改善了表面韧性的单组分聚氨酯泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改善了表面韧性的单组分聚氨酯泡沫及其制备方法。是采用如下的原料制备的：（ａ）聚酯多元醇或聚醚多元醇、（ｂ）催化剂、（ｃ）反应型增塑剂、（ｄ）增溶剂、（ｅ）泡沫稳定剂、（ｆ）异氰酸酯和（ｇ）推进／发泡剂。本发明专利技术的单组分聚氨酯泡沫，泡沫表面的脆性得到显著改善，采用Ｑ／ＩＥＦＡ２１－１９９９标准规定的方法进行检测，结果表明：其性能完全超过规定的指标，本发明专利技术的单组分聚氨酯泡沫，制备方法简单，原料来源容易，便于工业化实施，具有较高的社会和经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚氨酯泡沫及其制备方法，尤其涉及一种。
技术介绍
单组分聚氨酯泡沫，(简称OCF)，是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物。它是一种将聚氨酯预聚物、发泡剂、催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。当物料从气雾罐中喷出时，沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。固化后的OCF泡沫具有填缝、粘结、密封、隔热、吸音等多种效果，是一种环保节能、使用方便的建筑材料，可适用于密封堵漏、填空补缝、固定粘结，保温隔音，尤其适用于塑钢或铝合金门窗和墙体间的密封堵漏及防水。目前OCF的生产几乎都采用“罐内聚合”生产工艺，即首先将多元醇，催化剂，助剂和异氰酸酯灌入气雾罐中，封好阀门后，再将发泡剂(抛射剂)充入，然后充分摇动，使罐内物料混合均匀并发生反应，形成含异氰酸酯端基的聚氨酯预聚物、助剂和抛射剂的混合物，即得到罐装OCF产品。由于OCF罐中的聚氨酯预聚物含有一定量的异氰酸酯单体或端异氰酸酯基小分子齐聚物，与分子量相对较大的预聚物分子相比，这些小分子的异氰酸酯单体或齐聚物更容易扩散，与反应性物质发生反应。当OCF罐中的物料射出后，小分子的异氰酸酯单体或齐聚物会首先与空气中的水分子反应生成脆性较大的含脲结构的硬段。在OCF沫状物固化成泡沫的过程中，如果分子量相对较大的预聚物不能迅速与水分子反应生成分子量较大的柔性分子，泡沫的表面层会表现出脆性，影响施工时的切割修饰时间。特别是改进收缩率的OCF配方体系，具有较高的官能度，在环境温度较低时，泡沫的表面更易表现出脆性。传统的OCF配方中通常采用物理增塑剂来解决OCF泡沫的脆性问题，例如US6013691专利公开的技术，OCF配方中采用氯化石蜡，三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)等作为增塑剂，但是，该方法所存在的一个明显缺陷是在环境温度较低时，泡沫的表面容易表现出脆性，特别是改进收缩率的OCF配方体系，表面发脆导致修饰切割的时间延长，甚至出现泡沫脱落，起不到密封效果，因此需克服OCF表面脆性问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是公开一种，以克服现有技术存在的上述缺陷。本专利技术的单组分聚氨酯泡沫，是采用如下的原料制备的(a)聚酯多元醇或聚醚多元醇；所说的聚酯多元醇或聚醚多元醇的官能度为2-4，分子量为400-10000，羟值为100-400mg KOH/g，最好为150-250mg KOH/g；所说的聚醚多元醇优选聚环氧丙烷(PPO)型，其起始剂为甘油，乙二胺，二乙二醇或其混合物，例如上海高桥石化三厂生产的牌号为GQ210，GE-310的产品，以及天津石化三厂生产的牌号为TMN1000的产品，聚醚多元醇也可以是含阻燃元素，如含有卤素，氮或磷的聚醚，如SOLVAY FLUOR ANDDERIVATE GmbH公司生产的牌号为PHT-4，AMGARD V82，IXOL M125的产品；优选的聚酯多元醇为含芳香环结构的聚酯，其官能度为2～3，是由多元羧酸或酸酐与多羟基化合物通过缩聚反应制得，所用的羧酸可以是脂肪族和芳香族羧酸的混合物，但至少应有一种是含芳香环的羧酸，可采用市售产品，如STEPANOL COMPANY公司生产的牌号为PS3152，PS-2412，PS-2352的产品，以及COIM COMPANY公司生产的牌号为ISOEXTER 360,4537的产品；(b)催化剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的1-3％；催化剂为用于聚氨酯反应的胺类化合物，优选五甲基二乙基三胺(Polycat 5)、二甲基环己胺(DMCHA)、N-甲基吗啉、二甲基乙醇胺(DMEA)或二吗啡啉二乙基醚(DMDEE)等中的一种；(c).反应型增塑剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的70-120％，最好为80-100％，反应型增塑剂具有如下的结构通式 其中，R1，R2分别代表 R1和R2可以相同，也可以不同；优选的反应型增塑剂是马来酸酐乙酯或马来酸酐丁酯；具有上述结构的反应型增塑剂可以改善OCF的表面脆性，其机理主要是这种增塑剂具有可与氨基反应的不饱和双键。