專利名稱：無(wú)氟改性聚異氰脲酸酯泡沫塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)氟改性聚異氰脲酸酯泡沫塑料。
聚異氰脲酸酯泡沫塑料是指分子結(jié)構(gòu)中含有異氰脲酸酯環(huán)的泡沫塑料，系聚氨酯系列產(chǎn)品。它所用的原料和成型方法與聚氨酯硬質(zhì)泡沫基本相同。但耐熱性和耐火焰慣穿性均比聚氨酯好，且燃燒時(shí)，發(fā)煙量低。如果純使用聚異氰脲酸酯，它的交聯(lián)密度高，性能極脆。為克服它的缺點(diǎn)，本研究采用適量的聚氨酯改性聚異氰脲酸酯。
聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料是所有高分子材料中絕熱性能最好的，制品具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低，耐油、耐水、耐化學(xué)試劑的優(yōu)點(diǎn)。配方靈活，成型工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，所以被廣泛應(yīng)用在冰箱、冰柜、建筑、交通、石油化工管道、冷庫(kù)、軍用航空等領(lǐng)域做保溫材料。
聚氨酯硬泡的發(fā)泡劑通常使用F11(CCl3F)。但科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，氯氟烴類(氟利昂)物質(zhì)能破壞臭氧層并引起溫室效應(yīng)。1987年實(shí)施保護(hù)臭氧層的蒙特利爾國(guó)際公約，規(guī)定在2010年前將先后禁止生產(chǎn)和使用F11。近十多年來(lái)替代F11物質(zhì)的開(kāi)發(fā)研制已是世界性熱門(mén)課題，約有數(shù)十種替代品問(wèn)世。目前聯(lián)合國(guó)環(huán)保署推廣的是141b(CH3CCl2F)和環(huán)戊烴。141b仍屬氟利昂類物質(zhì)，它對(duì)臭氧層的破壞約是F11的1/10，所以只是過(guò)度性替代。美已決定2003年禁用，日本2004年禁用。環(huán)戊烷替代F11已是成熟的技術(shù)，但因它能與空氣形成爆炸混合物，環(huán)戊烷在聚醚中溶解度很小，所以，生產(chǎn)設(shè)備需有防爆系統(tǒng)和加壓裝置。設(shè)備投資巨大，在我國(guó)普遍推廣尚有困難。近年美國(guó)聯(lián)信公司研制的R-245fa和R-356mffm進(jìn)展較快，預(yù)計(jì)2002～2003年能工業(yè)化，但價(jià)格昂貴。
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低，使用方便，在不改動(dòng)原有設(shè)備的情況下就可以生產(chǎn)的無(wú)氟改性聚異氰脲酸酯泡沫塑料。發(fā)泡劑是不含氯氟烴的復(fù)合發(fā)泡劑，原料立足國(guó)產(chǎn)，成本低，不需追加新的設(shè)備。產(chǎn)品絕熱性、機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性，阻燃性等，可加各種改性劑使其綜合性能達(dá)到或超過(guò)F11發(fā)泡體系泡沫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將低粘度、高羥值聚醚與一定量的勻泡劑、催化劑、發(fā)泡劑、改性劑、穩(wěn)定劑混合，充分?jǐn)嚢?，即為A組分。再將一定量的A組分與一定量的B組分混合，強(qiáng)力攪拌發(fā)泡就可制得無(wú)氟改性的聚異氰脲酸酯泡沫塑料。配方如下
