一种低膨胀聚氨酯硬泡及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低膨胀聚氨酯硬泡及其制备方法，所述硬泡由组合聚醚和异氰酸酯、发泡剂混合制成，其特征在于，以组合聚醚的总质量份为100份计，其包含以下成分：A、丙三醇类聚醚多元醇5

【技术实现步骤摘要】
一种低膨胀聚氨酯硬泡及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚氨酯硬泡及其制备方法，尤其涉及一种低膨胀聚氨酯硬泡及其制备方法，属于高分子材料


技术介绍

[0002]硬质聚氨酯泡沫作为一种性能良好的高分子保温材料，具有导热系低、泡沫密度小和强度高等优势，是冰箱、热水器等家电的理想填充材料。
[0003]随着环保政策和市场需求的变化，客户厂商对聚氨酯硬质泡沫的性能提出了更高的要求。生产更高泡沫强度、低导热系数和低泡沫密度硬泡的同时减少固化时间以提高生产效率、降低冰箱生产的能耗是聚氨酯泡沫追求的重要方向之一，因此降低泡沫的脱模膨胀显得尤为重要。目前常用的延迟类催化剂2
‑
羟基丙基三甲基甲酸铵盐等，虽然可以改善泡沫的脱模膨胀但也会降低泡沫的流动性，造成使用过程中泡沫表面容易产生气泡，增加与冰箱内胆的脱粘风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是如何在改善聚氨酯泡沫脱模膨胀性的同时保证泡沫的流动性。
[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术通过在聚氨酯制备原料中添加由2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚和卤化物形成的络合物催化剂，可以在泡沫前期流动和填充时不起作用，当芯部温度上升至一定程度之后络合物催化剂分解，释放氨基并参与反应使泡沫芯部实现迅速固化，从而得到低膨胀的聚氨酯泡沫。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种低膨胀聚氨酯硬泡，由组合聚醚和异氰酸酯、发泡剂混合制成，以组合聚醚的总质量份为100份计，其包含以下成分：
[0008]A、丙三醇类聚醚多元醇5
‑
15份；
[0009]B、邻甲苯二胺类聚醚多元醇10
‑
30份；
[0010]C、蔗糖和甘油类聚醚多元醇10
‑
30份；
[0011]D、蔗糖类聚醚多元醇28
‑
44份；
[0012]E、反应催化剂1.0
‑
4.0份；
[0013]F、络合物催化剂2.55
‑
5.1份；
[0014]G、表面活性剂1.0
‑
4.0份；
[0015]H、水1.0
‑
4.0份；
[0016]以组合聚醚的总质量份为100份计，所述发泡剂的用量为8
‑
25份；
[0017]所述组合聚醚和异氰酸酯的质量比为100:120
‑
170，优选100:130
‑
160。
[0018]所述丙三醇类聚醚多元醇的羟值为180
‑
300mgKOH/g，由丙三醇为起始剂与环氧丙烷加成反应制得；主要作用是降低硬泡发泡物料的整体粘度，使得组合聚醚多元醇与异氰
酸酯混合更加充分；
[0019]所述邻甲苯二胺类聚醚多元醇的羟值为430
‑
500mgKOH/g，由邻甲苯二胺为起始剂与环氧丙烷加成反应制得；该多元醇具有自催化作用，与多异氰酸酯的反应活性较高，发泡后期固化较快，生成的硬泡强度高、热导率小；
[0020]所述蔗糖和甘油类聚醚多元醇的羟值为380
‑
480mgKOH/g，由蔗糖和甘油为起始剂与环氧丙烷经加成反应制得；该多元醇形成交联的速度较慢，可以使硬泡发泡物料具有较好的流动性；
[0021]所述蔗糖类聚醚多元醇的羟值为400
‑
470mgKOH/g，由蔗糖为起始剂与环氧丙烷经加成反应制得，该多元醇的加入有利于使聚氨酯硬泡耐热性好、抗压强度大、尺寸稳定。
[0022]以上聚醚多元醇均可通过市售途径购买获得。
[0023]进一步地，所述反应催化剂选自胺类催化剂和/或有机金属盐类催化剂，优选五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、四甲基己二胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、N,N
‑
二甲基环己胺(DMCHA)、三乙烯二胺、三乙胺、1,4
‑
二甲基哌嗪、N,N
‑
二甲基苄胺、双二甲胺基乙基醚、1,3,5
‑
三(二甲基氨基丙基)六氢三嗪、醋酸钾、异辛酸钾、辛酸亚锡中的一种或多种，更优选为三乙烯二胺、N,N
‑
二甲基环己胺、五甲基二乙烯基三胺、1,3,5
‑
三(二甲基氨基丙基)六氢三嗪和醋酸钾中的一种或多种。
