一种聚醚组合物、低VOC聚氨酯泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，具体提供了一种聚氨酯泡沫用聚醚组合物，包括聚醚多元醇和伯羟基摩尔含量不低于40mol％的聚醚碳酸酯多元醇，本发明专利技术还提供了一种聚氨酯泡沫的制备方法，包括如下步骤，将所述聚氨酯泡沫用聚醚组合物、发泡剂、扩链剂、催化剂、开孔剂和泡沫稳定剂预热熔化、混合均匀，冷却，然后加入异氰酸酯混合、聚合反应，即得聚氨酯泡沫产品，本发明专利技术通过使用伯羟基摩尔含量不低于40mol％的聚醚碳酸酯多元醇克服现有技术中采用外加物质降低聚氨酯泡沫VOC含量的方法，容易造成聚氨酯性能不稳定，产品力学性能差的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种聚醚组合物、低VOC聚氨酯泡沫及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种聚醚组合物、低VOC聚氨酯泡沫及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯泡沫由多元醇、异氰酸酯在催化剂、发泡剂、扩链剂、开孔剂及其他助剂的存在下聚合而成。聚氨酯泡沫分为聚氨酯硬质泡沫和聚氨酯软质泡沫，其中聚氨酯软质泡沫具有质轻、回弹性高、舒适性好、耐用、隔音和吸震性较高等特点，被广泛应用于汽车的座椅、靠背、头枕、扶手、隔音隔振系统及家具沙发、床垫中。随着人们对生活品质及环保要求的日益提高，聚氨酯泡沫中挥发性有机物(VOC)受到越来越多的关注。中国专利文献CN104151540A提供了一种低VOC含量聚醚多元醇的制备方法，减少了副产物的产生。中国专利CN101240055B中通过重新处理聚醚多元醇，并采用低气味催化剂、低雾化硅油和低挥发物含量的异氰酸酯制备出低VOC含量的聚氨酯泡沫。中国专利文献CN105418882A中将聚醚多元醇、改性异氰酸酯、低散发性硅油、低散发性催化剂、三乙醇胺、二乙醇胺和水通过特定配比制备出低VOC聚氨酯泡沫。以上专利制备的聚氨酯泡沫，只是从原料上降低了VOC的含量，但聚氨酯泡沫在其制备过程中和储存使用过程中仍然会产生较高含量的VOC，污染环境，影响日常使用。中国专利文献CN105111397A介绍了一种低VOC高回弹聚氨酯泡沫组合料及其制备方法，该方法是通过向组合料中加入醛类捕捉剂来实现的；中国专利文献CN1517378A在聚氨酯泡沫合成过程中采用不低于一定分子量的高分子化合物作为抗氧剂，也使制备出的聚氨酯泡沫VOC挥发量得以减少。以上专利虽然都对聚氨酯泡沫的VOC有一定的降低，但用醛类捕捉剂或抗氧剂都是外加的方法，加入量小，效果不明显，如果加入量大不仅影响力学性能，造成聚氨酯性能不稳定，产品力学性能差，还会提高成本。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中采用外加物质降低聚氨酯泡沫VOC含量的方法，容易造成聚氨酯性能不稳定，产品力学性能差的缺陷，从而提供一种聚醚组合物、低VOC聚氨酯泡沫及其制备方法。本专利技术提供了一种聚氨酯泡沫用聚醚组合物，包括聚醚多元醇和伯羟基摩尔含量不低于40mol％的聚醚碳酸酯多元醇。优选地，所述聚醚碳酸酯多元醇的伯羟基摩尔含量为50-95mol％。进一步地，所述聚醚碳酸酯多元醇与聚醚多元醇的质量比为(5-100)：(1-95)；优选地，所述聚醚碳酸酯多元醇与聚醚多元醇的质量比为(30-65)：(35-70)。进一步地，所述聚醚碳酸酯多元醇的分子量为500-10000g/mol，碳酸酯含量为5-99wt％，官能度为2-8；优选地，所述聚醚碳酸酯多元醇的分子量为2000-8000g/mol，碳酸酯含量为20-80wt％，官能度为2-6。本专利技术还提供了所述聚氨酯泡沫用聚醚组合物在制备聚氨酯泡沫中的应用。本专利技术还提供了一种聚氨酯泡沫的制备方法，包括如下步骤，将所述聚氨酯泡沫用聚醚组合物、发泡剂、扩链剂、催化剂、开孔剂和泡沫稳定剂预热熔化、混合均匀，冷却，然后加入异氰酸酯混合、聚合反应，即得聚氨酯泡沫产品。进一步地，所述异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、3,5-二甲基4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-乙苯二异氰酸酯、3,3-二甲氧基4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯二聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种；优选地，所述扩链剂选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、1,4-环己二醇、氢化双酚A、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、α-甘油烯丙基醚、缩水甘油烯丙基醚和过氧化二异丙苯中的一种或多种；优选地，所述催化剂选自有机锡类催化剂和有机胺类催化剂中的一种或多种。