聚醚多元醇及聚氨酯泡沫制造技术

本发明专利技术公开了聚醚多元醇，该类聚醚多元醇中含有脂环基团，所述脂环基团的结构为式(I)：其中n为2～6的任意自然数，m为1或2。本申请还公开了具有上述式(I)结构的聚氨酯泡沫。当聚醚多元醇含有上述脂环基团结构时，能够减少硬质聚氨酯泡沫在低温或湿热环境下的尺寸变形率，进而有利于硬质聚氨酯泡沫在较低的泡沫芯密度下、兼顾具有较好的对环境变化的尺寸稳定性。变化的尺寸稳定性。

【技术实现步骤摘要】
聚醚多元醇及聚氨酯泡沫


[0001]本专利技术属于化学
，具体涉及一种聚醚多元醇及聚氨酯泡沫。

技术介绍

[0002]硬质聚氨酯泡沫材料作为一种性能优良的隔热保温材料，对冰箱、冷柜等家电产品的节能降耗起着关键作用，性能优良的硬质聚氨酯泡沫可以高效阻隔热量传递，进而有利于降低家电产品的能源消耗，减少碳排放。为了持久的获得上述效果，通常需要硬质聚氨酯泡沫具有较好的稳定性，首先是对环境变化的稳定性，即在低温或湿热环境下仍能保持很小的变形率，以避免因泡沫形变影响产品外观；第二是脱模后的稳定性，即对复杂空腔进行填充，脱模后填充在其内部的聚氨酯泡沫的厚度变化率小，以避免产品变形报废。
[0003]现有技术通常采用提高芯密度的方式来提高硬质聚氨酯泡沫的稳定性，但是该方法存在以下问题：一是较高芯密度代表着较高的注料量，这不仅带来原料成本的增加，也不利于石化资源的节约；二是较高的芯密度往往需要较长的脱模时间，这意味着生产单位家电产品所需的时间延长，对提高生产效率和降低碳排放不利。
[0004]因此，为了推动聚氨酯领域的资源节约和绿色发展，亟需解决低密度(即模塑聚氨酯泡沫的整体密度＜31kg/m3，芯密度＜27kg/m3)与高稳定性难以兼顾的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的问题是硬质聚氨酯泡沫材料的低密度与高稳定性难以兼顾，具体采用如下技术方案：
[0006]首先，本专利技术提供了一类聚醚多元醇，该类聚醚多元醇中含有脂环基团，所述脂环基团的结构为式(I)：其中n为2～6的任意自然数，m为1或2。式(I)中碳原子所形成的脂环可以为四元碳环、五元碳环、六元碳环、七元碳环或八元碳环，并且脂环的1～2个氢原子可以被惰性基团取代，每个脂环结构通过一对相邻的碳原子接入所述聚醚多元醇分子链中，其中一个碳原子与氧原子相连接，另一个碳原子与氧原子或者氮原子相连接，研究发现当聚醚多元醇含有上述脂环基团结构时，能够减少硬质聚氨酯泡沫在低温或湿热环境下的尺寸变形率，进而有利于硬质聚氨酯泡沫在较低的泡沫芯密度下、兼顾具有较好的对环境变化的尺寸稳定性。进一步的，更为优选n为3～5的任意自然数，以增加原材料获得的便捷性。
[0007]当脂环的1～2个氢原子被惰性基团取代时可以形成如下结构的脂环基团：当脂环的1～2个氢原子被惰性基团取代时可以形成如下结构的脂环基团：等，
但不限于上述结构，R
’
可取代脂环上的任意氢原子，其中R
’
为惰性基团，m为1或2，所述惰性基团是指同时符合下列条件的基团：(1)在本专利技术聚醚多元醇的制备条件下，与氧化烯烃无反应性， (2)与异氰酸酯基团无反应性。可选择的惰性基团包括烷基基团、烯基基团、炔基基团、芳基基团、脂环基团、醚基基团、叔胺基基团等，为了兼顾原材料易得性，优选惰性基团为C1～C4 烷基基团，优选惰性基团的个数为1～2个，C1～C4烷基基团包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基，其中最为优选的为甲基或乙基。
[0008]进一步的，本专利技术中的脂环基团由氧化烯烃和/或起始剂引入。
[0009]第一种实施方式：所述脂环基团由氧化烯烃引入，即采用含有脂环结构的氧化烯烃与起始剂进行开环聚合反应，从而获得含有式(I)结构的聚醚多元醇和/或含有式(I)脂环上的氢被惰性基团取代的结构的聚醚多元醇。优选所述氧化烯烃包括未取代的环氧环烷烃和 C1～C4烷基取代的环氧环烷烃中的至少一种，所述未取代的环氧环烷烃为1,2
‑
环氧环丁烷、 1,2
‑
环氧环戊烷、1,2
‑
环氧环己烷、1,2
‑
环氧环庚烷或1,2
‑
环氧环辛烷中的至少一种。C1～C4 烷基取代的环氧环烷烃即所述未取代的环氧环烷烃中的一个或几个氢原子被C1～C4烷基所取代，如未取代的环氧环烷烃中的一个或两个氢原子被甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、正丁基或异丁基所取代，优选C1～C4烷基取代的环氧环烷烃为1,2
‑
