本發(fā)明屬于聚氨酯保溫材料，具體涉及一種高阻燃聚氨酯保溫材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、常用的有機(jī)保溫材料主要有聚氨酯材料、聚苯乙烯材料和酚醛材料，其中聚氨酯材料是由多異氰酸酯、多元醇、多元胺、水等原料制成的聚合物，具有多孔性、密度較低、耐化學(xué)腐蝕、隔熱性好、保溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑、冷鏈設(shè)施、家具等諸多領(lǐng)域；但傳統(tǒng)聚氨酯材料本身也存在著一些缺陷，尤其防火性差、易老化、易燃燒；隨著人們安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對(duì)聚氨酯材料的阻燃性能要求越來(lái)越高，提高其阻燃性能也成為了人們的研究重點(diǎn)，目前，主要通過(guò)對(duì)合成聚氨酯的原料進(jìn)行阻燃改性或在聚氨酯材料的制備過(guò)程中添加阻燃劑，以獲得具有阻燃性能的聚氨酯材料。

2、中國(guó)專利cn110845697b公開了一種聚氨酯阻燃泡沫材料，該材料由特定重量份數(shù)的聚醚多元醇、三聚氰胺聚醚、苯酐聚酯多元醇、聚醚四元醇、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑hfc-245fa、復(fù)合阻燃劑、水、擴(kuò)鏈劑等原料制備而成，所制得的材料具有快速成型、尺寸穩(wěn)定性好、氣密性好、低導(dǎo)熱系數(shù)、高抗壓強(qiáng)度等特點(diǎn)，其中聚醚多元醇由聚醚二元醇、聚醚三元醇和聚醚四元醇混合制得，所使用的復(fù)合阻燃劑為tcpp和tep，通過(guò)添加復(fù)合阻燃劑的方式，解決了聚氨酯材料易燃的難點(diǎn)，降低了火災(zāi)隱患，聚氨酯阻燃泡沫材料的氧指數(shù)為30.4-30.6％。

3、中國(guó)專利cn113929864b公開了一種阻燃保溫型聚氨酯材料，由如下重量份的原料制成：10-20份多元醇組合物；10-20份pm-200；0.03-0.05份催化劑；2-5份發(fā)泡劑；0.2-0.5份勻泡劑；其中多元醇組合物由磷-氮多元醇、硅-硼阻燃劑、聚酯多元醇組成，該氨酯材料通過(guò)含磷、氮、硅、硼、氟的多元醇組合物與多次甲基多苯基異氰酸酯反應(yīng)制得，使得聚氨酯材料具有優(yōu)良的阻燃性能、優(yōu)異的力學(xué)性能，其氧指數(shù)最高達(dá)到33.4％。

4、中國(guó)專利cn116655877a公開了一種墻體保溫復(fù)合材料及其生產(chǎn)工藝，采用以聚醚多元醇、二元異氰酸酯、支化阻燃交聯(lián)劑、催化劑、物理發(fā)泡劑、化學(xué)發(fā)泡劑和無(wú)機(jī)填充劑為原料，經(jīng)發(fā)泡、熟化和固化過(guò)程，制得阻燃性能良好的保溫復(fù)合材料，其中支化阻燃交聯(lián)劑中含有豐富的有機(jī)硅和磷酸苯酯結(jié)構(gòu)，作為磷-硅協(xié)效阻燃劑，提升了材料的阻燃性能，其極限氧指數(shù)達(dá)到33.0％。

5、上述專利雖然都采用不同的方式對(duì)聚氨酯材料進(jìn)行改性，提升了聚氨酯材料的阻燃性能，但聚氨酯材料的氧指數(shù)仍然存在提升的空間，無(wú)法達(dá)到高阻燃性能的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高阻燃聚氨酯保溫材料及其制備方法，以獲得高阻燃性能的聚氨酯保溫材料。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種高阻燃聚氨酯保溫材料，包括如下重量份的原料制備得到：多異氰酸酯20-25份；多元醇15-20份；發(fā)泡劑2-4份；泡沫穩(wěn)定劑0.6-0.8份；催化劑0.3-0.5份；改性添加劑2-3份；

4、進(jìn)一步地，所述多元醇由質(zhì)量比為1-2:1的聚醚多元醇、多磷酸酯-二醇組成。

5、進(jìn)一步地，所述多異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯中的任意一種或幾種混合。

6、進(jìn)一步地，所述發(fā)泡劑由質(zhì)量比2-3:1的物理發(fā)泡劑、化學(xué)發(fā)泡劑組成。

7、進(jìn)一步地，所述物理發(fā)泡劑為二氯甲烷、正己烷、石油醚中的任意一種或幾種混合。

8、進(jìn)一步地，所述化學(xué)發(fā)泡劑為水、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸異丙酯中的任意一種或幾種混合。

