制備聚氨酯泡沫塑料的組合料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，它是由組合物A料與組合物B料以質(zhì)量比為1.0-1.5:1混合制成；其中，所述組合物A料是由下述質(zhì)量配比的化學(xué)物質(zhì)組成：水玻璃75-96%、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑0.1-25%、有機(jī)金屬類催化劑0.1-2%，胺類催化劑0.1-2%；所述組合物B料是由下述質(zhì)量配比的化學(xué)物質(zhì)組成：改性異氰酸酯50-80%、物理發(fā)泡劑10-25%、泡沫穩(wěn)定劑0.5-3%。本發(fā)明制得的聚氨酯泡沫塑料在具備特別優(yōu)異的阻燃性能與較低的反應(yīng)溫度的同時(shí)又兼具良好的保溫性能、尺寸穩(wěn)定性、隔熱性能、抗腐蝕抗老化、吸水率極低和重量輕、成本低的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】制備聚氨酯泡沬塑料的組合料【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種用于泡沫材料領(lǐng)域的組合料，特別是對(duì)阻燃性能有較高要求反應(yīng)溫度低的煤礦用填充密閉材料及保溫泡沫塑料用的組合料，具體的說(shuō)是涉及一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]聚氨酯泡沫塑料一般是由組合聚醚(俗稱白料，化學(xué)組成為聚醚單體、勻泡劑、交聯(lián)劑、催化劑、發(fā)泡劑等多種組分組合而成)和聚合MDI (俗稱黑料)混合之后形成的高分子材料，根據(jù)原料品種的不同和配方用量的變化，可以制成不同密度、不同性能的軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)泡沫塑料，廣泛應(yīng)于采礦項(xiàng)目中各種類型地層的加固和密封以及家具、汽車(chē)行業(yè)、 建筑、運(yùn)輸和隔熱材料中。[0003]根據(jù)國(guó)家相關(guān)技術(shù)和安全標(biāo)準(zhǔn)，高分子材料必須具有嚴(yán)格的阻燃性，且形成過(guò)程最高反應(yīng)溫度不能超過(guò)140°C，遺憾的是，目前聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)過(guò)程中的溫度一般在 150°C左右，甚至更高。除此，制備純聚氨酯泡沫塑料的原材料是不具備阻燃性能的，這就要求材料的阻燃性只能通過(guò)摻入阻燃劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這不僅提高了成本，而且這些阻燃劑都是含高氯離子類化學(xué)物質(zhì)，一旦發(fā)生高溫冒煙或著火，高氯離子的化學(xué)物質(zhì)燃燒后會(huì)生成有害氣體，會(huì)直接導(dǎo)致佩戴的呼救器失效，進(jìn)而發(fā)生更大的潛在人員安全事故。煤礦上填充密閉、做密閉墻常用的酚醛樹(shù)脂中有害單體甲醛氣體嚴(yán)重工人的身體健康而且酚醛樹(shù)脂易粉化導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度降低。次發(fā)明解決聚氨酯填充密閉材料的阻燃性及反應(yīng)溫度高和酚醛樹(shù)脂填充密閉材料有害氣體及易粉化抗壓強(qiáng)度低同時(shí)大大降低材料使用成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種制備聚氨酯泡沫塑料用的成本較低的組合料，且其制得的泡沫塑料在具備特別優(yōu)異的阻燃性能與較低的反應(yīng)溫度的同時(shí)又兼具良好的保溫性能、尺寸穩(wěn)定性、隔熱性能、抗腐蝕抗老化、吸水率極低和重量輕的特點(diǎn)。[0005]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，它是由組合物A料與組合物B料以質(zhì)量比為 1.0-1.5:1混合制成；其中，所述組合物A料是由下述質(zhì)量配比的化學(xué)物質(zhì)組成:水玻璃75-96%、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑0.1-25 %、有機(jī)金屬類催化劑0.1-2 %，胺類催化劑0.1-2 % ；所述組合物B料是由下述質(zhì)量配比的化學(xué)物質(zhì)組成:改性異氰酸酯75-97%、物理發(fā)泡劑10-25 %、泡沫穩(wěn)定劑0.5-3%。[0006]所述水玻璃是鈉離子水玻璃、鉀離子水玻璃中的一種或兩種以上，且水玻璃的模數(shù)為 1.5—3.5。