阅读说明：本技术 一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物 (Flame-retardant isocyanate mixture for polyurethane foaming product ) 是由 陈峻 崔青天 于 2020-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物,包含异氰酸酯、聚醚、聚乙二醇、含磷阻燃剂、亚铁盐溶液、铜盐溶液、浓硫酸和一氧化碳吸收剂,通过在混合物中添加Fe2+和Cu2+,实现游离异氰酸根的完全消耗,避免游离异氰酸根在燃烧时产生有毒气体,且形成的产物中包含亚铁氰化铜,当聚氨酯发泡产品表面受热燃烧时,亚铁氰化铜能够与浓硫酸反应生成CO,并通过一氧化碳吸收剂将CO转变为CO2,进一步提高材料的阻燃效果,且亚铁氰化铜在剧烈燃烧时产生的N2可以当做保护材料的惰性气体置换出空气中的氧气,防止材料燃烧或爆炸,阻燃效果更好,实用性更佳。(The invention discloses a flame-retardant isocyanic acid radical mixture for a polyurethane foaming product, which comprises isocyanate, polyether, polyethylene glycol, a phosphorus-containing flame retardant, a ferrous salt solution, a copper salt solution, concentrated sulfuric acid and a carbon monoxide absorbent, by adding Fe2+ and Cu2+ into the mixture, the complete consumption of free isocyanate is realized, the generation of toxic gas during the combustion of the free isocyanate is avoided, and the formed product contains copper ferrocyanide, when the surface of the polyurethane foaming product is heated and burned, the copper ferrocyanide can react with concentrated sulfuric acid to generate CO, and CO is converted into CO2 by the carbon monoxide absorbent, the flame retardant effect of the material is further improved, and N2 generated during the violent combustion of the copper ferrocyanide can be used as inert gas of a protective material to replace oxygen in the air, so that the material is prevented from being combusted or exploded, the flame retardant effect is better, and the practicability is better.)

一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，尤其涉及一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物。

背景技术

现有的聚氨酯发泡产品用阻燃剂多为单磷类阻燃剂，燃烧时磷高温液化形成油膜隔绝空气，但是磷类阻燃剂的牵引现象较为严重，阻燃效果随使用时间而逐渐衰减，若采用异氰酸酯与阻燃聚醚反应，生产阻燃的聚脲成分，则能够很好解决磷类阻燃剂的牵引问题，但是异氰酸酯在反应过程中容易产生大量的游离异氰酸根，异氰酸根在燃烧时会产生有毒气体，对人体造成伤害，安全性不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃效果更好，使用时更加安全的聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，以解决上述背景技术中提出的异氰酸酯在反应过程中容易产生大量的游离异氰酸根，异氰酸根在燃烧时会产生有毒气体，对人体造成伤害，安全性不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物按照重量的配方如下：异氰酸酯20-30份、聚醚20-30份、聚乙二醇0-15份、含磷阻燃剂10-15份、亚铁盐溶液20-30份、铜盐溶液5-10份、浓硫酸2-8份和一氧化碳吸收剂2-8份。

优选的，所述异氰酸脂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，异氰酸脂中异氰酸根含量为30%-40%，异氰酸酯与聚醚反应后产物中游离的异氰酸根含量不超过3%。

优选的，所述含磷阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚的混合物，三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚混合物的添加比例为1:1:10:6。

优选的，所述亚铁盐溶液中Fe2+的含量不低于3%。

优选的，所述铜盐溶液中Cu2+的含量不低于亚铁盐溶液中Fe2+的含量。

优选的，所述一氧化碳吸收剂为浓度为54%的醋酸二氨合铜。

本发明还提供一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物的制备方法，包括如下步骤：

S1、将异氰酸酯20-30份、聚醚20-30份和聚乙二醇0-15份投入到装有回流冷凝管和搅拌器的反应容器中，通入氮气保护，加热至65℃后反应3h；

S2、再对反应容器内部进行减压，当反应容器内部压力降至0MPa后，向反应容器内添加含磷阻燃剂5-7.5份，充分搅拌后降至室温，得到阻燃性的异氰酸根产物A；

S3、将异氰酸根产物A加入到含有亚铁盐溶液20-30份的反应容器中，添加少量催化剂后在加热至80℃反应1h，再向反应容器中加入铜盐溶液5-10份反应至容器内部有红棕色沉淀物产生；

