制备聚氨酯泡沫塑料的组合料转让专利
申请号 : CN201310439377.2
文献号 : CN103497303A
文献日 : 2014-01-08
发明人 : 柏广峰
申请人 : 山西誉邦新动力科技有限公司
摘要 :
本发明涉及一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，它是由组合物A料与组合物B料以质量比为1.0-1.5:1混合制成；其中，所述组合物A料是由下述质量配比的化学物质组成：水玻璃75-96%、扩链交联剂0.1-25%、有机金属类催化剂0.1-2%，胺类催化剂0.1-2%；所述组合物B料是由下述质量配比的化学物质组成：改性异氰酸酯50-80%、物理发泡剂10-25%、泡沫稳定剂0.5-3%。本发明制得的聚氨酯泡沫塑料在具备特别优异的阻燃性能与较低的反应温度的同时又兼具良好的保温性能、尺寸稳定性、隔热性能、抗腐蚀抗老化、吸水率极低和重量轻、成本低的特点。
权利要求 :
1.一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，它是由组合物A料与组合物B料以质量比为1.0-1.5:1混合制成；
其中，所述组合物A料是由下述质量配比的化学物质组成：水玻璃75-96%、扩链交联剂
0.1-25 %、有机金属类催化剂0.1-2 %，胺类催化剂0.1-2 %；
所述组合物B料是由下述质量配比的化学物质组成：改性异氰酸酯75-97 %、物理发泡剂10-25 %、泡沫稳定剂0.5-3%。
2.根据权利要求1所述的一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，所述水玻璃是钠离子水玻璃、钾离子水玻璃中的一种或两种以上，且水玻璃的模数为1.5—3.5。
3.根据权利要求1所述的一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，所述扩链交联剂是EG、甘油、三乙醇胺、1,4-丁二醇、二乙醇胺、二甘醇、三甘醇中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，所述有机金属锡类催化剂是二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二（十二烷基硫）二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二辛基锡、硫醇二辛基锡、异辛酸钾、异辛酸铅、异辛酸锌、醋酸钾、油酸钾的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，所述胺类催化剂是脂肪胺类、脂环胺类、芳香胺类和醇胺类一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，所述改性异氰酸酯是以异氰酸酯为起始剂通过与聚醚多元醇进行反应后制得。
7.根据权利要求6所述的一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，所述异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯PAPI中的一种或两种组成；所述聚醚多元醇的官能度≥2、羟值50-500mgKOH/g。
8.根据权利要求7所述的一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，所述甲苯二异氰酸酯是TDI-80、TDI-100中的一种或两种组成。
9.根据权利要求1所述的一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，所述物理发泡剂是氢氯氟烃类、氢氟烃类、烷烃类中的一种或两种以上。