[0007]所述擴(kuò)鏈交聯(lián)劑是EG、`甘油、三乙醇胺、1，4- 丁二醇、二乙醇胺、二甘醇、三甘醇中的一種或兩種以上。[0008]所述有機(jī)金屬類催化劑是二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫、二 (十二烷基硫)二丁基錫、二醋酸二丁基錫、二辛基錫、硫醇二辛基錫、異辛酸鉀、異辛酸鉛、異辛酸鋅、醋酸鉀、 油酸鉀的一種或兩種以上。[0009]所述胺類催化劑是脂肪胺類、脂環(huán)胺類、芳香胺類和醇胺類一種或兩種以上。[0010]所述改性異氰酸酯是以異氰酸酯為起始劑通過(guò)與聚醚多元醇進(jìn)行反應(yīng)后的制得。[0011]所述異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯PAPI中的一種或兩種組成；所述聚醚多元醇的官能度> 2、輕值約50-500mgK0H/g。[0012]所述甲苯二異氰酸酯是TD1-80、TD1-100中的一種或兩種組成。[0013]所述物理發(fā)泡劑是氫氯氟烴類、氫氟烴類、烷烴類中的一種或兩種以上。[0014]所述的泡沫穩(wěn)定劑為有機(jī)硅泡沫穩(wěn)定劑和有機(jī)烯類化合物一種或兩種以上。[0015]本發(fā)明中，組合料在使用時(shí)，先分別獨(dú)立制得組合料A與組合料B ;組合料A是由水玻璃75-96wt%、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑0.1-25 wt %、有機(jī)金屬類催化劑0.1_2 wt %，胺類催化劑0.1-2 wt %，在料溫5-35°C、攪拌速度50-200r/min的條件下攪拌均勻制得；組合料B是由改性異氰酸酯75-80 wt%、物理發(fā)泡劑0-25 wt%、泡沫穩(wěn)定劑0.5_3wt%，在料溫5_35°C攪拌速度50-200r/min的條件下攪拌均勻制得；然后將組合料A與組合料B按照1.0-1.5:1質(zhì)量比混合，經(jīng)專業(yè)設(shè)備快速攪拌得到固結(jié)體。[0016]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的組合料B中的改性異氰酸酯，是以異氰酸酯為起始劑通過(guò)與聚醚多元醇進(jìn)行反應(yīng)后的制得，具體過(guò)程為:將適量異氰酸酯加入反應(yīng)釜，升溫的同時(shí)依次緩慢加入一定比例的聚醚多元醇，溫度上升到80°C開(kāi)始計(jì)時(shí)，將溫度控制在 80-85 °C 反應(yīng) 2-2.5h。[0017]本發(fā)明制備的泡沫塑料優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面:本發(fā)明的原材料采用無(wú)機(jī)水玻璃，這在降低材料成本的同時(shí)還具備了阻燃性能；本發(fā)明的最高反應(yīng)溫度不高于76°C，詮釋了聚氨酯材料反應(yīng)溫度低溫的范疇；本發(fā)明材料的性能參數(shù)(密度、抗壓強(qiáng)度、發(fā)泡時(shí)間等)可根據(jù)使用的環(huán)境調(diào)節(jié)，靈活性、實(shí)用性強(qiáng)。本發(fā)明材料的泡孔規(guī)律、勻密，閉孔率達(dá)95%，具備優(yōu)異的保溫、隔熱性能，在酒精噴燈近1000°C的火焰作用持續(xù)3min的情況下,5cm厚的材料模塊頂部仍無(wú)熱感；本發(fā)明材料的防火性能好， 遇火不燃燒.在火焰的直接作用下結(jié)碳、無(wú)滴落物、無(wú)熔化現(xiàn)象；本發(fā)明材料及原材料均無(wú)毒，對(duì)人體無(wú)害，無(wú)污染，符合環(huán)保法規(guī)的要求；本發(fā)明材料的優(yōu)異性能使其不僅可以用于煤礦行業(yè)對(duì)煤巖體的填充和密閉，也可用于建筑保溫，及冰箱、冷庫(kù)等保冷行業(yè)?！揪唧w實(shí)施方式】[0018]下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明所提供的方法予以進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于所列出的實(shí)施例。