S4、对反应容器进行降温处理后，向内加入浓硫酸2-8份和一氧化碳吸收剂2-8份，充分搅拌后升温至30℃反应至没有气泡产生，得到阻燃性的异氰酸根产物B；

S5、对阻燃性的异氰酸根产物B进行脱铵处理和脱水处理，得到阻燃性的异氰酸根产物C；

S6、向阻燃性的异氰酸根产物C加入剩下的含磷阻燃剂5-7.5份，在室温下充分搅拌得到聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物。

优选的，所述阻燃性的异氰酸根产物C的含水量不超过1%。

本发明提供的一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，通过在混合物中添加Fe2+和Cu2+，实现游离异氰酸根的完全消耗，避免游离异氰酸根在燃烧时产生有毒气体，且形成的产物中包含亚铁氰化铜，当聚氨酯发泡产品表面受热燃烧时，亚铁氰化铜能够与浓硫酸反应生成CO，并通过一氧化碳吸收剂将CO转变为CO2，进一步提高材料的阻燃效果，且亚铁氰化铜在剧烈燃烧时产生的N2可以当做保护材料的惰性气体置换出空气中的氧气，防止材料燃烧或***，阻燃效果更好，实用性更佳。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物按照重量的配方如下：异氰酸酯20份、聚醚20份、聚乙二醇10份、含磷阻燃剂10份、亚铁盐溶液20份、铜盐溶液5份、浓硫酸7份和一氧化碳吸收剂8份，异氰酸脂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，异氰酸脂中异氰酸根含量为30%，异氰酸酯与聚醚反应后产物中游离的异氰酸根含量不超过3%，含磷阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚的混合物，三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚混合物的添加比例为1:1:10:6，亚铁盐溶液中Fe2+的含量不低于3%，铜盐溶液中Cu2+的含量不低于亚铁盐溶液中Fe2+的含量，一氧化碳吸收剂为浓度为54%的醋酸二氨合铜。

实施例2

一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物按照重量的配方如下：异氰酸酯20份、聚醚20-份、聚乙二醇10份、含磷阻燃剂10份、亚铁盐溶液20份、铜盐溶液5份、浓硫酸7份和一氧化碳吸收剂8份，异氰酸脂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，异氰酸脂中异氰酸根含量为40%，异氰酸酯与聚醚反应后产物中游离的异氰酸根含量不超过3%，含磷阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚的混合物，三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚混合物的添加比例为1:1:10:6，亚铁盐溶液中Fe2+的含量不低于3%，铜盐溶液中Cu2+的含量不低于亚铁盐溶液中Fe2+的含量，一氧化碳吸收剂为浓度为54%的醋酸二氨合铜。

实施例3

一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物按照重量的配方如下：异氰酸酯30份、聚醚20份、含磷阻燃剂10份、亚铁盐溶液20份、铜盐溶液5份、浓硫酸7份和一氧化碳吸收剂8份，异氰酸脂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，异氰酸脂中异氰酸根含量为30%，异氰酸酯与聚醚反应后产物中游离的异氰酸根含量不超过3%，含磷阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚的混合物，三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚混合物的添加比例为1:1:10:6，亚铁盐溶液中Fe2+的含量不低于3%，铜盐溶液中Cu2+的含量不低于亚铁盐溶液中Fe2+的含量，一氧化碳吸收剂为浓度为54%的醋酸二氨合铜。

实施例4

一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物按照重量的配方如下：异氰酸酯20份、聚醚30份、含磷阻燃剂10份、亚铁盐溶液20份、铜盐溶液5份、浓硫酸7份和一氧化碳吸收剂8份，异氰酸脂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，异氰酸脂中异氰酸根含量为30%，异氰酸酯与聚醚反应后产物中游离的异氰酸根含量不超过3%，含磷阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚的混合物，三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚混合物的添加比例为1:1:10:6，亚铁盐溶液中Fe2+的含量不低于3%，铜盐溶液中Cu2+的含量不低于亚铁盐溶液中Fe2+的含量，一氧化碳吸收剂为浓度为54%的醋酸二氨合铜。