[0024]进一步地，所述络合物催化剂为2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚与卤化物的络合物。
[0025]进一步地，所述卤化物为氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙中的一种或多种。
[0026]进一步地，所述表面活性剂为硅油，优选美思德化学的AK8830、AK88310或Evonik的B8525、B8545中的一种或多种。这些表面活性剂成核作用强，稳定性好，有利于制备泡孔均匀的硬质聚氨酯泡沫。
[0027]进一步地，所述发泡剂为环戊烷(CP)、异戊烷(IP)、五氟丙烷(245fa)、三氟丙烯(LBA)的一种或多种。
[0028]进一步地，所述异氰酸酯为多亚甲基多苯基多异氰酸酯，优选万华化学PM200、PM2010和PM400。
[0029]一种如前文所述的低膨胀聚氨酯硬泡的制备方法，包括以下步骤：
[0030]按照配比将组分A～H以任意顺序混合形成组合聚醚后，再与发泡剂混合，最后与异氰酸酯通过高压发泡机混合反应生成聚氨酯硬质泡沫；
[0031]优选地，高压发泡机的操作条件为：料温22
±
4℃，操作压力120
±
10bar。
[0032]进一步地，络合物催化剂的制备方法为：
[0033]1)将2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚添加至丙三醇类聚醚多元醇A中，在70
‑
90℃下搅拌溶解；将卤化物用水溶解；
[0034]2)在70
‑
90℃温度条件下，将卤化物溶液滴加至2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚溶液中，搅拌0.5
‑
6h，得到络合物催化剂；
[0035]优选地，2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚和卤化物的摩尔比为2
‑
2.4:1；
[0036]更优选地，步骤1)中2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚的浓度为0.1
‑
0.4mol/L；卤化物的浓度为1
‑
1.2mol/L。
[0037]本专利技术所述方法制备得到的络合物催化剂在参与聚氨酯泡沫反应时，在前期流动
和填充时不起作用，而只在芯部温度上升到120
‑
160℃后，才会分解释放氨基使泡沫迅速的固化，这样可以减小聚氨酯泡沫的膨胀，与此同时不会损害泡沫的流动性。
[0038]本专利技术的有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低膨胀聚氨酯硬泡，由组合聚醚和异氰酸酯、发泡剂混合制成，其特征在于，以组合聚醚的总质量份为100份计，其包含以下成分：A、丙三醇类聚醚多元醇5
‑
15份；B、邻甲苯二胺类聚醚多元醇10
‑
30份；C、蔗糖和甘油类聚醚多元醇10
‑
30份；D、蔗糖类聚醚多元醇28
‑
44份；E、反应催化剂1.0
‑
4.0份；F、络合物催化剂2.55
‑
5.1份；G、表面活性剂1.0
‑
4.0份；H、水1.0
‑
4.0份；以组合聚醚的总质量份为100份计，所述发泡剂的用量为8
‑
25份；所述组合聚醚和异氰酸酯的质量比为100:120
‑
170，优选100:130
‑
160。2.根据权利要求1所述的低膨胀聚氨酯硬泡，其特征在于，所述丙三醇类聚醚多元醇的羟值为180
‑
300mgKOH/g；所述邻甲苯二胺类聚醚多元醇的羟值为430
‑
500mgKOH/g；所述蔗糖和甘油类聚醚多元醇的羟值为380
‑
480mgKOH/g；所述蔗糖类聚醚多元醇的羟值为400
‑
470mgKOH/g。3.根据权利要求2所述的低膨胀聚氨酯硬泡，其特征在于，所述反应催化剂选自胺类催化剂和/或有机金属盐类催化剂，优选五甲基二亚乙基三胺、四甲基己二胺、三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、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、双二甲胺基乙基醚、1,3,5
‑
三(二甲基氨基丙基)六氢三嗪、醋酸钾、异辛酸钾、辛酸亚锡中的一种或多种，更优选为三乙烯二胺、N,N
‑
二甲基环己胺、五甲基二乙烯基三胺、1,3,5
‑
三(二甲基氨基丙基)六氢三嗪和醋酸钾中的一种或多种。4.根据权利要求2或3所述的低膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：户守昭，朱霞林，席强，王林，林黎明，邹智凯，
申请(专利权)人：万华化学烟台容威聚氨酯有限公司，
类型：发明
国别省市：