10.根据权利要求1所述的一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，其特征在于，所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂和有机烯类化合物一种或两一种。
说明书 :
制备聚氨酯泡沫塑料的组合料
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于泡沫材料领域的组合料，特别是对阻燃性能有较高要求反应温度低的煤矿用填充密闭材料及保温泡沫塑料用的组合料，具体的说是涉及一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料。
背景技术
[0002] 聚氨酯泡沫塑料一般是由组合聚醚（俗称白料，化学组成为聚醚单体、匀泡剂、交联剂、催化剂、发泡剂等多种组分组合而成）和聚合MDI（俗称黑料）混合之后形成的高分子材料，根据原料品种的不同和配方用量的变化，可以制成不同密度、不同性能的软质、半硬质和硬质泡沫塑料，广泛应于采矿项目中各种类型地层的加固和密封以及家具、汽车行业、建筑、运输和隔热材料中。
[0003] 根据国家相关技术和安全标准，高分子材料必须具有严格的阻燃性，且形成过程最高反应温度不能超过140℃，遗憾的是，目前聚氨酯泡沫塑料生产过程中的温度一般在150℃左右，甚至更高。除此，制备纯聚氨酯泡沫塑料的原材料是不具备阻燃性能的，这就要求材料的阻燃性只能通过掺入阻燃剂来实现的，这不仅提高了成本，而且这些阻燃剂都是含高氯离子类化学物质，一旦发生高温冒烟或着火，高氯离子的化学物质燃烧后会生成有害气体，会直接导致佩戴的呼救器失效，进而发生更大的潜在人员安全事故。煤矿上填充密闭、做密闭墙常用的酚醛树脂中有害单体甲醛气体严重工人的身体健康而且酚醛树脂易粉化导致抗压强度降低。次发明解决聚氨酯填充密闭材料的阻燃性及反应温度高和酚醛树脂填充密闭材料有害气体及易粉化抗压强度低同时大大降低材料使用成本。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于，针对上述技术问题，提供一种制备聚氨酯泡沫塑料用的成本较低的组合料，且其制得的泡沫塑料在具备特别优异的阻燃性能与较低的反应温度的同时又兼具良好的保温性能、尺寸稳定性、隔热性能、抗腐蚀抗老化、吸水率极低和重量轻的特点。
[0005] 为达到以上目的，本发明的技术方案如下：一种制备聚氨酯泡沫塑料的组合料，它是由组合物A料与组合物B料以质量比为
1.0-1.5:1混合制成；
其中，所述组合物A料是由下述质量配比的化学物质组成：水玻璃75-96%、扩链交联剂
0.1-25 %、有机金属类催化剂0.1-2 %，胺类催化剂0.1-2 %；
所述组合物B料是由下述质量配比的化学物质组成：改性异氰酸酯75-97%、物理发泡剂10-25 %、泡沫稳定剂0.5-3%。
1.0-1.5:1混合制成；
其中，所述组合物A料是由下述质量配比的化学物质组成：水玻璃75-96%、扩链交联剂
0.1-25 %、有机金属类催化剂0.1-2 %，胺类催化剂0.1-2 %；
所述组合物B料是由下述质量配比的化学物质组成：改性异氰酸酯75-97%、物理发泡剂10-25 %、泡沫稳定剂0.5-3%。
[0006] 所述水玻璃是钠离子水玻璃、钾离子水玻璃中的一种或两种以上，且水玻璃的模数为1.5—3.5。
[0007] 所述扩链交联剂是EG、甘油、三乙醇胺、1,4-丁二醇、二乙醇胺、二甘醇、三甘醇中的一种或两种以上。
[0008] 所述有机金属类催化剂是二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二（十二烷基硫）二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二辛基锡、硫醇二辛基锡、异辛酸钾、异辛酸铅、异辛酸锌、醋酸钾、油酸钾的一种或两种以上。
[0009] 所述胺类催化剂是脂肪胺类、脂环胺类、芳香胺类和醇胺类一种或两种以上。
[0010] 所述改性异氰酸酯是以异氰酸酯为起始剂通过与聚醚多元醇进行反应后的制得。