[0019]本發(fā)明所涉及的水玻璃購(gòu)自聚利德化工有限公司；異氰酸酯PAPI購(gòu)自煙臺(tái)萬(wàn)華集團(tuán)有限公司；異氰酸酯TD1-80購(gòu)自河北滄州大化TAI有限責(zé)任公司；聚醚多元醇 PPG-2000購(gòu)自江蘇海安石油化工廠，官能度2，羥值52-61 mgKOH/g ；DMN-450購(gòu)自淄博德信聯(lián)邦化學(xué)工業(yè)有限公司，羥值440-460 mgKOH/g ；DMN-500購(gòu)自淄博德信聯(lián)邦化學(xué)工業(yè)有限公司，羥值325-345 mgKOH/g ;泡沫穩(wěn)定劑B8525、泡沫穩(wěn)定劑B8870德國(guó)高斯米特公司；泡沫穩(wěn)定劑AK8805購(gòu)自煙臺(tái)億達(dá)聚氨酯有限公司；物理發(fā)泡劑HCFC-Hlb購(gòu)自浙江三環(huán)化工有限公司；反應(yīng)釜容量2000ml，四口，購(gòu)自江蘇鹽城鴻宇玻璃儀器廠實(shí)施例1實(shí)施例1中涉及到的原料有:組合料A中的原料為:鈉離子水玻璃(模數(shù)1.7):90 g、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑為二甘醇:8 g、胺類催化劑為二甲基環(huán)己胺:lg、有機(jī)金屬錫類催化劑為二丁基錫二月桂酸酯lg。[0020]組合料B中的原料為:改性異氰酸酯:80g、泡沫穩(wěn)定劑為AK8805:2g、物理發(fā)泡劑為 HCFC-141b:18g0[0021]根據(jù)上述組合料A中的各組分，將其各組分單體料在溫度5_35°C、攪拌速度 50-400r/min的條件下攪拌均勻制得的組合料A ；根據(jù)上述組合料B中的各組分，將其各組分單體料在溫度5-35°C、攪拌速度50-400r/ min的條件下混合均勻制得的組合料B ;其中需要指出的是:在制得組合料B之前，需先要制得組合料B中的改性異氰酸酯，它是以異氰酸酯PAPI為起始劑通過(guò)與聚醚多元醇PPG-2000進(jìn)行反應(yīng)后的制得，具體過(guò)程為: 將85份PAPI加入反應(yīng)釜，升溫的同時(shí)依次緩慢加入15份的PPG-2000聚醚多元醇，溫度上升到80°C開(kāi)始計(jì)時(shí)，將溫度控制在80-85°C反應(yīng)2-2.5h。
[0022]將上述制得的組合料A與組合料B按照1.3:1質(zhì)量比混合，經(jīng)手工快速攪拌得到固結(jié)體。反應(yīng)過(guò)程中環(huán)境溫度25°C，發(fā)泡時(shí)間13s，固結(jié)體形成時(shí)間60s。然后檢測(cè)其性能， 體系最高反應(yīng)溫度76°C，在火焰直接作用下具有結(jié)碳、無(wú)滴落物、無(wú)熔化現(xiàn)象，泡孔閉孔率 95%，泡孔勻密、規(guī)律。密度34kg/m3。[0023]實(shí)施例2實(shí)施例2中涉及到的原料有:組合料A中的原料為:鉀離子水玻璃(模數(shù)2.2):85 g、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑為甘油13 g、胺類催化劑為三亞乙烯二胺:0.8 g、有機(jī)金屬類催化劑為醋酸鉀:1.2g ;組合料B中的原料為改性異氰酸酯:77g、泡沫穩(wěn)定劑為B8525:3g、物理發(fā)泡劑為二氯甲燒:20g。[0024]根據(jù)上述組合料A中的各組分，將其各組分單體料在溫度5_35°C、攪拌速度 50-400r/min的條件下攪拌均勻制得的組合料A ；根據(jù)上述組合料B中的各組分，將其各組分單體料在溫度5-35°C、攪拌速度50-400r/ min的條件下混合均勻制得的組合料B ;其中需要指出的是:在制得組合料B之前，需先要制得組合料B中的改性異氰酸酯，它是以異氰酸酯TD1-80為起始劑通過(guò)與聚醚多元醇PPG-2000和DMN-450進(jìn)行反應(yīng)后的制得，具體過(guò)程為:將75份TD1-80加入反應(yīng)釜，升溫的同時(shí)依次緩慢加入15份的DMN-450和 10份的PPG-2000，溫度上升到80°C開(kāi)始計(jì)時(shí)，將溫度控制在80_85°C反應(yīng)2_2.5h。[0025]將上述制得的組合料A與組合料B按照1.2:1質(zhì)量比混合，經(jīng)快速攪拌得到固結(jié)體。反應(yīng)過(guò)程為環(huán)境溫度27°C，發(fā)泡時(shí)間14s，固結(jié)體形成時(shí)間65s。檢測(cè)其性能，體系最高反應(yīng)溫度76°C，在火焰直接作用下具有結(jié)碳、無(wú)滴落物、無(wú)熔化現(xiàn)象，泡孔閉孔率達(dá)96%，泡孔勻密、規(guī)律。密度35kg/m3。[0026]實(shí)施例3實(shí)施例3中涉及到的原料有:組合料A中的原料為:鈉離子水玻璃(模數(shù)3.2):75g、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑為EG 22g、胺類催化劑為雙(二甲氨基乙基)醚:1.5g、有機(jī)金屬類催化劑為異辛酸鋅:1.5g ;組合料B中的原料為:改性異氰酸酯(由異氰酸酯和聚醚多元醇預(yù)聚而成):79g、泡沫穩(wěn)定劑為B8870:3g、物理發(fā)泡劑為環(huán)戊烷:18g ；根據(jù)上述組合料A中的各組分，將其各組分單體料在溫度5-35°C、攪拌速度50-400r/ min的條件下攪拌均勻制得的組合料A ;根據(jù)上述組合料B中的各組分，將其各組分單體料在溫度5-35°C、攪拌速度50-400r/ min的條件下混合均勻制得的組合料B ；
