一种全水型半开孔聚氨酯硬泡组合料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种全水型半开孔聚氨酯硬泡组合料、一种全水型半开孔聚氨酯硬泡及其制备方法。所述聚氨酯硬泡组合料用于浇筑法生产聚氨酯间歇板，包括A组分异氰酸酯和B组分，B组分包括多元醇组合、发泡剂、催化剂、表面活性剂和降粘剂。本发明专利技术在用水作为发泡剂基础上，还选择碳酸丙烯酯作为降粘剂，使用多元醇组合，通过浇筑法生产的聚氨酯间歇板尺寸稳定性好，压缩强度高、密度分布均匀，且环保。

【技术实现步骤摘要】
一种全水型半开孔聚氨酯硬泡组合料及其制备方法
本专利技术涉及一种用于浇筑法生产聚氨酯间歇板聚氨酯硬泡组合料，以及一种全水型半开孔聚氨酯硬泡及其制备方法，属于硬泡保温生产领域。
技术介绍
目前用作浇筑法生产聚氨酯间歇板的组合料，发泡剂主要为HCFC-141B，氢氯氟烃发泡剂对臭氧层的破坏作用，中国将于2026年禁止使用HCFC-141b，目前可以用来替代HCFC-141b并对臭氧层无破坏作用的发泡剂有水、环戊烷、HFC-245fa、HFC-365a、LBA等。其中，水作为化学发泡剂应用在聚氨酯领域，对环境无破坏作用，且可直接沿用之前的发泡设备，无需进行额外的改造。国内有的厂家开始使用环戊烷作为发泡剂，因其易燃易爆，需对设备进行额外改造；HFC-245fa、HFC-365a、LBA等价格均较高，长期应用价值低。而水与异氰酸酯反应产生的二氧化碳容易逸出，泡沫尺寸稳定性较差；且生成的聚脲导致泡沫粘接较差；所以水作为发泡剂配方技术开发难度较大，使其没能得到广泛的应用。专利CN104877105A公开了一种聚氨酯硬泡组合料及其制备方法，该方法使用HFC-365mfc/227ea作为发泡剂，成本较高，且不环保。专利CN1616512A公开了一种聚氨酯硬质泡沫塑料，采用HFC-245fa作为发泡剂，但是需要低温5-10℃使用，难操作，工艺复杂。专利CN101039979A公开了一种环戊烷为发泡剂制作聚氨酯管道的方法，该方法达到替代HCFC-141B的目的，但环戊烷易燃易爆，对设备和厂房要求较高，需进行巨额改造。综上所述，急需一种性价比较高的环保发泡组合料，可以解决上述现有技术存在的成本较高、不环保、不易操作、易燃易爆的问题。并且，使得制备的聚氨酯硬泡材料的各项性能优异。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种环保型的可用于浇筑法生产聚氨酯间歇板的硬泡组合料。还提供一种全水型半开孔聚氨酯硬泡及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种全水型半开孔聚氨酯硬泡组合料，制备原料包含A组分和B组分，其中，A组分为异氰酸酯，B组分为混合物，以B组分总质量计算，B组分中各组分的百分比为：多元醇组合84～95wt％，优选85～92wt％wt％；发泡剂2.0～5.0wt％，2.5～4.5wt％；催化剂1.0～2.8wt％，优选1.5～2.4wt％；表面活性剂1.5～4.0wt％，优选1.9～3.5wt％；降粘剂0.5～7wt％，优选1～5wt％。本专利技术所述A组分为异氰酸酯，包括聚合MDI、液化改性MDI等，优选烟台万华公司的PM-200、Huntsman公司的5005S、Bayer公司的44V20、BASF公司的M20S中的一种或多种。本专利技术所述半开孔聚氨酯硬泡组合料中，所述A组分和B组分的质量比为0.8～1.8：1，优选1～1.5：1。本专利技术半开孔聚氨酯硬泡组合料中，所述降粘剂为碳酸丙烯酯。本专利技术加入碳酸丙烯酯后，粘度得到很快下降；因水与异氰酸酯反应产生的二氧化碳容易逸出，泡沫尺寸稳定性较差，加入碳酸丙烯酯后制得的泡沫成品泡孔内二氧化碳的逸出得到缓解，成品尺寸稳定性较好，且可以改善泡沫发脆现象。本专利技术所述多元醇组合包括以下组分：山梨醇和甘油混合起始聚醚多元醇30～55质量份，优选33～50质量份；蔗糖和二甘醇混合起始聚醚多元醇18～42质量份，优选20～40质量份；丙二醇聚醚多元醇6～22质量份，优选8～20质量份。本专利技术所述的山梨醇和甘油混合起始聚醚多元醇的羟值为400～600mgKOH/g，官能度为4.5～6，25℃粘度为4000～11000mPa·s；优选羟值为450～550mgKOH/g，官能度为5～5.5，25℃粘度为5000～9500mPa·s。本专利技术所述的蔗糖和二甘醇混合起始聚醚多元醇的羟值为350～500mgKOH/g，官能度为3～5，25℃粘度为2000～9000mPa·s；优选羟值为420～460mgKOH/g，官能度为3.8～4.5，25℃粘度为2800～7500mPa·s。本专利技术所述的丙二醇聚醚多元醇的羟值为80～300mgKOH/g，官能度为2，25℃粘度为40～250mPa·s；优选羟值为100～200mgKOH/g，25℃粘度为100～120mPa·s。本专利技术采用的多元醇组合，有效避免高官能度太刚硬、低官能度太软的问题，使得全水配方强度和柔韧能够良好搭配；粘接良好，尺寸稳定性优异。本专利技术所述表面活性剂选自硅氧烷类表面活性剂，所述硅氧烷类表面活性剂优选B8423、AK8805、H3636、DC193、B8404、AK8812、O-501、B8523、L5388中的一种或多种；所述表面活性剂优选为B8423和O-501。