、季戊四醇三烯丙基醚、苯胺甲基三乙氧基硅烷、三羥甲基丙烷、二溴新戊二醇、二辛酸二丁基錫、二甲硫基甲苯二胺、4,4’?亞甲基雙鄰氯苯胺、凹凸棒土、蒙脫土、空心玻璃微珠、白炭黑、膨脹蛭石、多壁碳納米管、環氧化天然橡膠、復合阻燃劑；復合阻燃劑由可膨脹石墨、錫酸鋅、P?N?Si阻燃劑混合而成。本發明專利技術提出的復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其強度高，阻燃性能優異，能滿足多種領域的使用要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及聚氨酯
，尤其涉及一種復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料。
技術介紹
聚氨酯是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統稱，具有優異的耐磨、耐油、耐撕裂、耐化學腐蝕等特性，其用途非常廣，可以代替橡膠、塑料、尼龍等，用于機場、酒店、建材、汽車廠、煤礦廠、水泥廠、高級公寓、別墅、園林美化、彩石藝術、公園等領域。但普通的聚氨酯材料極易燃燒，在應用的過程中具有很大的火災安全隱患，大大限制了聚氨酯材料在實際中的應用。
技術實現思路
基于
技術介紹
存在的技術問題，本專利技術提出了一種復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其強度高，阻燃性能優異，能滿足多種領域的使用要求。本專利技術提出的一種復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其原料按重量份包括：聚醚多元醇30-50份、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯20-45份、甲苯二異氰酸酯10-30份、環氧樹脂5-20份、丙烯酸樹脂5-20份、季戊四醇三烯丙基醚2-5份、苯胺甲基三乙氧基硅烷3-15份、三羥甲基丙烷2-5份、二溴新戊二醇1-3.5份、二辛酸二丁基錫0.01-0.12份、二甲硫基甲苯二胺2.5-5份、4,4’-亞甲基雙鄰氯苯胺1-5份、凹凸棒土10-25份、蒙脫土4-20份、空心玻璃微珠3-20份、白炭黑10-20份、膨脹蛭石2-15份、多壁碳納米管2-15份、環氧化天然橡膠2-5份、復合阻燃劑10-30份；其中，所述復合阻燃劑由5-12重量份的可膨脹石墨、2-10重量份的錫酸鋅、3-15重量份的P-N-Si阻燃劑混合而成；所述P-N-Si阻燃劑按照以下工藝進行制備：在冰水浴條件下，按重量份將15-20份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、1-2份N,N-二甲基環己胺和25-35份四氫呋喃加入反應容器中，攪拌溶解后加入2-5份二氯磷酸苯酯，反應2.5-3.5h后升溫至45-55℃，攪拌反應2-5h后過濾，將濾液旋蒸后經中性氧化鋁柱純化得到所述P-N-Si阻燃劑。優選地，其原料中，聚醚多元醇、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯的重量比為35-46：27-42：16-27。優選地，其原料按重量份包括：聚醚多元醇40-45份、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯35-40份、甲苯二異氰酸酯20-25份、環氧樹脂10-17份、丙烯酸樹脂11-15份、季戊四醇三烯丙基醚3.2-4份、苯胺甲基三乙氧基硅烷7-10份、三羥甲基丙烷3.2-4份、二溴新戊二醇2.8-3.2份、二辛酸二丁基錫0.07-0.1份、二甲硫基甲苯二胺3.9-4.3份、4,4’-亞甲基雙鄰氯苯胺2.9-3.5份、凹凸棒土18-21份、蒙脫土11-15份、空心玻璃微珠12-15份、白炭黑15-19份、膨脹蛭石9-11份、多壁碳納米管8-11份、環氧化天然橡膠2.9-3.8份、復合阻燃劑20-26份。優選地，其原料按重量份包括：聚醚多元醇42份、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯38份、甲苯二異氰酸酯22份、環氧樹脂15份、丙烯酸樹脂12.5份、季戊四醇三烯丙基醚3.7份、苯胺甲基三乙氧基硅烷8.5份、三羥甲基丙烷3.5份、二溴新戊二醇3份、二辛酸二丁基錫0.08份、二甲硫基甲苯二胺4份、4,4’-亞甲基雙鄰氯苯胺3.2份、凹凸棒土20份、蒙脫土13.5份、空心玻璃微珠14份、白炭黑17.5份、膨脹蛭石10份、多壁碳納米管10份、環氧化天然橡膠3.5份、復合阻燃劑22份。