專利名稱：低溫發(fā)泡無氟硬質聚氨酯泡沫的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及聚醚多元醇和異氰酸酯在有機胺、堿金屬等助劑的作用下的反應，特別是涉及可用來作絕熱和保溫材料的化合物。
歷史以來硬質聚氨脂發(fā)泡所用的發(fā)泡劑為氟得昂，已知它破壞大氣臭氧層。1990年國際環(huán)保組織在英國倫敦通過了《蒙特利爾議定書》，到2000年底禁止使用氟利昂做制冷劑和發(fā)泡劑。目前有幾種替代技術，全水發(fā)泡，泡沫品質發(fā)酥脆；戊烷烴發(fā)泡，泡沫品質好，由于戊烷易燃易爆。應在密閉條件下使用，因此應用受到限制；氫氟氯碳化合物(如HCFC-123，HCFC-141b)作為過渡發(fā)泡劑可繼續(xù)使用20年，對臭氧層損耗值是氟利昂的10％以下。這些替代技術發(fā)泡環(huán)境溫度都需在20℃以上才能正常發(fā)泡。
本發(fā)明的目的是提供一種無氟硬質聚氨酯泡沫，即在多元助劑的作用下降低體系的活化能，在10℃以上靠體系中自身反應產(chǎn)生的二氧化碳作發(fā)泡劑得到的化合物。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有機胺類化合物可控制異氰酸酯與聚醚多元醇反應速度，堿金屬鹽可調整異氰酸與聚醚多元醇反應物的密度。環(huán)氧類助劑可降低反應的活化能。
本發(fā)明使用的異氰酸酯(R-NCO)的異氰酸根值應大于29％，聚醚多元醇(R-OH)的羥值應大于450KOHmg/g，粘度500-3000Mpas。硅油(表面活性劑)用Si-O-C或Si-C型結構均可。
A組份(無氟組合聚醚)是聚醚多元醇與上述催化劑、表面活性劑、助劑的混合物。根據(jù)使用聚醚多元醇的不同和泡沫材料應用場合不同調整配方。聚醚多元醇的重量百分比77～85％，硅油2～3％，胺類化合物0～8％，堿金屬鹽4～9％，環(huán)氧類助劑7.5～8.5％。
B組份(異氰酸酯)，根據(jù)泡沫使用場合不同A∶B的重量比為1∶1-1.5。
本發(fā)明的技術手段是采用上述催化劑、表面活性劑、助劑，提高體系反應的活化能，使之在較低溫環(huán)境迅速發(fā)生一系列反應。
1、無氟組合聚醚中的多元醇與異氰酸酯中的異氰酸根反應生成氨基甲酸酯線性高分子為泡沫增塑結構。 2、異氰酸根在催化劑的作用下生成異氰酸環(huán)和碳化二亞胺聚合體，放出二氧化碳。 3、原料中的少量水分與異氰酸根反應生成縮二脲，并放出二氧化碳。 本發(fā)明提出的化合物可用于絕熱和保溫工程的各個領域。由于降低體系反應活化能，并克服了氟利昂作發(fā)泡劑聚氨酯發(fā)泡需汽化吸熱的問題，使之在低溫環(huán)境下聚氨脂泡沫能充分反應。應用本發(fā)明的泡沫與含氟聚酯泡沫相比在同密度下搞壓強度提高15％以上，耐熱達150℃。
以下所述實例詳細說明本發(fā)明(室溫15℃左右)實例1.
將100克聚醚多元醇(1050醚)，硅油3克，叔胺4克，堿金屬鹽4克，環(huán)氧助劑10克攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分攪拌，發(fā)生反應發(fā)泡時間19秒，固化時間40秒。所得產(chǎn)品密度67kg/m3。
實例2.
將100克聚醚多元醇，硅油3克，叔胺4克，堿金屬鹽8克，環(huán)氧助劑10克攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分攪拌，發(fā)生反應發(fā)泡時間16秒，固化時間37秒。所得產(chǎn)品密度46kg/m3。
實例3.
將100克聚醚多元醇，3克硅油，2克叔胺，6克堿金屬鹽，10克環(huán)氧助劑攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分攪拌，發(fā)生反應發(fā)泡時間38秒，固化時間90秒。所得產(chǎn)品密度54kg/m3。
實例4.
將100克聚醚多元醇，3克硅油，6克叔胺，6克堿金屬鹽，10克環(huán)氧助劑攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分攪拌，發(fā)生反應發(fā)泡時間12秒，固化時間27秒。所得產(chǎn)品密度53kg/m3。
實例5.
將100克聚醚多元醇，3克硅油，10克叔胺，6克堿金屬鹽，10克環(huán)氧助劑攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分攪拌，發(fā)生反應發(fā)泡時間6秒，固化時間14秒。所得產(chǎn)品密度51kg/m3。
權利要求
1.聚胺脂泡沫是由聚醚多元醇與異氰酸酯在助劑作用下的化學反應物。無氟硬質聚氨酯泡沫其特征是采用硅油、有機胺、堿金屬鹽和環(huán)氧類助劑與聚醚多元醇組成混合物為組合聚醚，在多元助劑的作用下與異氰酸酯在較低溫度環(huán)境下發(fā)生一系列化學反應，自身產(chǎn)生的二氧化碳作發(fā)泡劑，其產(chǎn)物為無氟硬質聚氨酯泡沫。
2.按照權利要求1所述的化學反應，其中助劑有機胺重量比是0～8％，堿金屬鹽4～9％。環(huán)氧類助劑7.5～8.5％，硅油2～3％。
3.按照權利要求1所述的化學反應，其中組合聚醚與異氰酸酯的重量比為1∶1～1.5。
4.按照權利要求1所述的化學反應，其中組合聚醚在25℃以下最終粘度范圍500-3000Mpa.s，含水率不大于1％。
5.按照權利要求1所述的化學反應物用于各個領域的絕熱和保溫工程。
全文摘要
本發(fā)明低溫發(fā)泡無氟硬質聚氨酯泡沫化合物是聚醚多元醇與異氰酸酯在有機胺、堿金屬鹽、環(huán)氧類助劑等多元助劑作用下發(fā)生一系列化學反應，靠自身反應產(chǎn)生的二氧化碳作發(fā)泡劑所得到的最終產(chǎn)物。在多元助劑的作用下降低了體系反應活化能和自身反應產(chǎn)生的二氧化碳不吸熱，節(jié)約體系熱能。使之在10℃以上就能實現(xiàn)正常反應。通過改變有機胺的用量控制體系反應速度，改變堿金屬鹽的用量調整反應物密度。該反應物可用于各個領域的絕熱和保溫工程。
文檔編號C08G18/00GK1417243SQ01140569
公開日2003年5月14日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權日2001年11月8日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 劉光明, 李森林, 張曉華, 胡國江, 李野, 閻慶燕 申請人:大慶石油管理局油田建設公司