[0011] 所述异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯PAPI中的一种或两种组成；所述聚醚多元醇的官能度≥2、羟值约50-500mgKOH/g。
[0012] 所述甲苯二异氰酸酯是TDI-80、TDI-100中的一种或两种组成。
[0013] 所述物理发泡剂是氢氯氟烃类、氢氟烃类、烷烃类中的一种或两种以上。
[0014] 所述的泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂和有机烯类化合物一种或两种以上。
[0015] 本发明中，组合料在使用时，先分别独立制得组合料A与组合料B；组合料A是由水玻璃75-96wt%、扩链交联剂0.1-25 wt %、有机金属类催化剂0.1-2 wt %，胺类催化剂0.1-2 wt %，在料温5-35℃、搅拌速度50-200r/min的条件下搅拌均匀制得;组合料B是由改性异氰酸酯75-80 wt%、物理发泡剂0-25 wt%、泡沫稳定剂0.5-3wt%，在料温5-35℃搅拌速度50-200r/min的条件下搅拌均匀制得；然后将组合料A与组合料B按照1.0-1.5:1质量比混合，经专业设备快速搅拌得到固结体。
[0016] 需要说明的是，在本发明的组合料B中的改性异氰酸酯，是以异氰酸酯为起始剂通过与聚醚多元醇进行反应后的制得，具体过程为：将适量异氰酸酯加入反应釜，升温的同时依次缓慢加入一定比例的聚醚多元醇，温度上升到80℃开始计时，将温度控制在80-85℃反应2-2.5h。
[0017] 本发明制备的泡沫塑料优点主要体现在以下几方面：本发明的原材料采用无机水玻璃，这在降低材料成本的同时还具备了阻燃性能；本发明的最高反应温度不高于76℃，诠释了聚氨酯材料反应温度低温的范畴；本发明材料的性能参数（密度、抗压强度、发泡时间等）可根据使用的环境调节，灵活性、实用性强。本发明材料的泡孔规律、匀密，闭孔率达95%，具备优异的保温、隔热性能，在酒精喷灯近1000℃的火焰作用持续3min的情况下，5cm厚的材料模块顶部仍无热感；本发明材料的防火性能好，遇火不燃烧.在火焰的直接作用下结碳、无滴落物、无熔化现象；本发明材料及原材料均无毒，对人体无害，无污染，符合环保法规的要求；本发明材料的优异性能使其不仅可以用于煤矿行业对煤岩体的填充和密闭，也可用于建筑保温，及冰箱、冷库等保冷行业。
具体实施方式
[0018] 下面的实施例将对本发明所提供的方法予以进一步的详细说明，但本发明不限于所列出的实施例。
[0019] 本发明所涉及的水玻璃购自聚利德化工有限公司；异氰酸酯PAPI购自烟台万华集团有限公司；异氰酸酯TDI-80购自河北沧州大化TAI有限责任公司；聚醚多元醇PPG-2000购自江苏海安石油化工厂，官能度2，羟值52-61 mgKOH/g；DMN-450购自淄博德信联邦化学工业有限公司，羟值440-460 mgKOH/g；DMN-500购自淄博德信联邦化学工业有限公司，羟值325-345 mgKOH/g；泡沫稳定剂B8525、泡沫稳定剂B8870德国高斯米特公司；泡沫稳定剂AK8805购自烟台亿达聚氨酯有限公司；物理发泡剂HCFC-141b购自浙江三环化工有限公司；反应釜容量2000ml，四口，购自江苏盐城鸿宇玻璃仪器厂实施例1
实施例1中涉及到的原料有：
组合料A中的原料为：钠离子水玻璃（模数1.7）：90 g、扩链交联剂为二甘醇：8 g、胺类催化剂为二甲基环己胺：1g、有机金属锡类催化剂为二丁基锡二月桂酸酯1g。
实施例1中涉及到的原料有：
组合料A中的原料为：钠离子水玻璃（模数1.7）：90 g、扩链交联剂为二甘醇：8 g、胺类催化剂为二甲基环己胺：1g、有机金属锡类催化剂为二丁基锡二月桂酸酯1g。
[0020] 组合料B中的原料为：改性异氰酸酯：80g、泡沫稳定剂为AK8805：2g、物理发泡剂为HCFC-141b：18g。