優選地，所述聚醚多元醇為聚醚多元醇N220、聚醚多元醇N330、聚醚多元醇3050中的一種或者多種的混合物。優選地，所述膨脹蛭石為改性膨脹蛭石，所述改性膨脹蛭石所采用的改性劑為十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨、二十二烷基三甲基氯化銨中的一種或者多種的混合物。優選地，多壁碳納米管的純度＞95％，直徑為25-35nm，長度為55-65μm。優選地，所述復合阻燃劑由10重量份的可膨脹石墨、8重量份的錫酸鋅、12重量份的P-N-Si阻燃劑混合而成。優選地，所述P-N-Si阻燃劑按照以下工藝進行制備：在冰水浴條件下，按重量份將17份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、1.3份N,N-二甲基環己胺和30份四氫呋喃加入反應容器中，攪拌溶解后加入3.5份二氯磷酸苯酯，反應3h后升溫至50℃，攪拌反應4.5h后過濾，將濾液旋蒸后經中性氧化鋁柱純化得到所述P-N-Si阻燃劑。本專利技術所述復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料可以按照常規的聚氨酯復合材料制備工藝制備而成。本專利技術復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料中，選擇了聚醚多元醇、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯為聚氨酯單體，得到的聚氨酯具有卓越的物理性能，同時具有優異的耐熱性、耐低溫性和耐水性，同時加入了環氧樹脂、丙烯酸樹脂對其進行改性，顯著提高了復合材料的柔韌性和抗沖擊強度；苯胺甲基三乙氧基硅烷加入體系中，一方面，與季戊四醇三烯丙基醚配合后，顯著提高了體系中各物料的相容性，另一方面，其中的氨基能參與體系的交聯反應，提高了體系的交聯速度；二溴新戊二醇加入體系中作為擴鏈劑，成功的
將溴元素引入到了體系中，與體系中的復合阻燃劑配合賦予復合材料優異的阻燃性；凹凸棒土、蒙脫土、空心玻璃微珠、白炭黑、膨脹蛭石、多壁碳納米管加入體系中，顯著提高了復合材料的強度、耐熱性、耐老化性，同時提高了復合材料的阻燃性；復合阻燃劑中，以γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷與二氯磷酸苯酯為原料，通過控制反應的條件，使γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的氨基與二氯磷酸苯酯中的氯發生了親核取代反應，從而將γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和二氯磷酸苯酯結合為一體，得到了P-N-Si阻燃劑，在燃燒的過程中，能生成一層Si-O和Si-C的炭質保護層，同時釋放氮氣、小分子水等不燃性氣體，將其與可膨脹石墨、錫酸鋅配合作為阻燃劑加入體系中，具有協同作用，顯著提高了復合材料的阻燃性和抑煙性。具體實施方式下面，通過具體實施例對本專利技術的技術方案進行詳細說明。實施例1本專利技術提出的一種復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其原料按重量份包括：聚醚多元醇50份、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯20份、甲苯二異氰酸酯30份、環氧樹脂5份、丙烯酸樹脂20份、季戊四醇三烯丙基醚2份、苯胺甲基三乙氧基硅烷15份、三羥甲基丙烷2份、二溴新戊二醇3.5份、二辛酸二丁基錫0.01份、二甲硫基甲苯二胺5份、4,4’-亞甲基雙鄰氯苯胺1份、凹凸棒土25份、蒙脫土4份、空心玻璃微珠20份、白炭黑10份、膨脹蛭石15份、多壁碳納米管2份、環氧化天然橡膠5份、復合阻燃劑10份；其中，所述復合阻燃劑由12重量份的可膨脹石墨、2重量份的錫酸鋅、15重量份的P-N-Si阻燃劑混合而成；所述P-N-Si阻燃劑按照以下工藝進行制備：在冰水浴條件下，按重量份將15份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、2份N,N-二甲
