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一种有机硅改性聚氨酯泡沫

阅读：1051发布：2020-06-18

IPRDB可以提供一种有机硅改性聚氨酯泡沫专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种有机硅改性聚氨酯泡沫，所述的机硅改性聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇40-65份，羟基封端氟硅油30-45份，异氰酸酯55-75份，三乙醇胺12-23份，抗氧化剂8-12份，去离子水3-5份，表面活性剂8-15份，发泡剂1.5-4份。本发明具有如下有益效果：（1）耐高低温性能好；（2）具有阻燃效果；（3）具有极好的弹性；（4）耐候性、耐溶剂性能好。，下面是一种有机硅改性聚氨酯泡沫专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种有机硅改性聚氨酯泡沫，其特征是，所述的机硅改性聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇40-65份，羟基封端氟硅油30-45份，异氰酸酯55-75份，三乙醇胺12-23份，抗氧化剂8-12份，去离子水3-5份，表面活性剂8-15份，发泡剂1.5-4份。

2.根据权利要求1所述的一种有机硅改性聚氨酯泡沫，其特征是，所述的机硅改性聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇45-60份，羟基封端氟硅油35-40份，异氰酸酯58-60份，三乙醇胺14-20份，抗氧化剂10份，去离子水3-5份，表面活性剂10-15份，发泡剂1.5-3.5份。

3.根据权利要求1或2所述的一种有机硅改性聚氨酯泡沫，其特征是，所述的羟基封端氟硅油的制备方法为：在充分搅拌以及氮气保护下，将100份三甲基三(3-氟丙基)环三硅氧烷，15-25份去离子水，2-8份强酸性阳离子交换树脂，0.5-1.5份浓硫酸依次添加到反应釜中，聚合反应3小时，反应结束后过滤除去强酸性阳离子交换树脂，水洗至中性，放入真空度为2 mmHg的真空烘箱中干燥8小时，得到羟基封端氟硅油。

4.根据权利要求3所述的一种有机硅改性聚氨酯泡沫，其特征是，所述的羟基封端氟硅油的粘度为80-180 mPa·S，其分子量为800-5000。

5.根据权利要求1或2所述的一种有机硅改性聚氨酯泡沫，其特征是，所述的异氰酸酯为二亚甲基苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。

6.根据权利要求1或2所述的一种有机硅改性聚氨酯泡沫，其特征是，所述的抗氧化剂为抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂164、抗氧剂264中的一种或多种的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的一种有机硅改性聚氨酯泡沫，其特征是，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠、硬脂酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠中的一种或多种的混合物。

8.根据权利要求1或2所述的一种有机硅改性聚氨酯泡沫，其特征是，所述的发泡剂为正戊烷、正己烷、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷中的一种或多种。

说明书全文

一种有机硅改性聚氨酯泡沫

技术领域

[0001] 本发明涉及一种聚氨酯泡沫，尤其是涉及一种有机硅改性聚氨酯泡沫。

背景技术

[0002] 聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料。主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物。英文缩写PU。由异氰酸酯（单体）与羟基化合物聚合而成。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用人工脏器等；软质泡沫体用于车辆、居室、服装的衬垫，硬质泡沫体用作隔热、吸音、包装、绝缘以及低发泡合成木材，涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护，水池水坝和建筑防渗漏材料，以及织物涂层等。胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤维等都有良好的粘着力。

[0003] 聚氨酯泡沫塑料应用范围十分广泛，几乎渗透到国民经济各部门，特别在家具、床具、运输、冷藏、建筑、绝热等部门使用得十分普遍，已成为不可缺少的材料之一。成为塑料中应用范围最广的品种之一。聚氨酯软泡主要应用于家具、床具及其他家用品，如沙发和座椅、靠背垫，床垫和枕头；聚氨酯硬泡主要用于绝热保温，冷藏冷冻设备及冷库，绝热板材，墙体保温，管道保温，储罐的绝热，单组分泡沫填缝材料等。