[0021] 根据上述组合料A中的各组分，将其各组分单体料在温度5-35℃、搅拌速度50-400r/min的条件下搅拌均匀制得的组合料A；
根据上述组合料B中的各组分，将其各组分单体料在温度5-35℃、搅拌速度50-400r/min的条件下混合均匀制得的组合料B；
其中需要指出的是：在制得组合料B之前，需先要制得组合料B中的改性异氰酸酯，它是以异氰酸酯PAPI为起始剂通过与聚醚多元醇PPG-2000进行反应后的制得，具体过程为：
将85份PAPI加入反应釜，升温的同时依次缓慢加入15份的PPG-2000聚醚多元醇，温度上升到80℃开始计时，将温度控制在80-85℃反应2-2.5h。
根据上述组合料B中的各组分，将其各组分单体料在温度5-35℃、搅拌速度50-400r/min的条件下混合均匀制得的组合料B；
其中需要指出的是：在制得组合料B之前，需先要制得组合料B中的改性异氰酸酯，它是以异氰酸酯PAPI为起始剂通过与聚醚多元醇PPG-2000进行反应后的制得，具体过程为：
将85份PAPI加入反应釜，升温的同时依次缓慢加入15份的PPG-2000聚醚多元醇，温度上升到80℃开始计时，将温度控制在80-85℃反应2-2.5h。
[0022] 将上述制得的组合料A与组合料B按照1.3:1质量比混合，经手工快速搅拌得到固结体。反应过程中环境温度25℃，发泡时间13s，固结体形成时间60s。然后检测其性能，体系最高反应温度76℃，在火焰直接作用下具有结碳、无滴落物、无熔化现象，泡孔闭孔率3
95%，泡孔匀密、规律。密度34kg/m。
95%，泡孔匀密、规律。密度34kg/m。
[0023] 实施例2实施例2中涉及到的原料有：
组合料A中的原料为：钾离子水玻璃（模数2.2）：85 g、扩链交联剂为甘油13 g、胺类催化剂为三亚乙烯二胺：0.8 g、有机金属类催化剂为醋酸钾：1.2g；
组合料B中的原料为改性异氰酸酯：77g、泡沫稳定剂为B8525 ：3g、物理发泡剂为二氯甲烷：20g。
组合料A中的原料为：钾离子水玻璃（模数2.2）：85 g、扩链交联剂为甘油13 g、胺类催化剂为三亚乙烯二胺：0.8 g、有机金属类催化剂为醋酸钾：1.2g；
组合料B中的原料为改性异氰酸酯：77g、泡沫稳定剂为B8525 ：3g、物理发泡剂为二氯甲烷：20g。
[0024] 根据上述组合料A中的各组分，将其各组分单体料在温度5-35℃、搅拌速度50-400r/min的条件下搅拌均匀制得的组合料A；
根据上述组合料B中的各组分，将其各组分单体料在温度5-35℃、搅拌速度50-400r/min的条件下混合均匀制得的组合料B；
其中需要指出的是：在制得组合料B之前，需先要制得组合料B中的改性异氰酸酯，它是以异氰酸酯TDI-80为起始剂通过与聚醚多元醇PPG-2000和DMN-450进行反应后的制得，具体过程为：将75份TDI-80加入反应釜，升温的同时依次缓慢加入15份的DMN-450和
10份的PPG-2000，温度上升到80℃开始计时，将温度控制在80-85℃反应2-2.5h。
根据上述组合料B中的各组分，将其各组分单体料在温度5-35℃、搅拌速度50-400r/min的条件下混合均匀制得的组合料B；
其中需要指出的是：在制得组合料B之前，需先要制得组合料B中的改性异氰酸酯，它是以异氰酸酯TDI-80为起始剂通过与聚醚多元醇PPG-2000和DMN-450进行反应后的制得，具体过程为：将75份TDI-80加入反应釜，升温的同时依次缓慢加入15份的DMN-450和
10份的PPG-2000，温度上升到80℃开始计时，将温度控制在80-85℃反应2-2.5h。
[0025] 将上述制得的组合料A与组合料B按照1.2:1质量比混合，经快速搅拌得到固结体。反应过程为环境温度27℃，发泡时间14s，固结体形成时间65s。检测其性能，体系最高反应温度76℃，在火焰直接作用下具有结碳、无滴落物、无熔化现象，泡孔闭孔率达96%，泡3
孔匀密、规律。密度35kg/m。
孔匀密、规律。密度35kg/m。
[0026] 实施例3