本發(fā)明涉及高分子彈性材料，具體說是一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，屬于材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著海綿產(chǎn)品的不斷開發(fā)和生產(chǎn)，其邊、角、廢料逐漸的增多，為充分利用這些材料，人們積極探索再生回收技術(shù)，使得資源更有效利用。目前可以使海綿制品的邊角廢料回收的工藝是：通過粉碎、粘合、成型、切割等方法達(dá)到一般再生的目的，解決回收及環(huán)境污染問題；其再生產(chǎn)品一般用于體育墊、鞋墊、家具等領(lǐng)域。由于海綿材料屬于聚氨酯樹脂，是由多異氰酸酯、多元醇及擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑加聚反應(yīng)得到之類聚合物材料，是一類性能特殊、用途廣泛的聚合物，分解產(chǎn)物復(fù)雜，分解溫度200℃以上，發(fā)生分解時(shí)主要是聚合過程中形成的多元醇-異氰酯鍵的斷裂，屬于高溫易燃材料，氧指數(shù)值為16.5％，因此，潛在火災(zāi)危險(xiǎn)性較大。由于聚氨酯材料的熱絕緣性比較好，易使內(nèi)部溫度升高，在達(dá)到分解溫度時(shí)材料發(fā)生分解、降解與揮發(fā)產(chǎn)生可燃?xì)怏w，這些氣體與空氣的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到比較激烈的程度，造成燃燒產(chǎn)生氰化氫，具有較高的毒性；另外聚氨酯是一種孔狀結(jié)構(gòu)的材料容易發(fā)生陰燃，危險(xiǎn)較大。由于上述缺陷，限制了聚氨酯彈性體的使用范圍，因此本發(fā)明人經(jīng)過多年的研究探索，終于設(shè)計(jì)出一種采用無機(jī)納米材料與海綿顆粒復(fù)合，在膠聯(lián)發(fā)泡劑的作用下，通過納 米阻燃材料的協(xié)同作用，達(dá)到阻燃的目的，克服了上述不足，并且可以使該阻燃彈性材料性能提高、功能加強(qiáng)，廣泛應(yīng)用在汽車、輪船、火車、建筑、裝飾、體育廠與音樂廳等重要場所的保溫、吸音、減震、阻燃設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)在于提供一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料的技術(shù)方案。

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)通過以下方案實(shí)施而完成。

一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，包括海綿顆粒、膠聯(lián)劑、溶劑，其特征在于在該體系中含有金屬層狀化合物、天然硅酸鹽、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂、鈦酸酯、發(fā)泡劑、植物多元醇、鄰苯二甲酸二辛酯，其重量份配比關(guān)系為：

海綿顆粒：1000g-1500g；膠聯(lián)劑：100-200g；發(fā)泡劑：1-15g

植物多元醇：100-200g；鄰苯二甲酸二辛酯：50-100g；

二氯甲烷：200-300g；金屬層狀化合物：100-200g；

天然硅酸鹽：40-60g；十六烷基三甲基溴化銨：10-15g；

納米氫氧化鋁：50-70g；納米氫氧化鎂：80-120g；

鈦酸酯：100-150g。

所述的一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，其特征在于膠聯(lián)劑采用二苯基甲烷二異氰酸酯、聚酯多元醇的聚合物；發(fā)泡劑選用偶氮二甲酰胺；金屬層狀化合物選磷酸鋯；天然硅酸鹽選用蒙脫土；納米氫氧化鋁粒徑20-100nm；納米氫氧化鎂粒徑50-100nm； 海綿顆粒直徑為2-6mm；鈦酸酯選用KR-38S分子量1310.4。

所述的一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，其制作工藝是：

1、將稱好的植物多元醇、鄰苯二甲酸二辛酯、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂投入到攪拌桶中進(jìn)行混合攪拌，加入鈦酸酯，以120轉(zhuǎn)速度攪拌20分鐘后并加入發(fā)泡劑，用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散備用。

2、將粉碎后的蒙脫土加水?dāng)嚢杼峒儯c蒙脫土的重量比為5∶1，然后將上述水溶脹的蒙脫土、十六烷基三甲基溴化銨加入反應(yīng)釜中，在90℃的條件下攪拌反應(yīng)4小時(shí)，然后用離心機(jī)分離上清液，用純水清洗出去烷基銨和溴離子。在80℃的溫度下烘干、研磨、篩分出30-40μm的白色粉體備用。

3、將上述制備好的納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂的分散液、改性蒙脫土、二氯甲烷加入到盛有膠聯(lián)劑的反應(yīng)釜中，進(jìn)行攪拌20分鐘，制成混合膠聯(lián)劑。