[0004] 然而目前的聚氨酯泡沫存在许多的不足与缺陷，例如其耐高低温性能较差，其最高工作温度仅为120℃，在某些场合往往不能发挥其作用，此外目前的聚氨酯泡沫还极易燃烧，严重危害使用人的生命安全。2010年上海“11·15”特别重大火灾事故已经夺去了53条鲜活的生命，尽管事故是由无证电焊工违章操作引起的，但已查明，真正的幕后杀手却是这些尼龙织网、毛竹片、聚氨酯泡沫。

[0005] 例如在中国专利文献上公布的一种聚氨酯泡沫，其申请公布号为CN 106432662 A，该发明按照质量分数计包括以下组分：甲基丙烯酸15-20份，三乙醇胺10-15份，聚醚多元醇30-40份，异氰酸酯20-30份，抗氧化剂5-15份，十二烷基磺酸钠10-25份，泡沫稳定剂5-9份，硅油12-18份，二苯基甲烷二异氰酸酯3-8份。该发明降低了聚氨酯泡沫中挥发性有机物的量，成本低，工艺简单，环保无污染。但是该发明也存在其缺陷，例如该发明没有添加增强聚氨酯泡沫热稳定性的原料，且没有添加阻燃剂，使得该聚氨酯泡沫在火灾中极易燃烧危害使用人的生命安全。

发明内容

[0006] 本发明是为了克服现有技术中聚氨酯泡沫耐高低温性能较差，无法较好的实现阻燃功能的问题，提供一种能够耐高低温，具有较好的耐候性，具有阻燃功能的一种有机硅改性聚氨酯泡沫。

[0007] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种有机硅改性聚氨酯泡沫，按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇40-65份，羟基封端氟硅油30-45份，异氰酸酯55-75份，三乙醇胺12-23份，抗氧化剂8-12份，去离子水3-
5份，表面活性剂8-15份，发泡剂1.5-4份。

[0008] 所述的机硅改性聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇45-60份，羟基封端氟硅油35-40份，异氰酸酯58-60份，三乙醇胺14-20份，抗氧化剂10份，去离子水3-5份，表面活性剂10-15份，发泡剂1.5-3.5份。

[0009] 聚氨酯泡沫由异氰酸酯（单体）与羟基化合物聚合而成。聚酯多元醇是聚氨酯中使用量最大的一种羟基化合物，聚酯型聚氨酯因分子内含有较多的酯基、氨基等极性基团，内聚强度和附着力强，具有较高的强度、耐磨性。而羟基封端氟硅油由于其端基为羟基，也能够与异氰酸酯反应生成聚氨酯，由于其分子主链中存在硅氧硅键，其分子的耐高低温性能，耐候性等均非常优异，在燃烧过程中会生成二氧化硅，能够起到隔绝空气从而起到阻燃的作用，此外其分子链段较软，制成的泡沫材料具有极好的弹性，其侧链具有三氟丙基，具有非常优异的阻燃性能以及耐高温性能，同时还起到隔绝溶剂的作用。

[0010] 作为优选，所述的羟基封端氟硅油的制备方法为：在充分搅拌以及氮气保护下，将100份三甲基三(3-氟丙基)环三硅氧烷，15-25份去离子水，2-8份强酸性阳离子交换树脂，
0.5-1.5份浓硫酸依次添加到反应釜中，聚合反应3小时，反应结束后过滤除去强酸性阳离子交换树脂，水洗至中性，放入真空度为2 mmHg的真空烘箱中干燥8小时，得到羟基封端氟硅油。

[0011] 三甲基三(3-氟丙基)环三硅氧烷能够在酸性催化剂的作用下开环发生阳离子聚合，生成氟硅油，当体系中有水的存在使得端基能够被水中的羟基所封端，得到羟基封端氟硅油。使用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂能够使得最终的产物中的催化剂容易出去，但由于其是固体催化剂与体系是分相，还需要液态的浓硫酸与强酸性阳离子交换树脂相互配合，达到最佳催化效果。

[0012] 作为优选，所述的羟基封端氟硅油的粘度为80-180mPa·S，其分子量为800-5000。

[0013] 作为优选，所述的异氰酸酯为二亚甲基苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。

[0014] 作为优选，所述的抗氧化剂为抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂164、抗氧剂264中的一种或多种的混合物。

[0015] 作为优选，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠、硬脂酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠中的一种或多种的混合物。