实施例5

一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物按照重量的配方如下：异氰酸酯30份、聚醚20份、含磷阻燃剂10份、亚铁盐溶液20份、铜盐溶液5份、浓硫酸7份和一氧化碳吸收剂8份，异氰酸脂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，异氰酸脂中异氰酸根含量为40%，异氰酸酯与聚醚反应后产物中游离的异氰酸根含量不超过3%，含磷阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚的混合物，三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚混合物的添加比例为1:1:10:6，亚铁盐溶液中Fe2+的含量不低于3%，铜盐溶液中Cu2+的含量不低于亚铁盐溶液中Fe2+的含量，一氧化碳吸收剂为浓度为54%的醋酸二氨合铜。

实施例6

一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物按照重量的配方如下：异氰酸酯20份、聚醚30份、含磷阻燃剂10份、亚铁盐溶液20份、铜盐溶液5份、浓硫酸7份和一氧化碳吸收剂8份，异氰酸脂为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种，异氰酸脂中异氰酸根含量为40%，异氰酸酯与聚醚反应后产物中游离的异氰酸根含量不超过3%，含磷阻燃剂是三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚的混合物，三聚氰胺聚磷酸盐、石墨、阻燃聚醚和白聚醚混合物的添加比例为1:1:10:6，亚铁盐溶液中Fe2+的含量不低于3%，铜盐溶液中Cu2+的含量不低于亚铁盐溶液中Fe2+的含量，一氧化碳吸收剂为浓度为54%的醋酸二氨合铜。

本发明还提供一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物的制备方法，包括如下步骤：

S1、将异氰酸酯20-30份、聚醚20-30份和聚乙二醇0-15份投入到装有回流冷凝管和搅拌器的反应容器中，通入氮气保护，加热至65℃后反应3h，异氰酸酯中的异氰酸根与聚醚反应形成聚脲成分，聚脲成分是具有良好的防腐、防水和耐磨特性的不燃材料，能够在增强产品阻燃特性的同时提高产品质量；

S2、再对反应容器内部进行减压，当反应容器内部压力降至0MPa后，向反应容器内添加含磷阻燃剂5-7.5份，充分搅拌后降至室温，得到阻燃性的异氰酸根产物A，此时的阻燃性的异氰酸根产物A中含有未完全反应的游离异氰酸根；

S3、将异氰酸根产物A加入到含有亚铁盐溶液20-30份的反应容器中，添加少量催化剂后在加热至80℃反应1h，再向反应容器中加入铜盐溶液5-10份反应至容器内部有红棕色沉淀物产生，游离异氰酸根与亚铁盐溶液中的亚铁离子反应，并在铜盐溶液的环境下生成红棕色的亚铁氰化铜；

S4、对反应容器进行降温处理后，向内加入浓硫酸2-8份和一氧化碳吸收剂2-8份，充分搅拌后升温至30℃反应至没有气泡产生，得到阻燃性的异氰酸根产物B；

S5、对阻燃性的异氰酸根产物B进行脱铵处理和脱水处理，得到阻燃性的异氰酸根产物C，脱水后阻燃性异氰酸根产物C的含水量不超过1%；

S6、向阻燃性的异氰酸根产物C加入剩下的含磷阻燃剂5-7.5份，在室温下充分搅拌得到聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物。

综上所述：本发明在提供的一种聚氨酯发泡产品用阻燃异氰酸根混合物，通过在混合物中添加Fe2+和Cu2+，实现游离异氰酸根的完全消耗，避免游离异氰酸根在燃烧时产生有毒气体，且形成的产物中包含亚铁氰化铜，当聚氨酯发泡产品表面受热燃烧时，亚铁氰化铜能够与浓硫酸反应生成CO，并通过一氧化碳吸收剂将CO转变为CO2，进一步提高材料的阻燃效果，且亚铁氰化铜在剧烈燃烧时产生的N2可以当做保护材料的惰性气体置换出空气中的氧气，防止材料燃烧或***，阻燃效果更好，实用性更佳。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。