进一步地，所述预热熔化过程中，在0.5-1.5小时内从室温下匀速升温至40-100℃，同时搅拌速度从80-120rpm匀速升至800-1200rpm，然后维持800-1200rpm的速度搅拌1.5-2.5小时，冷却至室温。优选地，所述聚合物反应中，所述聚合物反应中，先在搅拌速度为1500-2000rpm下搅拌5-10s，然后加入模具中，在温度为30-100℃下反应3-20min。本专利技术还提供了一种根据上述方法制得的聚氨酯泡沫。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的聚氨酯泡沫用聚醚组合物，包括聚醚碳酸酯多元醇和聚醚多元醇，所述聚醚碳酸酯多元醇为高伯羟基摩尔含量的聚醚碳酸酯多元醇，其伯羟基摩尔含量不低于40mol％，本专利技术通过采用高伯羟基摩尔含量的聚醚碳酸酯多元醇与聚醚多元醇组合使用制得聚氨酯泡沫克服了单独使用聚醚多元醇时，因含有大量不稳定易断裂的醚氧键而使得聚氨酯性能不稳定，VOC含量高，产品力学性能差的问题，而且制得的聚氨酯泡沫具有低密度，高弹性的特点，可以推广使用。2.本专利技术提供的聚氨酯泡沫用聚醚组合物，研究中发现使用碳酸酯含量过低的聚醚碳酸酯多元醇会使由其制备的聚氨酯泡沫的VOC含量略有升高，而使用碳酸酯含量过高的聚醚碳酸酯多元醇会使由其制备的聚氨酯泡沫物理机械性能偏硬，回弹性不好，通过有限多次筛选本专利技术通过采用碳酸酯含量为20-80wt％的聚醚碳酸酯多元醇，由于碳酸酯含量适中，由其制备的聚氨酯泡沫即可得到适当的物理机械性能，又具有较低的VOC含量。3.本专利技术提供的聚氨酯泡沫的制备方法，通过控制预热熔化过程中，在0.5-1.5小时内从室温下匀速升温至40-100℃，同时搅拌速度从80-120rpm匀速升至800-1200rpm，然后维持800-1200rpm的速度搅拌1.5-2.5小时，冷却至室温，能够进一步改善聚氨酯泡沫性能不稳定的情况，提高产品的力学性能。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的主要试剂如下：聚醚碳酸酯多元醇由中国科学院长春应用化学研究所提供，其中伯羟基摩尔含量均以摩尔百分数计，单位为mol％，改性二苯基甲烷二异氰酸酯(改性MDI)购自烟台万华聚氨酯股份有限公司，聚醚多元醇F2831、聚醚多元醇330N和开孔剂F-1251均购自吉林聚源化学工业有限公司，催化剂双二甲胺基乙基醚(Niax-A1)购自美国联碳，有机硅泡沫稳定剂B8681购自德国赢创工业集团，催化剂TEDA33(由33％的三亚乙基二胺与67％乙二醇所配制的催化剂)购自日本东曹公司，等。实施例1取50g干燥后的含60.0mol％伯羟基且碳酸酯含量为55wt％的聚醚碳酸酯多元醇(分子量为6000g/mol，官能度为3)、50g聚醚多元醇F2831、0.25g催化剂TEDA33、0.8g扩链剂二乙醇胺、0.1g催化剂Niax-A1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯泡沫用聚醚组合物，其特征在于，包括聚醚多元醇和伯羟基摩尔含量不低于40mol％的聚醚碳酸酯多元醇。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯泡沫用聚醚组合物，其特征在于，包括聚醚多元醇和伯羟基摩尔含量不低于40mol％的聚醚碳酸酯多元醇。2.根据权利要求1所述的聚醚组合物，其特征在于，所述聚醚碳酸酯多元醇的伯羟基摩尔含量为50-95mol％。3.根据权利要求1或2所述的聚醚组合物，其特征在于，所述聚醚碳酸酯多元醇与聚醚多元醇的质量比为(5-100)：(1-95)；优选的，所述聚醚碳酸酯多元醇与聚醚多元醇的质量比为(30-65)：(35-70)。4.根据权利要求1-3中任一所述的聚醚组合物，其特征在于，所述聚醚碳酸酯多元醇的分子量为500-10000g/mol，碳酸酯含量为5-99wt％，官能度为2-8；优选的，所述聚醚碳酸酯多元醇的分子量为2000-8000g/mol，碳酸酯含量为20-80wt％，官能度为2-6。5.权利要求1-4中任一所述的聚醚组合物在制备聚氨酯泡沫中的应用。6.一种聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，将权利要求1-4中任一所述聚氨酯泡沫用聚醚组合物、发泡剂、扩链剂、催化剂、开孔剂和泡沫稳定剂预热熔化、混合均匀，冷却，然后加入异氰酸酯混合、聚合反应，即得聚氨酯泡沫产品。7.根据权利要求6所述的聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯选自六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦群，
申请(专利权)人：聚源化学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22