无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105524246A(43)申请公布日2016.04.27(21)申请号201610022073.XC08G101/00(2006.01)(22)申请日2016.01.13(71)申请人中南民族大学地址430074湖北省武汉市洪山区民院路708号中南民族大学科研处(72)发明人张俊珩张道洪张爱清(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人杜传青(51)Int.Cl.C08G18/64(2006.01)C08K9/04(2006.01)C08K9/06(2006.01)C08K3/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料及其制备方法，该聚氨酯硬质泡沫塑料配方按重量计各组分为：魔芋飞粉多元醇100份，含P-N超支化有机硅改性石墨烯1～6份，多异氰酸酯100～180份，水5～30份，泡沫稳定剂1～5份，胺类催化剂0.1～3份，锡类催化剂0.1～3份。本发明还公开了该聚氨酯硬质泡沫塑料的制备方法。本发明将魔芋飞粉液化后得到的生物基多元醇代替传统聚醚多元醇，添加含P-N超支化有机硅改性石墨烯制备得到的聚氨酯硬质泡沫塑料不仅具有较好的阻燃性能，还具有较高的力学强度、热稳定性和生物可降解性，具有广泛的应用前景。CN105524246ACN105524246A权利要求书1/2页1.一种无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：以重量计，各组分含量为：魔芋飞粉多元醇100份，含P-N超支化有机硅改性石墨烯1～6份，多异氰酸酯100～180份，水5～30份，泡沫稳定剂1～5份，胺类催化剂0.1～3份，锡类催化剂0.1～3份。2.根据权利要求1所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的魔芋飞粉多元醇按如下方法制备而得：将魔芋飞粉、有机混合溶剂加入装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，在90～180℃下搅拌0～30min后，加入催化剂浓硫酸，继续在90～180℃下搅拌反应30～120min，反应结束后冷却，调节pH值至中性，即得到魔芋飞粉多元醇；所述有机混合溶剂为PEG400和丙三醇，丙三醇在有机混合溶剂中的含量为4～10％，且有机混合溶剂与魔芋飞粉的重量比为100：(20～50)，浓硫酸的用量为魔芋飞粉重量的0.1％～1％。3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的含P-N超支化有机硅改性石墨烯按如下方法制备而得：首先，将氧化石墨烯分散在无水乙醇中，向分散系中加入与氧化石墨烯重量比为(0.1～2)：1的氨基硅烷和三烯丙基磷酸酯，氨基硅烷与三烯丙基磷酸酯的当量比为0.67～1.33，在15～70℃条件下反应12h～24h，经离心、洗涤、真空干燥，得到含P-N超支化有机硅改性的氧化石墨烯；然后，将上述含P-N超支化有机硅改性的氧化石墨烯分散于无水乙醇中，超声分散成均匀的分散液，再加入水合肼，在80～100℃下反应2～4h，冷却后经离心、洗涤、真空干燥，得到含P-N超支化有机硅改性石墨烯。4.根据权利要求3所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述氨基硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或3-氨基丙基三甲氧基硅烷。5.根据权利要求4所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述氨基硅烷和三烯丙基磷酸酯在加入到分散在无水乙醇中的氧化石墨烯前，先分别用无水乙醇进行分散。6.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种。7.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂。8.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的胺类催化剂为双(二甲氨基乙基)醚、五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺、三甲基羟乙基双氨乙基醚、2,2-双吗啉二乙基醚、三甲基羟乙基乙二胺、苄基二甲胺等中的一种或两种以上。9.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于：所述的锡类催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二硫醇二辛基锡、二丁基氧化锡中的一种或两种以上。10.权利要求1至9任一项所述的无卤阻燃生物基聚氨酯硬质泡沫塑料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)将魔芋飞粉多元醇，含P-N超支化有机硅改性石墨烯，水，催化剂，泡沫稳定剂加入容器中，在18～35℃下，用高速分散机混合均匀，转速为500～1000r/min，搅拌时间为