一種聚氨酯硬塑料發(fā)泡組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及聚氨酯發(fā)泡硬塑料【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)是涉及一種聚氨酯硬泡沫塑料發(fā)泡組合物。本發(fā)明聚氨酯硬泡沫塑料發(fā)泡組合物由以下主要原料和重量份數(shù)組成：組合聚醚75～90份、二甲醚2～5份、玻璃纖維2～5份、莫來(lái)石4～10份、碳化硅細(xì)粉2～5份。本發(fā)明能夠克服現(xiàn)有聚氨酯硬泡塑料力學(xué)性能差的缺點(diǎn)，在保證原有耐高溫、耐火等性能外，還具有良好的強(qiáng)度與韌性。
【專利說(shuō)明】一種聚氨酯硬塑料發(fā)泡組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯發(fā)泡硬塑料【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)是涉及一種聚氨酯硬泡沫塑料發(fā)泡組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯硬泡塑料具有質(zhì)輕、保溫、耐寒耐溶劑、吸音及緩沖抗震等優(yōu)良性能，廣泛用于冰箱、冰柜、冷庫(kù)、冷藏車等箱體絕緣熱層的絕熱材料，建筑物、儲(chǔ)罐及管道保溫材料，少量用于非絕熱場(chǎng)合，如彷木材、包裝材料等，但由于其力學(xué)性能較差，達(dá)不到結(jié)構(gòu)材料的使用要求。
[0003]作為結(jié)構(gòu)材料，要求有一定的強(qiáng)度、剛度和韌性等。為提高聚氨酯硬泡塑料力學(xué)性能，常用的方法是提高材料密度或添加增強(qiáng)劑，其中增強(qiáng)劑對(duì)聚氨酯硬泡塑料力學(xué)性能的影響已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。已報(bào)道的增強(qiáng)劑有無(wú)機(jī)填料和增強(qiáng)纖維，有機(jī)填料主要是二氧化硅、碳酸鈣和中空玻璃微粒等，增強(qiáng)纖維主要是玻璃纖維、有機(jī)纖維及碳纖維等。
[0004]莫來(lái)石是一系列由鋁硅酸鹽組成的礦物統(tǒng)稱，因最初發(fā)現(xiàn)于莫來(lái)島而得名，它在自然界中很少存在，主要采用鋁硅酸鹽在高溫下進(jìn)行人工合成，其主要成分是3Al203 *2Si02或2 Al2O3 *Si02。莫來(lái)石現(xiàn)在主要用于制作高性能陶瓷、耐火、耐高溫、電子封裝和光學(xué)材料等，也可以與其它材料符合而成為性能優(yōu)越的復(fù)合材料。
[0005]中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?201210427347.5)公開(kāi)了一種用于陶瓷剎車片的摩擦材料組合物，其主要由下列組分按重量百分比制成:莫來(lái)石陶瓷纖維14-18%、噴膠硅酸鋁纖維10-13%、芳綸漿柏10-12%、紫銅纖維8-9%、鈦酸鉀晶須8_10%、納米氧化鐵3_5%、氫氧化鋁0.8-1%、重晶石7-12%、鉀長(zhǎng)石8-10%、鉻鐵礦3-5%、氫氧化鎂1-1.5%、氧化鋅0.2-0.5%、石墨顆粒7-11%、膨脹石墨6-9% 、丁腈橡膠1_2%、腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂6-10%。該發(fā)明中的莫來(lái)石陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、比熱小及耐機(jī)械震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，與其他材料合理搭配后，有效改善了剎車片表面硬度、摩擦系數(shù)，也改善了傳熱性能和加工性能，相對(duì)于現(xiàn)有的陶瓷剎車片，該剎車片高溫時(shí)的機(jī)械及制動(dòng)性能更好。
[0006]中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?200710131655.2)公開(kāi)了一種耐磨耐火可塑料，其是由60 —80wt%剛玉和/或莫來(lái)石和/或A1203≤80%礬土熟料，5 —4 μ m氧化鋁微粉，6 - 15wt%^ 0.025mm鉻剛玉細(xì)粉，2 - 6wt%^ Iym硅微粉，5 — 10?%藍(lán)晶石或紅柱石或娃線石組成，外加12 — 15wt%雙氫磷酸招或硫酸招結(jié)合劑,及0.5 — 3wt%招酸韓或帆土水泥促凝劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該耐磨耐火可塑料具有致密度高，耐壓強(qiáng)度高，耐磨性能好，抗渣性和抗侵蝕能力強(qiáng)，使用溫高，大大延長(zhǎng)了使用壽命，可以滿足更高要求使用。
[0007]然而，在檢索到的現(xiàn)有資料中，仍沒(méi)有一種方案將材料莫來(lái)石應(yīng)用到聚氨酯硬泡塑料制備領(lǐng)域上，通過(guò)組合物各組分的合理配比，制成具有良好性能的聚氨酯硬泡塑料。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種改進(jìn)的聚氨酯硬塑料發(fā)泡組合物，能夠克服現(xiàn)有聚氨酯硬泡塑料力學(xué)性能差的缺點(diǎn)，在保證原有耐高溫、耐火等性能外，還具有良好的強(qiáng)度與韌性。
[0009]本發(fā)明聚氨酯硬塑料發(fā)泡組合物的主要原料和重量份數(shù)為:
組合聚醚75~90份；
二甲醚2~5份；
玻璃纖維2~5份；
莫來(lái)石4~10份；