A組分 聚醚多元醇60～80份聚酯多元醇40～20份勻泡劑1～8份催化劑1 1～15份氨復(fù)合催化劑 0～10份催化劑2 0.5～3份發(fā)泡劑2～30份改性劑5～40份(以上為重量份)B組分 異氰酸酯(指數(shù)1.1～1.9)本發(fā)明采用不同官能度的聚醚、聚酯多元醇混合，目的是提高制品的尺寸穩(wěn)定性。復(fù)合催化劑體系是為改變異氰酸酯的結(jié)構(gòu)，適量的改性劑的加入為降低導(dǎo)熱系數(shù)，提高阻燃性，提高機(jī)械強(qiáng)度，復(fù)合發(fā)泡劑的使用，水是化學(xué)發(fā)泡劑，反應(yīng)放熱，使后固化緩慢。用醚、酮類低沸點(diǎn)化合物，做物理發(fā)泡劑，其蒸發(fā)過(guò)程吸熱，可帶走一些水與異氰酸酯的反應(yīng)熱。
反應(yīng)原理(一)羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)生成氨基甲酸酯 (二)發(fā)泡反應(yīng)(異氰酸酯與水反應(yīng)生成CO2) 此過(guò)程放熱，可使低沸點(diǎn)的醚、酮變成氣體，一起形成泡沫體，(三)異氰酸酯在催化劑作用下形成異氰脲酸酯環(huán)
(四)適量的聚氨酯改性聚異氰脲酸酯 可根據(jù)不同的工藝條件，對(duì)配方做改動(dòng)。
一般手工澆注發(fā)泡時(shí)間可控制在40～45秒，固化時(shí)間約65～100秒。
無(wú)氟改性聚異氰脲酸酯泡沫塑料制作步驟(1)環(huán)境溫度高于20℃(2)料溫B異氰酸酯25℃左右A組分20～25℃模具溫度40～50℃將模具噴上一層脫膜劑。將一定量的A組分與一定量的B組分料放在容器中強(qiáng)力攪拌(約1600轉(zhuǎn)/分)8～10秒鐘，注入模腔，3～5分鐘可脫模，即為成品。
本發(fā)明的特點(diǎn)1、復(fù)合發(fā)泡劑是全無(wú)氟的混合物，符合環(huán)保要求；2、經(jīng)改性的聚異氰脲酸酯綜合性能好。導(dǎo)熱系數(shù)低，阻燃性能好，抗壓強(qiáng)度高，耐熱性強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好，泡孔微細(xì)，均勻；3、除異氰酸酯，所有原料均為為國(guó)產(chǎn)。原料來(lái)源可靠，相對(duì)價(jià)格低廉，市場(chǎng)前景看好；4、機(jī)械發(fā)泡(高壓發(fā)泡、低壓發(fā)泡)均可使用，特別保溫管道的“一步法”、“二步法”生產(chǎn)完全不必改動(dòng)現(xiàn)有設(shè)備就可生產(chǎn)。制板生產(chǎn)線也不必改動(dòng)設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)氟改性聚異氰脲酸酯泡沫塑料，其特征在于(1)所述無(wú)氟發(fā)泡劑可以是水與低分子醚類、酮類的混合物，(2)采用復(fù)合催化體系，改變異氰酸酯的結(jié)構(gòu)，形成異氰酸酯環(huán)，(3)用適量的聚氨基甲酸酯改性聚異氰脲酸酯，(4)改性劑還可以是含羥基的高分子物，農(nóng)副產(chǎn)品加工成粒徑為10-9mm納類材料或改性產(chǎn)品。
2.根據(jù)1所述的無(wú)氟改性聚異氰脲酸酯泡沫塑料，其特征在于可采用如下配方A組分 聚醚多元醇 60～80份聚酯多元醇 40～20份勻泡劑 1～8份催化劑1 1～15份氨復(fù)合催化劑 0～10份催化劑2 0.5～3份發(fā)泡劑 2～30份改性劑 5～40份(以上為重量份)B組分 異氰酸酯(指數(shù)1.1～1.9)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用聚氨基甲酸酯改性的無(wú)氟聚異氰脲酸酯泡沫塑料。其中發(fā)泡劑是由水與醚類,酮類組成的復(fù)合發(fā)泡劑。改性劑還可以是含羥基高分子物。本發(fā)明采用不含氯氟烴的發(fā)泡劑,符合環(huán)保要求,原料易得,成本低,是建筑等領(lǐng)域理想的保溫材料。
文檔編號(hào)C08G18/40GK1354191SQ00123280
公開(kāi)日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2000年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月22日
發(fā)明者丁桂英 申請(qǐng)人:石勇