一種噴涂聚氨酯泡沫用阻燃抑煙劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種噴涂聚氨酯泡沫用阻燃抑煙劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于無鹵阻 燃技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯泡沫保溫材料，因優(yōu)異的保溫、粘接、防水、耐老化等特性，在建筑外墻保溫 材料應(yīng)用中的需求量正不斷擴(kuò)大。采用噴涂工藝制備的聚氨酯泡沫保溫材料，不僅施工工 藝簡便、效率高、制得的材料尺寸穩(wěn)定性好，而且保留了聚氨酯泡沫材料的所有優(yōu)點(diǎn)，在外 墻保溫施工中得到了廣泛的應(yīng)用。但其仍存在聚氨酯泡沫遇火易燃，火焰蔓延速度快，火災(zāi) 中產(chǎn)生大量濃煙和有毒氣體的缺點(diǎn)。據(jù)近年來火災(zāi)造成的人員傷亡統(tǒng)計(jì)，80 %以上死亡是 由有毒煙氣導(dǎo)致人員窒息造成的。濃煙不僅嚴(yán)重遮蔽了人的視線，還會強(qiáng)烈刺激呼吸器官 導(dǎo)致呼吸困難，容易引發(fā)人員傷亡事故。因此，制備出高阻燃性能、低煙（環(huán)境友好型）的 噴涂聚氨酯泡沫材料是一項(xiàng)重要的課題，對提升我國聚氨酯保溫材料的防火安全性具有重 大的意義。
[0003] 添加阻燃劑是提高噴涂聚氨酯泡沫材料阻燃性能的有效辦法。傳統(tǒng)的提高噴涂 聚氨酯泡沫阻燃性能的方法是在原料中添加有機(jī)鹵、磷類液體阻燃劑。以原料聚醚的質(zhì)量 為100份計(jì)，這類阻燃劑需要添加25份以上，制得的聚氨酯泡沫的阻燃性能才能滿足要求， 但其過多的添加會導(dǎo)致噴涂聚氨酯泡沫原料起發(fā)速度變慢，噴涂后會流淌，導(dǎo)致制得的聚 氨酯泡沫材料均勻性差，而且這類阻燃劑對降低噴涂聚氨酯泡沫燃燒產(chǎn)生的煙霧量沒有效 果，鹵系阻燃劑甚至增加了有毒氣體的生成量。另外，有機(jī)阻燃劑含量過高，也會明顯降低 制得的聚氨酯泡沫材料的力學(xué)性能，而且迀移問題更嚴(yán)重，縮短了材料的使用壽命。無機(jī)類 阻燃劑具有消煙、無毒的特點(diǎn)，對噴涂聚氨酯發(fā)泡原料的起發(fā)速度無影響，但通常需要添加 很高的量才具備要求的阻燃效果。另外，無機(jī)阻燃劑通常在聚醚組合料中的分散性較差，惡 化噴涂聚氨酯泡沫的制備工藝，大量使用制得的泡沫材料的強(qiáng)度也會下降。因此需要研制 新型的阻燃抑煙劑，以滿足噴涂聚氨酯泡沫制備工藝和使用性能的要求。
[0004] 膨脹型阻燃劑是一類不含鹵素，燃燒時(shí)表面能生成炭質(zhì)泡沫層，從而起到隔熱、隔 氧、抑煙、防融滴效果的高效環(huán)保類阻燃劑。鈉基蒙脫土是一類層狀硅酸鹽類納米礦物質(zhì)， 具有更好的吸附性、膨脹性和離子交換性，抑煙和阻燃效果較好；可膨脹石墨在高溫下體積 可膨脹數(shù)百倍；氫氧化鎂具有優(yōu)良的抑煙效果，其與氫氧化鈰復(fù)配使用，協(xié)同阻燃和抑煙效 果更佳；三聚氰胺甲醛樹脂與聚氨酯材料間具有良好的相容性，其分解產(chǎn)生的三聚氰胺本 身是一種環(huán)境友好的有機(jī)氮系膨脹類阻燃劑。上述無機(jī)類阻燃劑，通過三聚氰胺甲醛樹脂 對其表面包覆改性，可有效降低無機(jī)粒子的表面能，改善其與有機(jī)液態(tài)的噴涂聚氨酯原料 之間的相容性，從而能夠在液態(tài)發(fā)泡材料中得到很好的分散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種滿足噴涂聚氨酯泡沫制備工藝和使用性能的阻燃抑煙 劑及其制備方法和應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007] 本發(fā)明的一種噴涂聚氨酯泡沫用阻燃抑煙劑，該阻燃抑煙劑包括氫氧化鈰、氫氧 化鎂、鈉基蒙脫土、可膨脹石墨以及三聚氰胺甲醛樹脂；
