本发明专利技术公开了一种低成本全水发泡聚氨酯材料及其制备工艺，包括以下步骤：（1）将多异氰酸酯与多元醇反应制备NCO基团封端的预聚体，记为A；（2）将聚酯多元醇、聚醚多元醇、复配催化剂、二甲基硅油、水搅拌均匀后，制成树脂部分，记为B；（3）将烘干后的生物质秸秆粉碎成颗粒状，记为C；（4）先将B和C充分混合搅拌均匀，再按计量比加入A，高速搅拌后加入模具中，经发泡反应后，生长成泡沫材料即可。本发明专利技术聚氨酯泡沫生产制备过程中，不使用HCFC‑141b等含氟发泡剂，采用全水发泡，不产生有毒有害气体，绿色环保，同时通过对活性黑料的封端及优化配方结构，延长聚氨酯泡沫材料体系的搅拌和注入模具的时间，扩大聚氨酯泡沫材料的应用领域。
A low cost all water foaming polyurethane material and its preparation process
【技术实现步骤摘要】
一种低成本全水发泡聚氨酯材料及其制备工艺
本专利技术属于聚氨酯复合材料
，尤其涉及一种低成本全水发泡聚氨酯材料及其制备工艺。
技术介绍
聚氨酯发泡材料在航空航天、军事、冷库、冷链车、建筑及服装等众多领域有着广泛的应用。现有聚氨酯发泡材料及技术均是在高速搅拌的条件下，迅速将混合料倒入磨具中，进行凝胶发泡。由于聚氨酯发泡材料体系的凝胶与发泡需均衡反应的特性，凝胶使得聚氨酯材料具有一定的支撑强度，发泡可使得聚氨酯聚氨酯内部形成众多的孔洞结构，聚氨酯发泡材料体系一般搅拌时间是10-20s，倒入磨具时间是30-50s，即50s内完成搅拌和注模工艺流程，否则聚氨酯材料在搅拌过程中发泡成型，导致产品失败。在短暂的工艺窗内要求聚氨酯发泡材料的原料需粘度较低，有利于在短时间内搅拌均匀并在模具中充分流淌填充，一般要求粘度不能高于2000mPa.s，对原料、工艺的要求严格。当前，在化工技术和效率没有大幅度提升的情况下，聚氨酯发泡材料的成本无法获得显著的降低，这就限制了聚氨酯发泡材料的生产和应用。同时，现有聚氨酯泡沫生产过程中大多数采用的是物理发泡方法，通常使用的是含氟烃的HCFC-141b和大量溶剂如环戊烷等，在发过过程中发泡剂和溶剂的挥发对大气及人体造成要种的损害，经文献检索及市场调查，未发现低成本全水发泡聚氨酯材料及其制备工艺。因此，通过技术手段将聚氨酯发泡和凝胶时间大幅度延长，通过添加低成本生物质原料，采用全水发泡技术，是当前聚氨酯发泡材料领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种低成本全水发泡聚氨酯材料及其制备工艺。为了实现上述的目的，本专利技术提供以下技术方案：一种低成本全水发泡聚氨酯材料的制备工艺，包括以下步骤：（1）将多异氰酸酯与多元醇反应制备NCO基团封端的预聚体，进一步降低反应活性，制成黑料固化剂，记为A；（2）按重量份将30-50份聚酯多元醇、20-30份聚醚多元醇、1-2份复配催化剂、0.5-2份消泡剂二甲基硅油、1-6份水在60℃搅拌均匀后，制成树脂部分，记为B；（3）将烘干后的生物质秸秆粉碎成200-400目的颗粒粉状，记为C；（4）先将B和C充分混合搅拌均匀，再按计量比加入A，高速搅拌后加入25℃模具中，经15min发泡反应后，生长成泡沫材料即可。进一步的，所述步骤1中多异氰酸酯选自多亚甲基多苯基异氰酸酯（PM200）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）中的任意一种或几种。进一步的，所述步骤1中多异氰酸酯与多元醇反应制备NCO基团封端的预聚体所使用的多元醇分子量为2000的聚醚多元醇（PPG220）。进一步的，所述步骤2中聚酯多元醇选自分子量为800聚酯多元醇、分子量为600的聚酯多元醇、分子量为300的聚酯多元醇和分子量为200的聚酯多元醇中的任意一种或两种混合物；所述步骤2中聚醚多元醇选自分子量为1000的聚醚多元醇（PPG210）、分子量为800的聚醚多元醇（PPG208）、分子量为100的聚醚多元醇（PPG303）中的任意一种或两种混合物。进一步的，所述步骤2中复配催化剂为有机铋与三乙烯二胺复配得到。进一步的，所述步骤3中生物质秸秆取自水稻、玉米、甘蔗渣、小麦。进一步的，所使用的发泡剂是全水发泡。进一步的，改性后的聚氨酯发泡材料具有长时间的搅拌和注入磨具的时间。一种如上所述的制备方法制备得到的低成本全水发泡聚氨酯材料。本专利技术的优点是：（1）本专利技术聚氨酯泡沫生产制备过程中，不使用HCFC-141b等含氟发泡剂，采用全水发泡，不产生有毒有害气体，绿色环保。（2）通过对活性黑料A部分的封端及优化配方结构，延长聚氨酯泡沫材料体系的搅拌和注入模具的时间，扩宽选材的范围，有利于降低成本，扩大聚氨酯泡沫材料的应用领域。附图说明图1所示为异氰酸酯与含有羟基的多元醇反应机理示意图。图2所示为实施例1所得低成本全水发泡聚氨酯材料实物图。