4、將制作好的混合膠聯(lián)劑噴入盛有海綿顆粒的攪拌箱內(nèi)，邊噴邊攪拌30分鐘，使膠聯(lián)劑與海綿顆粒充分浸潤膠聯(lián)。

5、將攪拌好的海綿顆粒加入到反應(yīng)釜中在100-150度的蒸汽條件下，壓力成型、發(fā)泡、保壓30分鐘后取出，干燥后切割。

本發(fā)明與背景技術(shù)比較可帶來的優(yōu)點(diǎn)和積極效果

1、體系中采用了納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂，可使體系獲得優(yōu)良的阻燃性能，還能夠抑制煙霧和酸性氣體的生成，具有很好的抑煙效果，具有阻燃、消煙、填充三重功能，且無有害物質(zhì)排放；2、 采用層狀硅酸鹽其納米分散片層結(jié)構(gòu)二維方向在聚和物進(jìn)行增強(qiáng)作用，有良好的氣體阻隔效應(yīng)；3、納米改性的膠聯(lián)劑使海綿顆粒包覆形成籠式阻燃聚合物，網(wǎng)絡(luò)形成微小的阻燃區(qū)間；4、層狀磷酸鋯是一種陽離子型層狀化合物，具有較高的熱穩(wěn)定性和耐酸堿性；5、在發(fā)泡劑的作用下可以使膠聯(lián)劑發(fā)泡在海綿顆粒之間形成彈性膠聯(lián)，使整體材料組份彈性增強(qiáng)；6、整個(gè)體系在增塑劑的作用彈性好、耐候性強(qiáng)，其產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于汽車、火車、消防、裝飾、建筑、賓館及會(huì)所按摩的建設(shè)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，包括海綿顆粒、膠聯(lián)劑、溶劑，其特征在于在該體系中含有磷酸鋯、蒙脫土、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂、鈦酸酯、發(fā)泡劑、植物多元醇、鄰苯二甲酸二辛酯，其重量份配比關(guān)系為：

海綿顆粒：1000g；膠聯(lián)劑：100g；發(fā)泡劑：1g

植物多元醇：100g；鄰苯二甲酸二辛酯：50g；

二氯甲烷：200g；磷酸鋯：100g；蒙脫土：40g；

十六烷基三甲基溴化銨：10g；納米氫氧化鋁：50g；

納米氫氧化鎂：80g；鈦酸酯：100g。

所述的一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，其特征在于膠聯(lián)劑采用二苯基甲烷二異氰酸酯、聚酯多元醇的聚合物，發(fā)泡劑選用偶氮二甲酰胺：金屬層狀化合物選磷酸鋯，天然硅酸鹽選用蒙脫土，納米氫氧化鋁粒徑20nm，納米氫氧化鎂粒徑50nm，海綿顆粒 直徑為2mm，鈦酸酯選用KR-38S分子量1310.4。

所述的一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，其制作工藝是：

1、將稱好的植物多元醇、鄰苯二甲酸二辛酯、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂投入到攪拌桶中進(jìn)行混合攪拌，加入鈦酸酯，以120轉(zhuǎn)速度攪拌20分鐘后并加入發(fā)泡劑，用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散備用。

2、將粉碎后的蒙脫土加水?dāng)嚢杼峒?，然后將一定比的水溶脹的蒙脫土、十六烷基三甲基溴化銨和水加入反應(yīng)中，在90℃攪拌反應(yīng)4小時(shí)，然后用離心機(jī)分離上清液，用純水清洗出去烷基銨和溴離子。在80℃的溫度下烘干、研磨、篩分出30μm的白色粉體備用。

3、將上述制備好的納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂的分散液、改性蒙脫土、二氯甲烷加入到盛有膠聯(lián)劑的反應(yīng)釜中，進(jìn)行攪拌20分鐘，制成混合膠聯(lián)劑。

4、將制作好的混合膠聯(lián)劑噴入盛有海綿顆粒的攪拌箱內(nèi)，邊噴邊攪拌30分鐘，使膠聯(lián)劑與海綿顆粒充分浸潤膠聯(lián)。

5、將攪拌好的海綿顆粒加入到反應(yīng)釜中在100度的蒸汽作用下，壓力成型、發(fā)泡、保壓30分鐘后取出，干燥后切割。

實(shí)施例2：一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，包括海綿顆粒、膠聯(lián)劑、溶劑，其特征在于在該體系中含有磷酸鋯、蒙脫土、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂、鈦酸酯、發(fā)泡劑、植物多元醇、鄰苯二甲酸二辛酯，其重量份配比關(guān)系為：