当OCF喷出后，其预聚体与空气中的水反应后生成的氨基可以部分与这种反应型增塑剂反应，从而减少了生成脆性较大的脲结构，达到改善OCF表面脆性的效果；(d)增溶剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的3-15％，最好为4-8％；增溶剂用来增加非极性推进剂与聚氨酯的相溶性，优选的增溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，二氯甲烷(MC)或丁二酸二乙酯(DBE)等；(e)泡沫稳定剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的2-3％；泡沫稳定剂选自用于聚氨酯硬泡或聚异氰酸酯泡沫的表面活性剂，泡沫稳定剂为聚环氧乙烷和环氧丙烷接枝改性硅烷，可采用市售产品，例如德国高斯米特公司生产的牌号为B8404、B8460或B8462的产品，如美国康普顿公司生产的牌号为L-6900、L-5440、L-5420、L-5421的产品，如美国气体产品公司生产的牌号为DC5604，DC193，DC5589，DC5103的产品；(f)异氰酸酯，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的1.5-4倍，最好为1.8-2.5倍；异氰酸酯优选官能度为2.2-2.9的多苯基甲烷多异氰酸酯(p-MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)或其改性体，可采用市售产品，例如HUNTSMANCORP.公司生产的牌号为SUP5005，SUP2085的产品，BASF CORP.公司生产的牌号为M20S的产品，BAYER CORP.公司生产的牌号为44V20L的产品，烟台万华聚氨酯公司生产的牌号为PM-200等的产品；(g)推进/发泡剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的80～110％；推进/发泡剂选自对臭氧层破坏潜值(ODP)为零或低ODP值的化合物，优选醚类化合物、氢氟氯烃、氢氟烃或低分子烷烃等，适用的推进/发泡剂选自二甲醚、丙丁烷、1，1，1，2－四氟乙烷(HFC-134a)或二氯二氟甲烷(F12)等。按照本专利技术优选的方案，可根据需要加入色浆和/或防老剂，色浆如黄色颜料，绿色颜料等，以增加泡沫的色彩，防老剂，如2，6-二叔丁基对甲基苯酚，N，N’-二苯基对苯二胺等添加剂，其用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的0.3～3％；本专利技术的改善了表面脆性的低收缩率单组分聚氨酯泡沫的制备方法包括如下步骤将多元醇聚醚或聚酯多元醇、催化剂、反应型增塑剂、增溶剂、泡沫稳定剂和等组份混合均匀，制得聚氨酯组合料(I)；将f异氰酸酯、聚氨酯组合料(I)依次灌入气雾罐；将推进/发泡剂充入气雾罐，即获得产品，竖直放至24小时后，即可使用。根据需要，可加入色浆和防老剂；本专利技术的单组分聚氨酯泡沫的使用方法与常规的方法相同。采用上述方法制备的单组分聚氨酯泡沫，泡沫表面的脆性得到显著改善，采用Q/IEFA21-1999标准规定的方法进行检测，结果表明其性能完全超过规定的指标，本专利技术的单组分聚氨酯泡沫，制备方法简单，原料来源容易，便于工业化实施，具有较高的社会和经济效益。具体实施例方式实例中所用原材料如下GE310，聚醚多元醇，官能度为3，分子量为1000，羟值165mgKOH/g，上海高桥石化三厂生产GE210，聚醚多元醇，羟值110mgKOH/g，上海高桥石化三厂HD 204含芳香环的聚酯多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善了表面韧性的单组分聚氨酯泡沫，其特征在于，是采用如下的原料制备的：（ａ）聚酯多元醇或聚醚多元醇；（ｂ）催化剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的１－３％；催化剂为用于聚氨酯反应的胺类化合物；（ｃ）．反 应型增塑剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的７０－１２０％，反应型增塑剂具有如下的结构通式：＊＊＊其中，Ｒ１，Ｒ２分别代表：－（－ＣＨ↓［２］－）ｎ－ＣＨ↓［３］ｎ＝１～９；Ｒ１和Ｒ２可以相同，也可 以不同；（ｄ）增溶剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的３－１５％，增溶剂为Ｎ－甲基吡咯烷酮、二氯甲烷（ＭＣ）或丁二酸二乙酯；（ｅ）泡沫稳定剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的２－３％；泡沫稳定剂选自用于聚氨酯硬泡 或聚异氰酸酯泡沫的表面活性剂；（ｆ）异氰酸酯，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的１．５－４倍；（ｇ）推进／发泡剂，用量为聚酯多元醇或聚醚多元醇质量的８０～１１０％；推进／发泡剂选自醚类化合物、氢氟氯烃、氢氟烃或低分子 烷烃。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，许琼，张捷，芦小艳，
申请(专利权)人：上海昊海化工有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]