其中需要指出的是:在制得組合料B之前，需先要制得組合料B中的改性異氰酸酯，它是以異氰酸酯PAPI及TD1-80為起始劑通過(guò)與聚醚多元醇DMN-500和PPG-2000進(jìn)行反應(yīng)后的制得，具體過(guò)程為:將70份PAPI和10份的TD1-80加入反應(yīng)釜，升溫的同時(shí)依次緩慢加入12份的DMN-500和8份的PPG2000的聚醚多元醇，溫度上升到80°C開(kāi)始計(jì)時(shí)，將溫度控制在80-85 °C反應(yīng)2-2.5h。[0027]將上述制得的組合料A與組合料B按照1.5:1質(zhì)量比混合，經(jīng)手工快速攪拌得到固結(jié)體。反應(yīng)過(guò)程為環(huán)境溫度27°C，發(fā)泡時(shí)間12s，固結(jié)體形成時(shí)間55s。檢測(cè)其性能，體系最高反應(yīng)溫度75°C，在火焰直接作用下具有結(jié)碳、無(wú)滴落物、無(wú)熔化現(xiàn)象。泡孔閉孔率95%， 泡孔勻密、規(guī)律。密度35kg/m3。
【權(quán)利要求】
1.一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，它是由組合物A料與組合物B料以質(zhì)量比為1.0-1.5:1混合制成；其中，所述組合物A料是由下述質(zhì)量配比的化學(xué)物質(zhì)組成:水玻璃75-96%、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑 0.1-25 %、有機(jī)金屬類催化劑0.1-2 %，胺類催化劑0.1-2 % ；所述組合物B料是由下述質(zhì)量配比的化學(xué)物質(zhì)組成:改性異氰酸酯75-97 %、物理發(fā)泡劑10-25 %、泡沫穩(wěn)定劑0.5-3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，所述水玻璃是鈉離子水玻璃、鉀離子水玻璃中的一種或兩種以上，且水玻璃的模數(shù)為1.5—3.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，所述擴(kuò)鏈交聯(lián)劑是EG、甘油、三乙醇胺、1，4-丁二醇、二乙醇胺、二甘醇、三甘醇中的一種或兩種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，所述有機(jī)金屬錫類催化劑是二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫、二(十二烷基硫)二丁基錫、二醋酸二丁基錫、二辛基錫、硫醇二辛基錫、異辛酸鉀、異辛酸鉛、異辛酸鋅、醋酸鉀、油酸鉀的一種或兩以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，所述胺類催化劑是脂肪胺類、脂環(huán)胺類、芳香胺類和醇胺類一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，所述改性異氰酸酯是以異氰酸酯為起始劑通過(guò)與聚醚多元醇進(jìn)行反應(yīng)后制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，所述異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯PAPI中的一種或兩種組成；所述聚醚多元醇的官能度≥2、羥值50-500mgK0H/g。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，所述甲苯二異氰酸酯是TD1-80、TD1-100中的一種或兩種組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，所述物理發(fā)泡劑是氫氯氟烴類、氫氟烴類、烷烴類中的一種或兩種以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備聚氨酯泡沫塑料的組合料，其特征在于，所述泡沫穩(wěn)定劑為有機(jī)娃泡沫穩(wěn)定劑和有機(jī)烯類化合物一種或兩一種。
【文檔編號(hào)】C08J9/14GK103497303SQ201310439377
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】柏廣峰 申請(qǐng)人:山西譽(yù)邦新動(dòng)力科技有限公司