碳化硅細(xì)粉2~5份。
[0010]以上所述組合聚醚采用以下重量份數(shù)的主要原料混合制成:
甘油聚醚樹(shù)脂5~7份；
乙二醇醚樹(shù)脂3~5份；
水溶性硅油0.2~0.3份；
五甲基二乙烯三胺0.2~0.4份； 二月桂酸二丁基錫0.1~0.3份；
去離子水2~4份。
[0011]將上述發(fā)泡組合物所有原料投入到容器內(nèi)攪拌均勻，即可得到聚氨酯硬質(zhì)泡沫組合聚醚，將該組合聚醚與異氰酸酯反應(yīng)，即可反應(yīng)得到聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。其中，異氰酸酯主要有甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、多次甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)等及少量做特殊用途的其他脂肪族和芳香族的有機(jī)異氰酸酯。
[0012]上述反應(yīng)采用CO2為發(fā)泡劑，或利用異氰酸酯和水反應(yīng)生產(chǎn)的CO2 (水發(fā)泡)作為發(fā)泡劑，具有無(wú)毒、安全、不存在回收利用問(wèn)題及不需要投資改造發(fā)泡設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，是目前一種比較理想的發(fā)泡劑。
[0013]二甲醚(DME)在常溫常壓下是一種無(wú)色氣體或壓縮液體，具有惰性、無(wú)腐蝕性、無(wú)致癌性，還具有優(yōu)良的混溶性，易溶于水，能同大多數(shù)極性和非極性有機(jī)溶劑混溶；沸點(diǎn)低，易燃，但與水混合后可獲得高沸點(diǎn)及不燃性物質(zhì)的特性；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存而不分解或轉(zhuǎn)化，在大氣層中的壽命很短，約10天左右，即可被降解為二氧化碳和水，ODP值為0，因而不會(huì)造成環(huán)境污染和破壞臭氧層。由于現(xiàn)有技術(shù)中用水作為發(fā)泡劑時(shí)，聚氨酯硬泡沫存在泡沫強(qiáng)度低的缺陷，部分企業(yè)通過(guò)提高原料異氰酸酯的用量或提高泡沫密度來(lái)解決上述問(wèn)題，這就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本升高，阻礙全水發(fā)泡技術(shù)的推廣。二甲醚可與水互溶的特性使其很容易用于全水發(fā)泡技術(shù)中，有助于改善全水發(fā)泡聚氨酯硬泡沫強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差、絕熱性差的缺陷，并可以減少異氰酸酯用量；此外，由于二甲醚的低粘度與低表面張力特性，用于全水發(fā)泡體系中可顯著降低體系黏度，并提高體系中各組分混勻性，使成型的發(fā)泡保溫材料孔泡分布均勻，保溫性能穩(wěn)定；同時(shí)二甲醚與聚醚多元醇的互溶性有利于提高聚氨酯硬泡沫的發(fā)泡效率和尺寸穩(wěn)定性；再加上二甲醚價(jià)格低、來(lái)源廣的優(yōu)點(diǎn)，其可以作為發(fā)泡助劑用于各種聚氨酯硬泡沫的生產(chǎn)，并可有效的提高聚氨酯硬泡沫的使用性能。
[0014]玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，其具有絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好、機(jī)械強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。它是以玻璃球或廢丨日玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝制造成的，通常用作復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料，其直徑越小，強(qiáng)度越高。本發(fā)明采用的玻璃纖維為玻璃纖維原絲通過(guò)短切原絲和磨碎纖維步驟后得到直徑在3~7微米之間、長(zhǎng)度在2~4毫米之間的超細(xì)玻璃纖維。發(fā)泡原料混合后，玻璃纖維會(huì)分布在泡孔壁、泡沫材料的骨架中，起到增強(qiáng)孔壁和泡沫剛度的作用，且不會(huì)影響泡孔結(jié)構(gòu)。
[0015]莫來(lái)石是一種優(yōu)質(zhì)的耐火材料，它具有膨脹均勻、熱震穩(wěn)定性極好、荷重軟化點(diǎn)高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學(xué)腐蝕性好等特點(diǎn)。作為發(fā)泡硬質(zhì)塑料的增強(qiáng)填充劑能改善塑料的力學(xué)性能。
[0016]碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。它具有耐高溫、強(qiáng)度大、導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明原料碳化硅細(xì)粉粒徑在I~7微米之間。 [0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明聚氨酯硬塑料發(fā)泡組合物，采用莫來(lái)石作為增強(qiáng)填充劑，能夠克服現(xiàn)有聚氨酯硬泡塑料力學(xué)性能差的缺點(diǎn)，在保證原有耐高溫、耐火等性能外，還具有良好的強(qiáng)度與韌性。而且由于采用ODP值為O的發(fā)泡劑CO2，避免了傳統(tǒng)發(fā)泡劑對(duì)環(huán)境的危害。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不局限于實(shí)施例表示的范圍。