本专利技术所述催化剂选自胺类催化剂和/或有机金属盐类催化剂，所述的胺类催化剂的例子包括但不限于五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基环己胺、三乙烯二胺、三乙胺、1,4-二甲基哌嗪、N,N-二甲基苄胺和双二甲胺基乙基醚中的一种或多种，优选为五甲基二乙烯三胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺中的一种或多种。本专利技术所述发泡剂为水。本专利技术所述聚氨酯硬泡组合料中B组分的制备方法，包括以下步骤：将多元醇组合中的各聚醚多元醇加入搅拌釜，边搅拌边控温至75-80℃，然后加入表面活性剂、催化剂、降粘剂、发泡剂，搅拌40-50min。本专利技术聚氨酯硬泡组合料可以用于浇筑法生产聚氨酯间歇板。一种制备聚氨酯硬泡的方法，将A组分与B组分混合，经高压发泡，制得所述聚氨酯硬泡。本专利技术所述高压发泡过程的条件为：料温19～23℃，压力100～150bar(表压)，模具温度38～45℃，脱模时间为35～45min；优选料温21℃，压力125bar(表压)，模具温度40℃；所述高压发泡过程，反应混合物在模具中的脱模时间为40min。本专利技术得到的聚氨酯硬泡成品放入水中吸水较快，所测开孔率在40％以上。由本专利技术所述的聚氨酯硬泡组合料制得的聚氨酯间歇板泡沫密度≥36kg/m3；导热系数≤0.022W/(mK)；抗压强度≥150Kpa；泡沫与面板粘接强度≥0.1Mpa。本专利技术的积极效果在于使用了水作为发泡剂，更加环保，通过添加碳酸丙烯酯后，粘度得到很快下降；因水与异氰酸酯反应产生的二氧化碳容易逸出，泡沫尺寸稳定性较差，加入碳酸丙烯酯后制得的泡沫成品泡孔内二氧化碳的逸出得到缓解，成品尺寸稳定性较好，且泡沫韧性较好。具体实施方式下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例中使用到的原料：PM200万华化学集团股份有限公司；山梨醇和甘油混合起始聚醚多元醇：R2490(25℃粘度9000mPa·s，官能度为5，羟值500mgKOH/g)万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司；NJ-6305C(25℃粘度5800mPa·s，官能度为5.5，羟值500mgKOH/g)句容宁武新材料股份有限公司；蔗糖和二甘醇混合起始聚醚多元醇：R4110(25℃粘度3000mPa·s，官能度为4，羟值440mgKOH/g)、R420(25℃粘度7000mPa·s，官能度为4.5，羟值430mgKOH/g)万华化学(宁波)容威聚氨酯有限公司；丙二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全水型半开孔聚氨酯硬泡组合料，制备原料包含A组分和B组分，其中，A组分为异氰酸酯，B组分为混合物，以B组分总质量计算，B组分中各组分的百分比为：多元醇组合 84～95wt％，优选85～92wt％wt％；发泡剂 2.0～5.0wt％，2.5～4.5wt％；催化剂 1.0～2.8wt％，优选1.5～2.4wt％；表面活性剂 1.5～4.0wt％，优选1.9～3.5wt％；降粘剂 0.5～7wt％，优选1～5wt％；所述A组分和B组分的质量比为0.8～1.8：1，优选1～1.5：1。

【技术特征摘要】
1.一种全水型半开孔聚氨酯硬泡组合料，制备原料包含A组分和B组分，其中，A组分为异氰酸酯，B组分为混合物，以B组分总质量计算，B组分中各组分的百分比为：多元醇组合84～95wt％，优选85～92wt％wt％；发泡剂2.0～5.0wt％，2.5～4.5wt％；催化剂1.0～2.8wt％，优选1.5～2.4wt％；表面活性剂1.5～4.0wt％，优选1.9～3.5wt％；降粘剂0.5～7wt％，优选1～5wt％；所述A组分和B组分的质量比为0.8～1.8：1，优选1～1.5：1。2.根据权利要求1所述的组合料，其特征在于，所述A组分选自聚合MDI、和液化改性MDI中的一种或多种，优选万华化学公司的PM-200、Huntsman公司的5005S、Bayer公司的44V20和BASF公司的M20S中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的组合料，其特征在于，所述降粘剂为碳酸丙烯酯。4.根据权利要求1-3任一项所述的组合料，其特征在于，所述多元醇组合包括以下组分：山梨醇和甘油混合起始聚醚多元醇30～55质量份，优选33～50质量份；蔗糖和二甘醇混合起始聚醚多元醇18～42质量份，优选20～40质量份；丙二醇聚醚多元醇6～22质量份，优选8～20质量份。5.根据权利要求1-4任一项所述的组合料，其特征在于，所述山梨醇和甘油混合起始聚醚多元醇的羟值为400～600mgKOH/g，官能度为4.5～6，25℃粘度为4000～11000mPa·s；优选羟值为450～550mgKOH/g，官能度为5～5.5，25℃粘度为5000～950...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静，席强，
申请(专利权)人：万华化学宁波容威聚氨酯有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33