具体实施方式以下结合具体的实例对本专利技术的技术方案做进一步说明：实施例1（1）将1mol的PM200与0.2mol的聚醚多元醇（PPG210）反应制备NCO基团封端的预聚体；（2）按质量比，将分子量为800的聚酯多元醇50份、分子量为300的聚醚多元醇30份、催化剂有机锌1份、消泡剂二甲基硅油0.5份、水1份在温度为60℃，搅拌均匀后，制成树脂部分，控制其中羟基（-OH）官能团总量为1mol，记为B；（3）将烘干后的生物质水稻秸秆粉碎成200目颗粒粉状，记为C；（4）将B和C按照质量比1：0.5充分混合搅拌均匀，然后加入A高速混合1min加入25℃的磨具中，经15min后发泡反应后，生长成泡沫材料。所得材料实物图如图2所示。实施例2（1）将1mol的PM200与0.2mol的聚醚多元醇（PPG210）反应制备NCO基团封端的预聚体；（2）按质量比，将分子量为800的聚酯多元醇50份、分子量为300的聚醚多元醇30份、催化剂有机锌1份、消泡剂二甲基硅油0.5份、水1份在温度为60℃，搅拌均匀后，制成树脂部分，控制其中羟基（-OH）官能团总量为1mol，记为B；（3）将烘干后的生物质水稻秸秆粉碎成400目颗粒粉状，记为C；（4）将B和C按照质量比1：0.5充分混合搅拌均匀，然后加入A高速混合1min加入25℃的磨具中，经15min后发泡反应后，生长成泡沫材料。实施例3（1）将1mol的PM200与0.2mol的聚醚多元醇（PPG210）反应制备NCO基团封端的预聚体；（2）按质量比，将分子量为800的聚酯多元醇50份、分子量为300的聚醚多元醇30份、催化剂有机锌2份、消泡剂二甲基硅油1份、水4份在温度为60℃，搅拌均匀后，制成树脂部分，控制其中羟基（-OH）官能团总量为1mol，记为B；（3）将烘干后的生物质水稻秸秆粉碎成400目颗粒粉状，记为C；（4）将B和C按照质量比1：0.5充分混合搅拌均匀，然后加入A高速混合1min加入25℃的磨具中，经15min后发泡反应后，生长成泡沫材料。实施例4（1）将1mol的PM200与0.3mol的聚醚多元醇（PPG210）反应制备NCO基团封端的预聚体；（2）按质量比，将分子量为800的聚酯多元醇50份、分子量为1000的聚醚多元醇30份、催化剂有机锌2份、消泡剂二甲基硅油1份、水4份在温度为60℃，搅拌均匀后，制成树脂部分，控制其中羟基（-OH）官能团总量为1mol，记为B；（3）将烘干后的生物质水稻秸秆粉碎成400目颗粒粉状，记为C；（4）将B和C按照质量比1：0.5充分混合搅拌均匀，然后加入A高速混合1min加入25℃的磨具中，经15min后发泡反应后，生长成泡沫材料。实施例5（1）将1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低成本全水发泡聚氨酯材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将多异氰酸酯与多元醇反应制备NCO基团封端的预聚体，进一步降低反应活性，制成黑料固化剂，记为A；/n（2）按重量份将30-50份聚酯多元醇、20-30份聚醚多元醇、1-2份复配催化剂、0.5-2份消泡剂二甲基硅油、1-6份水在60℃搅拌均匀后，制成树脂部分，记为B；/n（3）将烘干后的生物质秸秆粉碎成200-400目的颗粒粉状，记为C；/n（4）先将B和C充分混合搅拌均匀，再按计量比加入A，高速搅拌后加入25℃模具中，经15min发泡反应后，生长成泡沫材料即可。/n
【技术特征摘要】
1.一种低成本全水发泡聚氨酯材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将多异氰酸酯与多元醇反应制备NCO基团封端的预聚体，进一步降低反应活性，制成黑料固化剂，记为A；
（2）按重量份将30-50份聚酯多元醇、20-30份聚醚多元醇、1-2份复配催化剂、0.5-2份消泡剂二甲基硅油、1-6份水在60℃搅拌均匀后，制成树脂部分，记为B；
（3）将烘干后的生物质秸秆粉碎成200-400目的颗粒粉状，记为C；
（4）先将B和C充分混合搅拌均匀，再按计量比加入A，高速搅拌后加入25℃模具中，经15min发泡反应后，生长成泡沫材料即可。
2.根据权利要求1所述的低成本全水发泡聚氨酯材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤1中多异氰酸酯选自多亚甲基多苯基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述的低成本全水发泡聚氨酯材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤1中多异氰酸酯与多元醇反应制备NCO基团封端的预聚体所使用的多元醇分子量为2000的聚醚多元醇。
4.根据权利要求1所述的低...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，毛尚辉，张志娟，
申请(专利权)人：安徽伟创聚合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。