[0019]實(shí)施例1
按質(zhì)量份數(shù)稱取5份甘油聚醚樹(shù)脂、5份乙二醇醚樹(shù)脂、0.2份泡沫穩(wěn)定劑水溶性硅油、
0.2份催化劑五甲基二乙烯、0.3份固化劑二月桂酸二丁基錫、2份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照80公斤組合聚醚加入5公斤二甲醚、2份玻璃纖維、8公斤莫來(lái)石和5公斤碳化硅細(xì)粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質(zhì)量比1:1.4混合即得聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。
[0020]實(shí)施例2
按質(zhì)量份數(shù)稱取6份甘油聚醚樹(shù)脂、4份乙二醇醚樹(shù)脂、0.3份泡沫穩(wěn)定劑水溶性硅油、
0.3份催化劑五甲基二乙烯、0.2份固化劑二月桂酸二丁基錫、3份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照85公斤組合聚醚加入3公斤二甲醚、2份玻璃纖維、6公斤莫來(lái)石和4公斤碳化硅細(xì)粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質(zhì)量比1:1.3混合即得聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。
[0021]實(shí)施例3
按質(zhì)量份數(shù)稱取7份甘油聚醚樹(shù)脂、3份乙二醇醚樹(shù)脂、0.2份泡沫穩(wěn)定劑水溶性硅油、
0.4份催化劑五甲基二乙烯、0.2份固化劑二月桂酸二丁基錫、3份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照90公斤組合聚醚加入2公斤二甲醚、2份玻璃纖維、4公斤莫來(lái)石和2公斤碳化硅細(xì)粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質(zhì)量比1: 0.9混合即得聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。
[0022]實(shí)施例4
按質(zhì)量份數(shù)稱取6份甘油聚醚樹(shù)脂、4份乙二醇醚樹(shù)脂、0.3份泡沫穩(wěn)定劑水溶性硅油、
0.3份催化劑五甲基二乙烯、0.3份固化劑二月桂酸二丁基錫、4份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照85公斤組合聚醚加入2公斤二甲醚、5份玻璃纖維、6公斤莫來(lái)石和2公斤碳化硅細(xì)粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質(zhì)量比1:1.1混合即得聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。
[0023]實(shí)施例5
按質(zhì)量份數(shù)稱取5份甘油聚醚樹(shù)脂、5份乙二醇醚樹(shù)脂、0.2份泡沫穩(wěn)定劑水溶性硅油、
0.2份催化劑五甲基二乙烯、0.3份固化劑二月桂酸二丁基錫、2份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照80公斤組合聚醚加入3公斤二甲醚、4份玻璃纖維、8公斤莫來(lái)石和5公斤碳化硅細(xì)粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質(zhì)量比1:1.0混合即得聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。
[0024]實(shí)施例6
按質(zhì)量份數(shù)稱取6份甘油聚醚樹(shù)脂、4份乙二醇醚樹(shù)脂、0.3份泡沫穩(wěn)定劑水溶性硅油、
0.3份催化劑五甲基二乙烯、0.3份固化劑二月桂酸二丁基錫、3份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照85公斤組合聚醚加入3公斤二甲醚、3份玻璃纖維、6公斤莫來(lái)石和3公斤碳化硅細(xì)粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質(zhì)量比1:1.2混合即得聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。`
【權(quán)利要求】
1.一種聚氨酯硬泡沫發(fā)泡組合物，其特征在于，它的主要原料和重量份數(shù)為: 組合聚醚75~90份； 二甲醚2~5份； 玻璃纖維2~5份； 莫來(lái)石4~10份； 碳化硅細(xì)粉2~5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯硬泡沫發(fā)泡組合物，其特征在于，所述組合聚醚采用以下重量份數(shù)的主要原料混合制成: 甘油聚醚樹(shù)脂5~7份； 乙二醇醚樹(shù)脂3~5份； 泡沫穩(wěn)定劑水溶性硅油0.2~0.3份； 催化劑五甲基二乙烯三胺0.2~0.4份； 固化劑二月桂酸二丁基錫0.1~0.3份； 去離子水2~4份。
【文檔編號(hào)】C08G18/48GK103739807SQ201310710236
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月22日
【發(fā)明者】倪海明, 陳燕蓉, 林國(guó)友, 謝美萱, 柳春, 藍(lán)雨, 陶靖 申請(qǐng)人:廣西弘耀祥科技有限公司