[0008] 以氫氧化鈰的質(zhì)量為1份，氫氧化鎂的質(zhì)量為6-15份，鈉基蒙脫土的質(zhì)量為10-20 份，可膨脹石墨的質(zhì)量為10-20份，三聚氰胺甲醛樹脂的質(zhì)量為3-10份。
[0009] 本發(fā)明的一種阻燃抑煙劑的制備方法，步驟為：
[0010] ⑴將Ce(N03) 3*6 (H20)溶于去離子水中，然后加入鈉基蒙脫土和十二烷基磺酸鈉 溶液，在攪拌條件下緩慢滴加濃度為〇. 3~0. 5mol/L的氨水，使Ce (N03) 3 ? 6 (H20)完全生 成白色Ce (OH) 3沉淀，分散吸附在鈉基蒙脫土層間或表面，然后加入雙氧水，在60°C下攪拌 30分鐘，使Ce (0H) 3氧化成紅褐色過氧化物Ce (0H) 3 ? 00H ;然后加熱至95°C，加熱時(shí)間為1 小時(shí)，使Ce (0H) 3 ?00!!逐漸變?yōu)辄S色的Ce (0H) 4，然后過濾出固體物質(zhì)，用去離子水洗滌3次 后，放入鼓風(fēng)烘箱內(nèi)干燥，干燥溫度為200°C，干燥時(shí)間為2小時(shí)，得到吸附有氫氧化鈰的鈉 基蒙脫土；
[0011] (2)將MgCl2 *6 (H20)溶于去離子水中，濾去不溶性物質(zhì)，然后往溶液中加入可膨脹 石墨和十二烷基磺酸鈉溶液，在高速攪拌條件下向溶液中緩慢滴入濃度為0. 3~0. 5mol/L 的氨水，得到混合膠體懸浮液，將得到的混合膠體懸浮液在超聲清洗器中超聲震蕩2小時(shí)， 然后過濾出固體物質(zhì)，用去離子水洗滌3次后，在200°C下加熱2小時(shí)，得到氫氧化鎂與可膨 脹石墨的混合物；
[0012] (3)將步驟⑴得到的吸附有氫氧化鈰的鈉基蒙脫土、步驟⑵得到的氫氧化鎂與 可膨脹石墨的混合物，和三聚氰胺甲醛樹脂進(jìn)行混合，然后放入高能球磨機(jī)中進(jìn)行混合，采 用高低轉(zhuǎn)數(shù)循環(huán)工藝，在900~1200轉(zhuǎn)/min下混合5~lOmin，然后在450~600轉(zhuǎn)/min 下混合2~3min，循環(huán)3~5次，即得到粒徑為80~200目的阻燃抑煙劑。
[0013] 上述步驟⑴中Ce(N03)3.6(H20)與去離子水的質(zhì)量比為1 : 80~150,優(yōu)選為 1 ： 100 ；
[0014] 上述步驟⑴中Ce(N03)3 ? 6(H20)與鈉基蒙脫土的質(zhì)量比為1 : 5~20,優(yōu)選為 1 ： 10 ；
[0015] 上述步驟⑴中十二烷基磺酸鈉的濃度是0? lmol/L，Ce(N03)3 ? 6(H20)與十二烷 基磺酸鈉的質(zhì)量比為1 : 0.02~0.2,優(yōu)選為1 : 0.1;
[0016] 上述步驟⑴中Ce(N03)3，6(H20)與氨水的摩爾比為1 : 3~5,優(yōu)選為1 : 3. 5 ;
[0017] 上述步驟⑴中Ce(N03)3 ? 6(H20)與雙氧水的摩爾比為1 : 1~1. 5,優(yōu)選為 1 ： 1. 2 ；
[0018] 上述步驟（2)中MgCl2 ? 6(H20)與去離子水的質(zhì)量比為1 : 80~150,優(yōu)選為 1 ： 100 ；
[0019] 上述步驟（2)中MgCl2*6(H20)與可膨脹石墨的質(zhì)量比為1 : 1~3,優(yōu)選為 1 ： 1. 6 ；
[0020] 上述步驟⑵中MgCl2 ? 6(H20)與十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量比為1 : 0? 02~0? 1， 優(yōu)選為1 : 0. 05,十二烷基磺酸鈉的濃度是0. lmol/L ;
[0021] 上述步驟⑵中MgCl2 ? 6(H20)與氨水的摩爾比為1 : 2~3,優(yōu)選為1 : 2. 4 ;
[0022] 上述步驟（3)中制備的阻燃抑煙劑，是將步驟（1)制備的吸附有氫氧化鈰的鈉基 蒙脫土，步驟（2)制備的氫氧化鎂與可膨脹石墨的混合物，和三聚氰胺甲醛樹脂按1 : 1~ 3 : 0. 2~1的比例混合后，經(jīng)高能球磨機(jī)研磨制成，優(yōu)選混合比例是1. 1 : 2. 1 : 0. 5