一種全水發(fā)泡瀝青聚氨酯硬質(zhì)泡沫及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨醋領(lǐng)域，具體涉及一種全水發(fā)泡漸青聚氨醋硬質(zhì)泡沫及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨醋硬質(zhì)泡沫是一種性能優(yōu)良的絕熱材料，具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能和耐化學(xué) 性能，被廣泛應(yīng)用于冰箱、冷柜、汽車、建筑及管道保溫保冷等眾多領(lǐng)域。但是由于氯氣姪發(fā) 泡劑對(duì)大氣莫氧層有破壞作用，國(guó)際公約已經(jīng)對(duì)其生產(chǎn)和使用做出了嚴(yán)格的限制和規(guī)定。 全水發(fā)泡技術(shù)W水作為化學(xué)發(fā)泡劑取代了傳統(tǒng)的氣氯姪類物理發(fā)泡劑，在聚氨醋硬泡的制 備過程中，利用水與異氯酸醋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所生成的C〇2進(jìn)行發(fā)泡，是一種ODP值為零的新 型環(huán)保發(fā)泡技術(shù)。
[0003] 全水發(fā)泡體系與氣里昂發(fā)泡體系相比，存在粘度較大、尺寸穩(wěn)定性、粘接性較差等 缺點(diǎn)。為了解決送個(gè)問題，BASF、Bayer等公司均通過調(diào)整聚離分子結(jié)構(gòu)、開發(fā)了低粘度的聚 離及具有良好流動(dòng)性的全水聚離，W此制備的聚氨醋泡沫塑料具有良好的尺寸穩(wěn)定性、粘 接性和較低的導(dǎo)熱系數(shù)。但是目前，國(guó)內(nèi)外幾個(gè)大公司的全水發(fā)泡聚氨醋硬質(zhì)泡沫組合料 在國(guó)內(nèi)均應(yīng)用于管道，密度均大于45kg/m 3,有的密度為55~80kg/m3等。當(dāng)用全水發(fā)泡制 備低密度聚氨醋泡沫時(shí)，由于水量較大，會(huì)造成泡沫發(fā)脆、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性和絕熱性變差， 且表皮粗糖，易脫落，難W形成致密的平整表皮。
[0004] 漸青聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料是在普通聚氨醋泡沫塑料組份中滲混部分漸青改性而 生成的一個(gè)新品種，其不僅具有普通聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料的絕熱性能，而且兼具漸青的防 腐蝕、抗老化、耐滲透等性能。
[0005] CN1341685A公開了一種漸青聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料，它是由組合料A與多異氯酸醋 B按一定比例經(jīng)化學(xué)發(fā)泡，采用德注或噴涂工藝制得。所述的組合料A由煤焦?jié)u青液、聚 離多元醇、阻燃劑、泡沫穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑、催化劑、發(fā)泡劑經(jīng)混合攬拌制得，采用的發(fā)泡劑為 HCFC-141b。該發(fā)明的漸青聚氨醋硬泡沫具有對(duì)鋼材的抗腐蝕性能及抵抗大氣的風(fēng)化作用。 CN1696167公開了一種焦油漸青聚氨醋泡沫塑料的生產(chǎn)方法，它是在普通的聚氨醋泡沫塑 料組分中滲混少量焦油漸青而形成的，采用焼姪類發(fā)泡劑如HCFC-14化、環(huán)戊焼、二氯甲焼 中的任意一種。但是，HCFC-14化、二氯甲焼等因代姪發(fā)泡劑在常溫下易揮發(fā)，雖在滿足密度 要求的情況下可使制品具有良好的表皮和較好的手感，但不符合環(huán)保要求。此外，環(huán)戊焼發(fā) 泡劑易燃易爆，屬危險(xiǎn)品，且對(duì)設(shè)備要求高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種全水發(fā)泡漸青聚氨醋硬質(zhì)泡沫及其制備 方法。