[0016] 作为优选，所述的发泡剂为正戊烷、正己烷、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷中的一种或多种。

[0017] 因此，本发明具有如下有益效果：（1）耐高低温性能好；（2）具有阻燃效果；（3）具有极好的弹性；（4）耐候性、耐溶剂性能好。

具体实施方式

[0018] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案作以进一步描述说明。

[0019] 如果无特殊说明，本发明的实施例中说采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

[0020] 实施例1一种有机硅改性聚氨酯泡沫，所述的机硅改性聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇40份，羟基封端氟硅油30份，二亚甲基苯二异氰酸酯55份，三乙醇胺12份，抗氧剂TNP 8份，去离子水3份，十二烷基苯磺酸钠8份，正戊烷1.5份。

[0021] 所述的羟基封端氟硅油的制备方法为：在充分搅拌以及氮气保护下，将100份三甲基三(3-氟丙基)环三硅氧烷，15份去离子水，2份强酸性阳离子交换树脂，0.5份浓硫酸依次添加到反应釜中，聚合反应3小时，反应结束后过滤除去强酸性阳离子交换树脂，水洗至中性，放入真空度为2 mmHg的真空烘箱中干燥8小时，得到羟基封端氟硅油。

[0022] 所述的羟基封端氟硅油经过GPC测试以及粘度测试以及红外测试，其结果如下：相-1 -1 -1对分子量为832，粘度为86 mPa·S，红外特征峰为910 cm ,1050 cm ,1260 cm ,1334 cm-1,3360 cm-1。

[0023] 所述的有机硅改性聚氨酯泡沫经过DSC测试，温度为-100℃—50℃，升温速率为5℃/min，其玻璃化转变温度为-74℃。经过TGA测试，其条件如下，温度范围50-800℃，升温速率10℃/min，氮气条件下，热分解5%时温度为330℃，热分解50%时的温度为459℃，热分解终点温度为598℃。经过极限氧指数仪测试其极限氧指数为25.8 。

[0024] 实施例2一种有机硅改性聚氨酯泡沫，所述的机硅改性聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇65份，羟基封端氟硅油45份，1,4-环己烷二异氰酸酯75份，三乙醇胺23份，抗氧剂TPP 12份，去离子水5份，十八烷基硫酸钠15份，正己烷4份。

[0025] 所述的羟基封端氟硅油的制备方法为：在充分搅拌以及氮气保护下，将100份三甲基三(3-氟丙基)环三硅氧烷， 25份去离子水，8份强酸性阳离子交换树脂，1.5份浓硫酸依次添加到反应釜中，聚合反应3小时，反应结束后过滤除去强酸性阳离子交换树脂，水洗至中性，放入真空度为2 mmHg的真空烘箱中干燥8小时，得到羟基封端氟硅油。

[0026] 所述的羟基封端氟硅油经过GPC测试以及粘度测试以及红外测试，其结果如下：相对分子量为4582，粘度为178 mPa·S，红外特征峰为910 cm-1,1050 cm-1,1260 cm-1,1334 cm-1,3360 cm-1。

[0027] 所述的有机硅改性聚氨酯泡沫经过DSC测试，温度为-100℃—50℃，升温速率为5℃/min，其玻璃化转变温度为-68℃。经过TGA测试，其条件如下，温度范围50-800℃，升温速率10℃/min，氮气条件下，热分解5%时温度为345℃，热分解50%时的温度为497℃，热分解终点温度为608℃。经过极限氧指数仪测试其极限氧指数为26.5 。

[0028] 实施例3一种有机硅改性聚氨酯泡沫，所述的机硅改性聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇45份，羟基封端氟硅油35份，甲基-2,4-二异氰酸酯58份，三乙醇胺14份，抗氧剂164 10份，去离子水3份，硬脂酸钠10份，二氯二氟甲烷1.5份。

[0029] 所述的羟基封端氟硅油的制备方法为：在充分搅拌以及氮气保护下，将100份三甲基三(3-氟丙基)环三硅氧烷，20份去离子水，6份强酸性阳离子交换树脂，1份浓硫酸依次添加到反应釜中，聚合反应3小时，反应结束后过滤除去强酸性阳离子交换树脂，水洗至中性，放入真空度为2 mmHg的真空烘箱中干燥8小时，得到羟基封端氟硅油。

