本发明涉及保温材料领域，尤其涉及一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板及其制备方法。
背景技术：
1、聚氨酯硬泡板是由多元醇组合料a和异氰酸酯组合料b按一定比例混合、反应制得的多孔泡沫塑料。聚氨酯硬泡板具有保温性好、重量轻、比硬度高、施工方便等优良特性，广泛用于建筑、冷藏冷冻设备、交通运输和工业设备等领域的保温材料，其中，用于建筑外墙的聚氨酯硬泡板的占比达到40％。建筑外墙聚氨酯硬泡板的导热系数一般介于22～27mw/(m·k)，是目前导热系数最低的有机类建筑外墙保温板，其保温效果是砖石砌体的29倍，是普通混凝土的87倍。另外，聚氨酯硬泡板具有极低的吸水率(约为0.75％)、极高的闭孔率(约为98％)，可避免聚氨酯硬泡板在长时间使用中导热系数升高，导致保温效果下降。然而，目前市场上所售卖的聚氨酯硬泡板大多数阻燃性能极差，氧指数约为19％，在空气中极易燃烧。
2、为提高聚氨酯硬泡板的阻燃性能，有研究人员提出了“使用杂化硅/膨胀石墨制备阻燃聚氨酯硬泡板”的方法，采用杂化硅/膨胀石墨作为填料改善了聚氨酯硬泡板阻燃性能，但同时聚氨酯硬泡板导热系数大幅上升，由22.0mw/(m·k)上升到28.9mw/(m·k)，降低聚氨酯硬泡板的保温性能。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有技术中聚氨酯硬泡板阻燃性能差的上述问题，提供一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板及其制备方法。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，包括以下步骤：
4、1)季膦类离子液体的合成：将季膦盐类和氯丙烯依次加入装有溶剂乙腈的容器中，通入保护气并加热反应；反应结束后，将反应产物移入乙酸乙酯中沉淀、干燥，再将其与阴离子交换剂加入到去离子水中进行离子交换反应，过滤沉淀的离子交换产物并干燥得到季膦类离子液体；
5、2)氯丙烯-季膦化合物聚离子液体的合成：将季膦类离子液体和聚合引发剂加入到容器中，通入保护气，加热聚合；反应结束后，所得聚合产物沉淀并干燥得到氯丙烯-季膦化合物聚离子液体；
6、3)填料并发泡：将氯丙烯-季膦化合物聚离子液体研磨成粉加入到多元醇组合料中，并搅拌均匀分散，再与异氰酸酯组合料混合并充分搅拌，然后迅速倒入模具中，静置发泡，模压成型；
7、4)熟化成型：将装有发泡聚氨酯泡沫的模具静置，使其充分熟化，待熟化完成后，从模具中取下产品，即为氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板。
8、各原料按摩尔数计量，季膦盐类：10～15份，氯丙烯：10～15份，阴离子交换剂：20～30份，聚合引发剂：1～2份。
9、步骤1)中，加热反应的温度为80～85℃，反应时间为18～24h。
10、步骤1)中，干燥条件为：在乙酸乙酯中沉淀的反应产物，需在85～95℃下真空干燥；在去离子水中沉淀的离子交换产物，需在30～40℃下真空干燥。
11、步骤2)中，加热的温度为80～85℃，聚合反应时间为4～6h。
12、步骤2)中，聚合产物干燥为在85～95℃下常压干燥。
13、步骤1)和步骤2)中所使用的保护气为氮气、氦气或氩气中的一种。
14、步骤1)中季膦盐为三苯基膦、叔丁基二苯基膦中的一种。
15、步骤1)中阴离子交换剂为六氟膦酸铵、氟硼酸铵、溴化铵中的一种。
16、一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板，采用上述制备方法所制得，密度为73～100kg/m3，板面吸水率为0.75％～2％，导热系数为20.0～21.0mw/(m·k)，氧指数为26.5％～27.5％。
17、相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：
18、本发明以三苯基膦、氯丙烯等为主要原料合成氯丙烯-季膦化合物聚离子液体，制备了阻燃型聚氨酯硬泡板。利用氯丙烯-季膦化合物聚离子液体的高阻燃性能，以填料的方式与聚氨酯硬泡板复合，提高了聚氨酯硬泡板的阻燃性能。同时制备的阻燃型聚氨酯硬泡板与普通聚氨酯硬泡板相比，导热系数由22.1mw/(m·k)降低到20.0mw/(m·k)，密度为73～100kg/m3，其氧指数由19.0％提高到27.5％，同时兼具优良的保温性能与阻燃性能。
1.一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，其特征在于：各原料按摩尔数计量，季膦盐类：10～15份，氯丙烯：10～15份，阴离子交换剂：20～30份，聚合引发剂：1～2份。
3.如权利要求1所述的一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，其特征在于：步骤1)中，加热反应的温度为80～85℃，反应时间为18～24h。
4.如权利要求1所述的一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，其特征在于：步骤1)中，干燥条件为：在乙酸乙酯中沉淀的反应产物，需在85～95℃下真空干燥；在去离子水中沉淀的离子交换产物，需在30～40℃下真空干燥。
5.如权利要求1所述的一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，其特征在于：步骤2)中，加热的温度为80～85℃，聚合反应时间为4～6h。
6.如权利要求1所述的一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，其特征在于：步骤2)中，聚合产物干燥为在85～95℃下常压干燥。
7.如权利要求1所述的一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，其特征在于：步骤1)和步骤2)中所使用的保护气为氮气、氦气或氩气中的一种。
8.如权利要求1所述的一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，其特征在于：步骤1)中季膦盐为三苯基膦、叔丁基二苯基膦中的一种。
9.如权利要求1所述的一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板的制备方法，其特征在于：步骤1)中阴离子交换剂为六氟膦酸铵、氟硼酸铵、溴化铵中的一种。
10.一种以氯丙烯-季膦化合物聚离子液体为填料的阻燃聚氨酯硬泡板，其特征在于：采用权利要求1～9任一制备方法所制得，密度为73～100kg/m3，板面吸水率为0.75％～2％，导热系数为20.0～21.0mw/(m·k)，氧指数为26.5％～27.5％。