本發(fā)明采用ODP值為零的水作為發(fā)泡劑，制備的漸青聚氨醋硬質(zhì)泡沫具有防潮耐腐、 抗壓性強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明的全水發(fā)泡漸青聚氨醋硬質(zhì)泡沫，其配方如下，W質(zhì)量份計(jì)： 石油漸青 60~140份，優(yōu)選為60~100份 聚離多元醇 80份 藍(lán)麻油 35~50份 水 2~8份，優(yōu)選2~6份 增塑劑 2~10份，優(yōu)選為3~6份 固化催化劑 0~5份，優(yōu)選為1~3份 有機(jī)娃泡沫穩(wěn)定劑 3~20份，優(yōu)選為5~15份 阻燃劑 0~70份，優(yōu)選為20~30份 多異氯酸醋 90~140份，優(yōu)選為100~130份。
[000引本發(fā)明全水發(fā)泡漸青聚氨醋硬質(zhì)泡沫的制備方法，包括W下步驟： (1) 將石油漸青加入反應(yīng)蓋中加熱融化并攬拌，升溫至20(TC W上保溫0. 5~化，然后 逐漸加入藍(lán)麻油，在150~17(TC攬拌均勻，獲得漸青藍(lán)麻油混合液； (2) 將聚離多元醇、增塑劑加入到步驟（1)制備的混合液中，在60~8(TC下攬拌均勻； (3) 將水、固化催化劑、有機(jī)娃泡沫穩(wěn)定劑和阻燃劑加入到步驟（2)制備的混合物中，在 35~55°C，優(yōu)選在35~50°C下攬拌均勻； (4) 將多異氯酸醋加入到步驟（3)制備的混合物中，快速攬拌均勻后，倒入模具中發(fā)泡 固化成型，即可得到全水發(fā)泡漸青聚氨醋硬質(zhì)泡沫。
[0009] 本發(fā)明中，石油漸青的組成與最終泡沫產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度息息相關(guān)，因此使用在 25°C下針入度為5~25mm，軟化點(diǎn)（環(huán)球法）為40~6(TC的石油漸青，優(yōu)選針入度為8~ 18mm的石油漸青(漸青針入度指的是在25C時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)針100g在5s時(shí)刺入漸青試樣的深度)， 可W保證最終產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度符合要求。石油漸青的軟化點(diǎn)為40~6(TC，使其能在一定的 溫度下充分且均勻的溶于藍(lán)麻油和聚離多元醇中。將漸青加入聚離多元醇中，當(dāng)使用量較 少時(shí)，不會(huì)對(duì)聚氨醋發(fā)泡過程產(chǎn)生大的影響；但當(dāng)使用量較大時(shí)，特別是由于全水發(fā)泡體系 缺少大量的低粘度發(fā)泡劑的稀釋與溶解作用，會(huì)使反應(yīng)混合物粘度增大，漸青與聚離多元 醇相容性較差，容易析出。因此，需要提高反應(yīng)溫度使各反應(yīng)物充分混合，但溫度提高到一 定程度會(huì)使發(fā)泡速度加快，且難于控制。因此，本發(fā)明先使用藍(lán)麻油對(duì)漸青在高溫下進(jìn)行溶 解，由于藍(lán)麻油具有典型的不飽和脂肪酸甘油H醋結(jié)構(gòu)，可與漸青中酪基、醇居基、胺基及 亞胺基等活潑氨化合物進(jìn)行反應(yīng)，促進(jìn)漸青在藍(lán)麻油中的溶解，因此藍(lán)麻油和漸青混合液 應(yīng)保溫一段時(shí)間，保證漸青和藍(lán)麻油之間的化學(xué)反應(yīng)完全。然后加入聚離多元醇和增塑劑， 藍(lán)麻油對(duì)漸青具有親和性，通過降低漸青的表面張力，使本來不易混合在聚離多元醇中的 漸青更容易均勻分散在聚離多元醇中，提高了混合物的膽存穩(wěn)定性。滿足上述要求的石油 漸青與藍(lán)麻油混合液和聚離多元醇與增塑劑混合后制備的混合物與多異氯酸醋粘度相近， 易于發(fā)泡成型。
[0010] 本發(fā)明中，藍(lán)麻油的官能度為2. 2~3. 5,居值為120~300m巧OH/g，優(yōu)選為150~ 200m巧OH/g，分子量為900~1000?？蒞在藍(lán)麻油中加入甘油、二甘醇、H甘醇或藏糖中一 種或幾種進(jìn)行復(fù)配，優(yōu)選加入甘油，加入量占藍(lán)麻油質(zhì)量的10%~30%，優(yōu)選為10%~15〇/〇。 甘油、二甘醇、H甘醇或藏糖的加入有助于藍(lán)麻油溶解漸青，同時(shí)也可W作為交聯(lián)劑改善泡 沫體的脆性。