9、進(jìn)一步地，所述泡沫穩(wěn)定劑為二甲基硅油或乙烯基硅油。

10、進(jìn)一步地，所述催化劑為五甲基二乙烯三胺、二甲基環(huán)己胺、五甲基環(huán)己胺中的任意一種或幾種混合。

11、本發(fā)明還提供了一種高阻燃聚氨酯保溫材料的制備方法，包括如下步驟：按照質(zhì)量配比，將多元醇、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、改性添加劑混合均勻，加入多異氰酸酯，攪拌均勻，倒入模具中，經(jīng)發(fā)泡、熟化、固化，得到高阻燃聚氨酯保溫材料。

12、進(jìn)一步地，所述發(fā)泡條件為：在25-30℃下發(fā)泡20-30min；所述熟化條件為：在室溫下熟化1-2h；所述固化條件為：在70-80℃下固化2-3h。

13、在本發(fā)明技術(shù)方案中，所述改性添加劑的制備方法為：向反應(yīng)容器中加入80-90wt％乙醇溶液、改性硅烷，超聲0.5-1h，加入硅藻土和碳酸鈣，繼續(xù)超聲2-3h，過(guò)濾，濾渣干燥后得到改性添加劑；所述硅藻土、碳酸鈣、改性硅烷、80-90wt％乙醇溶液的質(zhì)量比為1:0.8-1:0.3-0.5:25-30。

14、在本發(fā)明技術(shù)方案中，所述多磷酸酯-二醇的制備方法為：向反應(yīng)容器中加入無(wú)水四氫呋喃、氯代-多磷酸酯和n,n-二異丙基乙胺，氮?dú)獗Ｗo(hù)，攪拌均勻，滴加含2-氨基-1,3-丙二醇的四氫呋喃溶液，滴畢，升溫至50-60℃，反應(yīng)4-5h，得到多磷酸酯-二醇，結(jié)構(gòu)式為：

15、所述2-氨基-1,3-丙二醇、氯代-多磷酸酯、n,n-二異丙基乙胺的摩爾比為1:1-1.1:1.3-1.5。

16、在本發(fā)明技術(shù)方案中，所述改性硅烷的制備方法為：

17、s1、向反應(yīng)容器中加入n,n-二甲基甲酰胺、4-氯苯基二氯磷酸酯和三乙胺，氮?dú)獗Ｗo(hù)，攪拌均勻，降溫至-5-0℃，滴加含2-羥乙基膦酸二甲酯的n,n-二甲基甲酰胺溶液，滴畢，反應(yīng)6-8h，得到氯代-多磷酸酯，結(jié)構(gòu)式為：

18、所述4-氯苯基二氯磷酸酯、2-羥乙基膦酸二甲酯、三乙胺的摩爾比為1:2-2.1:2.3-2.5；

19、s2、向反應(yīng)容器中加入無(wú)水四氫呋喃、氯代-多磷酸酯和三乙胺，氮?dú)獗Ｗo(hù)，攪拌均勻，滴加含3-氨基丙基三乙氧基硅烷的四氫呋喃溶液，滴畢，升溫至45-50℃，反應(yīng)4-6h，得到改性硅烷，結(jié)構(gòu)式為：

20、所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷、氯代-多磷酸酯、三乙胺的摩爾比為1:1-1.1:0.3-0.5。

21、本發(fā)明具有如下有益效果：

22、本發(fā)明為了獲得高阻燃性的聚氨酯保溫材料，對(duì)合成聚氨酯的原料進(jìn)行改性，一方面將2-氨基-1,3-丙二醇與氯代-多磷酸酯反應(yīng)，制得了阻燃性的多磷酸酯-二醇，所制得的多磷酸酯-二醇結(jié)構(gòu)中含有阻燃性的多磷酸酯基團(tuán)、氮元素，將其用于聚氨酯的合成，能夠極大地提高聚氨酯保溫材料的阻燃性能；另一方面，本發(fā)明使用含多磷酸酯基團(tuán)的改性硅烷對(duì)硅藻土和碳酸鈣進(jìn)行改性，改性后的硅藻土和碳酸鈣均含有阻燃性的多磷酸酯基團(tuán)、氮元素及硅元素，不僅能夠與多磷酸酯-二醇協(xié)同作用，共同提升聚氨酯保溫材料的阻燃性能，而且改性后的硅藻土和碳酸鈣與其他有機(jī)原料間的相容性更好，能夠更好的分散到聚氨酯體系中，形成結(jié)構(gòu)更加均一、穩(wěn)定的保溫材料，有助于提高保溫材料的強(qiáng)度及阻燃性。

23、本發(fā)明通過(guò)含有多磷酸酯基團(tuán)、氮元素的多磷酸酯-二醇與含有多磷酸酯基團(tuán)、氮元素及硅元素的改性添加劑協(xié)同作用，達(dá)到了多重阻燃效果，獲得了高阻燃性能的聚氨酯保溫材料，所制得的聚氨酯保溫材料還具有良好的尺寸穩(wěn)定性、保溫性能及強(qiáng)度，更能滿足市場(chǎng)需求。