[0030] 所述的羟基封端氟硅油经过GPC测试以及粘度测试以及红外测试，其结果如下：相对分子量为1030，粘度为92 mPa·S，红外特征峰为912 cm-1,1065 cm-1,1263 cm-1,1334 cm-1,3360 cm-1。

[0031] 所述的有机硅改性聚氨酯泡沫经过DSC测试，温度为-100℃—50℃，升温速率为5℃/min，其玻璃化转变温度为-70℃。经过TGA测试，其条件如下，温度范围50-800℃，升温速率10℃/min，氮气条件下，热分解5%时温度为332℃，热分解50%时的温度为488℃，热分解终点温度为596℃。经过极限氧指数仪测试其极限氧指数为25.7 。

[0032] 实施例4一种有机硅改性聚氨酯泡沫，所述的机硅改性聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇60份，羟基封端氟硅油40份，异氰酸酯60份，三乙醇胺20份，抗氧化剂10份，去离子水5份，表面活性剂15份，发泡剂3.5份。

[0033] 所述的羟基封端氟硅油的制备方法为：在充分搅拌以及氮气保护下，将100份三甲基三(3-氟丙基)环三硅氧烷，16份去离子水，7份强酸性阳离子交换树脂，1.5份浓硫酸依次添加到反应釜中，聚合反应3小时，反应结束后过滤除去强酸性阳离子交换树脂，水洗至中性，放入真空度为2 mmHg的真空烘箱中干燥8小时，得到羟基封端氟硅油。

[0034] 所述的羟基封端氟硅油经过GPC测试以及粘度测试以及红外测试，其结果如下：相对分子量为3209，粘度为153 mPa·S，红外特征峰为922 cm-1,1078 cm-1,1255 cm-1,1334 cm-1,3360 cm-1。

[0035] 所述的有机硅改性聚氨酯泡沫经过DSC测试，温度为-100℃—50℃，升温速率为5℃/min，其玻璃化转变温度为-66℃。经过TGA测试，其条件如下，温度范围50-800℃，升温速率10℃/min，氮气条件下，热分解5%时温度为342℃，热分解50%时的温度为500℃，热分解终点温度为615℃。经过极限氧指数仪测试其极限氧指数为27.1 。

[0036] 实施例5一种有机硅改性聚氨酯泡沫，所述的机硅改性聚氨酯泡沫按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇60份，羟基封端氟硅油35份，异氰酸酯68份，三乙醇胺18份，抗氧剂264 5份，抗氧剂TPP 6份，去离子水3-5份，二辛基琥珀酸磺酸钠 3份、十二烷基苯磺酸钠5份，二氯四氟乙烷2.5份。

[0037] 所述的羟基封端氟硅油的制备方法为：在充分搅拌以及氮气保护下，将100份三甲基三(3-氟丙基)环三硅氧烷，22份去离子水，6份强酸性阳离子交换树脂，0.5份浓硫酸依次添加到反应釜中，聚合反应3小时，反应结束后过滤除去强酸性阳离子交换树脂，水洗至中性，放入真空度为2 mmHg的真空烘箱中干燥8小时，得到羟基封端氟硅油。

[0038] 所述的羟基封端氟硅油经过GPC测试以及粘度测试以及红外测试，其结果如下：相对分子量为4500，粘度为162 mPa·S，红外特征峰为922cm-1,1078 cm-1,1255 cm-1,1328 cm-1,3359 cm-1。

[0039] 所述的有机硅改性聚氨酯泡沫经过DSC测试，温度为-100℃—50℃，升温速率为5℃/min，其玻璃化转变温度为-68℃。经过TGA测试，其条件如下，温度范围50-800℃，升温速率10℃/min，氮气条件下，热分解5%时温度为336℃，热分解50%时的温度为496℃，热分解终点温度为608℃。经过极限氧指数仪测试其极限氧指数为26.3 。

标题	发布/更新时间	阅读量
聚氨酯泡沫-专利编号CN110650985A	2020-05-11	918
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