环氧
‑1‑
甲基
‑
环丁烷、1,2
‑
环氧
‑3‑
甲基
‑
环丁烷、1,2
‑
环氧
‑1‑
甲基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑3‑
甲基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑4‑
甲基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑1‑
乙基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑3‑
乙基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑4‑
乙基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑1‑ꢀ
丙基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑3‑
丙基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑1‑
异丙基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑3‑
异丙基
‑
环戊烷、 1,2
‑
环氧
‑4‑
异丙基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑1‑
丁基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑4‑
丁基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑1‑
正丁基
‑
环戊烷、1,2
‑
环氧
‑4‑
正丁基
‑
环戊烷、3
‑
(2
‑
甲基丙基)
‑7‑
氧杂双环[4.1.0]庚烷、3
‑
丁
‑2‑
基
‑7‑ꢀ
氧杂双环[4.1.0]庚烷、1
‑
丁
‑2‑
基
‑7‑
氧杂双环[4.1.0]庚烷、2,4
‑
二甲基
‑7‑
氧杂双环[4.1.0]庚烷、 1
‑
(异丁基)
‑
1,2
‑
环氧环己烷、4
‑
甲基
‑
1,2
‑
环氧环己烷、1,2
‑
环氧
‑3‑
甲基
‑
环己烷、1,2
‑
环氧
‑1‑
甲基
‑
环己烷、1,2
‑
环氧
‑1‑
乙基
‑
环己烷、1,2
‑
环氧
‑3‑
乙基
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚醚多元醇，其特征在于，所述聚醚多元醇中含有脂环基团，所述脂环基团的结构为式(I)：其中n为2～6的任意自然数，m为1或2。2.根据权利要求1所述的聚醚多元醇，其特征在于，所述脂环基团中脂环的1～2个氢原子被惰性基团取代，所述惰性基团为C1～C4烷基。3.根据权利要求1或2所述的聚醚多元醇，其特征在于，所述脂环基团由氧化烯烃引入，所述氧化烯烃包括未取代的环氧环烷烃和C1～C4烷基取代的环氧环烷烃中的至少一种，所述未取代的环氧环烷烃为1,2
‑
环氧环丁烷、1,2
‑
环氧环戊烷、1,2
‑
环氧环己烷、1,2
‑
环氧环庚烷或1,2
‑
环氧环辛烷中的至少一种。4.根据权利要求3所述的聚醚多元醇，其特征在于，所述聚醚多元醇由所述氧化烯烃与起始剂反应制备而成，所述起始剂为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三羟甲基丙烷、山梨醇、蔗糖、甘油或木糖醇中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的聚醚多元醇，其特征在于，所述脂环基团由起始剂引入，所述起始剂包括未取代的环烷醇类化合物和C1～C4烷基取代的环烷醇类化合物中的至少一种；所述未取代的环烷醇类化合物的结构为式(II)或式(III)，式(II)为：其中x为2～6的任意自然数，R1为H时R2为C2～C4羟基烷基或C2～C4氨基烷基，或者R1和R2均为C2～C4羟基烷基；式(III)为：其中y为2～6的任意自然数，R3为C2～C4亚烷基，R4为氢或C2～C3羟基烷基，R5为氢或C2～C3羟基烷基，R6为C2～C3羟基烷基。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢益辉，吴一鸣，张蒙蒙，芮辉辉，赵德喜，
申请(专利权)人：南京红宝丽聚氨酯有限公司，
类型：发明
国别省市：