海綿顆粒：1200g；膠聯(lián)劑：150g；發(fā)泡劑：8g

植物多元醇：150g；鄰苯二甲酸二辛酯：80g；

二氯甲烷：240g；磷酸鋯：150g；蒙脫土：50g；

十六烷基三甲基溴化銨：12g；納米氫氧化鋁：60g；

納米氫氧化鎂：100g；鈦酸酯：120g。

所述的一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，其特征在于膠聯(lián)劑采用二苯基甲烷二異氰酸酯、聚酯多元醇的聚合物，發(fā)泡劑選用偶氮二甲酰胺：金屬層狀化合物選磷酸鋯，天然硅酸鹽選用蒙脫土，納米氫氧化鋁粒徑60nm，納米氫氧化鎂粒徑80nm，海綿顆粒直徑為4mm，鈦酸酯選用KR-38S分子量1310.4。

所述的一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，其制作工藝是：

1、將稱好的植物多元醇、鄰苯二甲酸二辛酯、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂投入到攪拌桶中進(jìn)行混合攪拌，加入鈦酸酯，以120轉(zhuǎn)速度攪拌20分鐘后并加入發(fā)泡劑，用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散備用。

2、將粉碎后的蒙脫土加水?dāng)嚢杼峒儯缓髮⒁欢ū鹊乃苊浀拿擅撏?、十六烷基三甲基溴化銨和水加入反應(yīng)中，在90℃攪拌反應(yīng)4小時(shí)，然后用離心機(jī)分離上清液，用純水清洗出去烷基銨和溴離子。在80℃的溫度下烘干、研磨、篩分出35μm的白色粉體備用。

3、將上述制備好的納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂的分散液、改性蒙脫土、二氯甲烷加入到盛有膠聯(lián)劑的反應(yīng)釜中，進(jìn)行攪拌20分鐘，制成混合膠聯(lián)劑。

4、將制作好的混合膠聯(lián)劑噴入盛有海綿顆粒的攪拌箱內(nèi)，邊噴 邊攪拌30分鐘，使膠聯(lián)劑與海綿顆粒充分浸潤膠聯(lián)。

5、將攪拌好的海綿顆粒加入到反應(yīng)釜中在120度的蒸汽作用下，壓力成型、發(fā)泡、保壓30分鐘后取出，干燥后切割。

實(shí)施例3：一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，包括海綿顆粒、膠聯(lián)劑、溶劑，其特征在于在該體系中含有磷酸鋯、蒙脫土、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂、鈦酸酯、發(fā)泡劑、植物多元醇、鄰苯二甲酸二辛酯，其重量份配比關(guān)系為：

海綿顆粒：1500g；膠聯(lián)劑：200g；發(fā)泡劑：15g

植物多元醇：200g；鄰苯二甲酸二辛酯：100g；

二氯甲烷：300g；磷酸鋯：200g；蒙脫土：60g；

十六烷基三甲基溴化銨：15g；納米氫氧化鋁：70g；

納米氫氧化鎂：120g；鈦酸酯：150g。

所述的一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，其特征在于膠聯(lián)劑采用二苯基甲烷二異氰酸酯、聚酯多元醇的聚合物，發(fā)泡劑選用偶氮二甲酰胺：金屬層狀化合物選磷酸鋯，天然硅酸鹽選用蒙脫土，納米氫氧化鋁粒徑100mm，納米氫氧化鎂粒徑100nm，海綿顆粒直徑為6mm，鈦酸酯選用KR-38S分子量1310.4。

所述的一種基于海綿顆粒膠聯(lián)發(fā)泡納米阻燃型彈性材料，其制作工藝是：

1、將稱好的植物多元醇、鄰苯二甲酸二辛酯、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂投入到攪拌桶中進(jìn)行混合攪拌，加入鈦酸酯，以120轉(zhuǎn)速度攪拌20分鐘后并加入發(fā)泡劑，用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行分散備用。

2、將粉碎后的蒙脫土加水?dāng)嚢杼峒?，然后將一定比的水溶脹的蒙脫土、十六烷基三甲基溴化銨和水加入反應(yīng)中，在90℃攪拌反應(yīng)4小時(shí)，然后用離心機(jī)分離上清液，用純水清洗出去烷基銨和溴離子。在80℃的溫度下烘干、研磨、篩分出40μm的白色粉體備用。

3、將上述制備好的納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂的分散液、改性蒙脫土、二氯甲烷加入到盛有膠聯(lián)劑的反應(yīng)釜中，進(jìn)行攪拌20分鐘，制成混合膠聯(lián)劑。

4、將制作好的混合膠聯(lián)劑噴入盛有海綿顆粒的攪拌箱內(nèi)，邊噴邊攪拌30分鐘，使膠聯(lián)劑與海綿顆粒充分浸潤膠聯(lián)。

5、將攪拌好的海綿顆粒加入到反應(yīng)釜中在150度的蒸汽作用下，壓力成型、發(fā)泡、保壓30分鐘后取出，干燥后切割。