基環己胺和25份四氫呋喃加入反應容器中，攪拌溶解后加入5份二氯磷酸苯酯，反應2.5h后升溫至55℃，攪拌反應2h后過濾，將濾液旋蒸后經中性氧化鋁柱純化得到所述P-N-Si阻燃劑。實施例2本專利技術提出的一種復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其原料按重量份包括：聚醚多元醇30份、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯45份、甲苯二異氰酸酯10份、環氧樹本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚醚多元醇30?50份、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯20?45份、甲苯二異氰酸酯10?30份、環氧樹脂5?20份、丙烯酸樹脂5?20份、季戊四醇三烯丙基醚2?5份、苯胺甲基三乙氧基硅烷3?15份、三羥甲基丙烷2?5份、二溴新戊二醇1?3.5份、二辛酸二丁基錫0.01?0.12份、二甲硫基甲苯二胺2.5?5份、4,4’?亞甲基雙鄰氯苯胺1?5份、凹凸棒土10?25份、蒙脫土4?20份、空心玻璃微珠3?20份、白炭黑10?20份、膨脹蛭石2?15份、多壁碳納米管2?15份、環氧化天然橡膠2?5份、復合阻燃劑10?30份；其中，所述復合阻燃劑由5?12重量份的可膨脹石墨、2?10重量份的錫酸鋅、3?15重量份的P?N?Si阻燃劑混合而成；所述P?N?Si阻燃劑按照以下工藝進行制備：在冰水浴條件下，按重量份將15?20份γ?氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、1?2份N,N?二甲基環己胺和25?35份四氫呋喃加入反應容器中，攪拌溶解后加入2?5份二氯磷酸苯酯，反應2.5?3.5h后升溫至45?55℃，攪拌反應2?5h后過濾，將濾液旋蒸后經中性氧化鋁柱純化得到所述P?N?Si阻燃劑。...

【技術特征摘要】
1.一種復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚醚多元醇30-50份、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯20-45份、甲苯二異氰酸酯10-30份、環氧樹脂5-20份、丙烯酸樹脂5-20份、季戊四醇三烯丙基醚2-5份、苯胺甲基三乙氧基硅烷3-15份、三羥甲基丙烷2-5份、二溴新戊二醇1-3.5份、二辛酸二丁基錫0.01-0.12份、二甲硫基甲苯二胺2.5-5份、4,4’-亞甲基雙鄰氯苯胺1-5份、凹凸棒土10-25份、蒙脫土4-20份、空心玻璃微珠3-20份、白炭黑10-20份、膨脹蛭石2-15份、多壁碳納米管2-15份、環氧化天然橡膠2-5份、復合阻燃劑10-30份；其中，所述復合阻燃劑由5-12重量份的可膨脹石墨、2-10重量份的錫酸鋅、3-15重量份的P-N-Si阻燃劑混合而成；所述P-N-Si阻燃劑按照以下工藝進行制備：在冰水浴條件下，按重量份將15-20份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、1-2份N,N-二甲基環己胺和25-35份四氫呋喃加入反應容器中，攪拌溶解后加入2-5份二氯磷酸苯酯，反應2.5-3.5h后升溫至45-55℃，攪拌反應2-5h后過濾，將濾液旋蒸后經中性氧化鋁柱純化得到所述P-N-Si阻燃劑。2.根據權利要求1所述復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其特征在于，其原料中，聚醚多元醇、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯的重量比為35-46：27-42：16-27。3.根據權利要求1或2所述復合阻燃劑改性聚氨酯復合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：聚醚多元醇40-45份、4,4′–二苯基甲烷二異氰酸酯35-40份、甲苯二異氰酸酯20-25份、環氧樹脂10-17份、丙烯酸樹脂11-15份、季戊四醇三烯丙基醚3.2-4份、苯胺甲基三乙氧基硅烷7-10份、三羥甲基丙烷3.2-4份、二溴新戊二醇2.8-3.2份、二辛酸二丁基錫0.07-0.1份、二甲硫基甲苯二胺3.9-4.3份、4,4’-亞甲基雙鄰氯苯胺2.9-3.5份、凹凸棒土18-21份、蒙
\t脫土11-15份、空心玻璃微珠12-15份、白炭黑15-19份、膨脹蛭石9-11...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龔文祥，
申請(專利權)人：滁州環球聚氨酯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34