[0011] 本發(fā)明中，聚離多元醇選用官能度為3~6,優(yōu)選為3~4,平均分子量為200~ 1200,優(yōu)選為300~900,粘度為500~1800m化? s，優(yōu)選為500~1200mPa ? S的聚離多元 醇。官能度數(shù)量多有助于加快泡沫生成速率和提高漸青基泡沫的交聯(lián)度，還可W減少多元 醇的使用量。
[0012] 本發(fā)明中，增塑劑采用二辛基獻(xiàn)酸脂、鄰苯二甲酸二異辛醋、鄰苯二甲酸二正了 醋、苯二甲酸二異了醋、十八碳二帰酸甲醋、鄰苯二甲酸二異癸醋、磯酸H苯醋、H辛醋、已 二酸二異壬醋和己二酸二異癸烷基醋中的一種或幾種。優(yōu)選使用二辛基獻(xiàn)酸脂，既可作為 乳化劑，也可作為減粘劑。
[0013] 本發(fā)明中，發(fā)泡劑采用水，水量的多少能調(diào)節(jié)泡沫體密度，水量越多，最終泡沫體 密度越低，但反應(yīng)體系粘度增大，因此，應(yīng)根據(jù)最終產(chǎn)品密度要求和體系粘度調(diào)節(jié)發(fā)泡劑的 用量。有機(jī)娃泡沫穩(wěn)定劑可采用常用的聚氨醋硬泡用水溶性聚離娃氧焼，主要起乳化泡沫 物料、穩(wěn)定泡沫和調(diào)節(jié)泡孔的作用，有助于氣泡的形成，控制泡孔的大小及均勻性。
[0014] 本發(fā)明中，無需加入促進(jìn)聚氨醋發(fā)泡的催化劑，但是需要加入的一定量的固化催 化劑，如DABCO DC-2、POLYCAT SA-1、二苯甲基二異氯酸醋等，用于加快泡沫形成之后的固 化過程。因?yàn)榧尤氲乃{(lán)麻油反應(yīng)活性高，且反應(yīng)溫度高，反應(yīng)速度較快，如再加入胺類催化 劑和有機(jī)金屬催化劑如H己醇胺、H己帰二胺、辛酸亞錫等會(huì)使發(fā)泡速度過快而難W控制。 而加入一定量的固化催化劑可W很好地調(diào)控發(fā)泡速度，避免發(fā)泡速度過快而難W控制。
[0015] 本發(fā)明中，阻燃劑可采用液態(tài)添加型阻燃劑，如H氯己基磯酸醋、H氯丙基磯酸 醋、甲基磯酸二甲醋等，也可采用粒子型阻燃劑如微膠囊紅磯等，阻燃劑可W采用上述阻燃 劑中的一種或幾種復(fù)配。
[0016] 本發(fā)明中，使用的多異氯酸醋為甲苯二異氯酸醋（TDI)、二苯基甲苯二異氯酸醋 (MDI)、多亞甲基多苯基異氯酸醋（PAPI)、異佛爾麗二異氯酸醋（IPDI)中的一種或多種。優(yōu) 選為多亞甲基多苯基異氯酸醋（PAPI)。
[0017] 本發(fā)明全水發(fā)泡制備的漸青聚氨醋硬質(zhì)泡沫，尺寸穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、防水防 腐性能良好，既可用于建筑外墻和屋頂防水保溫，也可用于管道的防腐保溫，特別是油田輸 油管線上的防腐保溫。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下： 1、采用藍(lán)麻油溶解石油漸青，無需使用有機(jī)溶劑制備漸青乳化液，環(huán)保經(jīng)濟(jì)；藍(lán)麻油對(duì) 漸青具有親和性，降低了漸青的表面張力，可使本來不易混合在聚離多元醇中的漸青更容 易均勻分散在聚離多元醇中，混合物膽存穩(wěn)定性好，不會(huì)發(fā)生絮凝析出現(xiàn)象。
[0019] 2、采用全水發(fā)泡技術(shù)，由于水的沸點(diǎn)為IOCTC，不像焼姪發(fā)泡劑在沸點(diǎn)低于5(TC， 在高溫下很快汽化揮發(fā)，因此可W提高反應(yīng)溫度到35-55C，進(jìn)一步降低反應(yīng)體系的粘度， 加強(qiáng)物流的流動(dòng)性。特別是本發(fā)明可W加入較大量的水，制備低密度的漸青聚氨醋硬質(zhì)泡 沫，泡沫表皮平整致密，有效提高了泡沫的抗腐蝕性和降低了泡沫的吸水性，解決了常規(guī)低 密度全水發(fā)泡聚氨醋硬質(zhì)泡沫表皮粗糖、易脫落的問題。
[0020] 3、將聚離多元醇與增塑劑一起加入到漸青藍(lán)麻油混合液中，可W改善漸青、藍(lán)麻 油、聚離多元醇體系的粘度，與多異氯酸醋粘度相近，有助于發(fā)泡反應(yīng)。
[0021] 4、藍(lán)麻油是一種高活性、低分子量的多居基化合物，可替代部分聚離多元醇，參與 聚