一种火焰贴合用高粘结强度聚氨酯泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种火焰贴合用高粘结强度聚氨酯泡沫，按质量份计算，其组分包括聚醚多元醇50～90份、聚碳酸酯多元醇10～50份、多异氰酸酯20～150份、发泡剂1～25份、稳定剂0.5～3份、阻燃剂0～20份、催化剂0～3份，其中聚碳酸酯多元醇是二氧化碳与环氧烷烃类化合物在DMC催化剂的作用下合成，聚碳酸酯多元醇合成过程中所使用的起始剂为多元醇或聚酯多元醇。本发明专利技术还公开了一种火焰贴合用高粘结强度聚氨酯泡沫的制备方法。采用本发明专利技术技术方案制作的聚氨酯泡沫在不使用火焰贴合剂的情况下，在火焰贴合时有较高的剥离强度，可与基材紧密结合，并且有较高的可再生度。并且有较高的可再生度。

【技术实现步骤摘要】
一种火焰贴合用高粘结强度聚氨酯泡沫及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯泡沫
，具体涉及一种火焰贴合用高粘结强度聚氨酯泡沫及其制备方法。

技术介绍

[0002]软质聚氨酯泡沫已广泛应用于各个领域，如家具、汽车、飞机等。在使用聚氨酯泡沫制作一些产品时，通常需要将聚氨酯泡沫和基材(例如木材、织物、金属或塑料材料)进行贴合，形成一种复合材料，常用的贴合方法有两种，一种是将泡沫与基材通过粘贴剂贴合，另一种是火焰贴合，即通过火焰作用将聚氨酯泡沫的表面热熔转变为粘性物质，然后将基材层合上，不需要添加额外的添加剂。在使用火焰贴合的方法制作产品时，粘性的聚氨酯泡沫冷却后会变为固体，使得聚氨酯泡沫和基材之间有非常牢固的结合。
[0003]市场上广泛使用的用于火焰贴合的聚氨酯泡沫主要包括两种，一种是以聚醚醇为主要原料制作的聚醚类聚氨酯，另一类是以聚酯醇为主要原料制作的聚酯醇类聚氨酯，和聚酯类聚氨酯相比，聚醚类聚氨酯泡沫有更好的老化能力，但用于火焰贴合时，泡沫与基材之间的粘合较差，通常需外加专用的火焰贴合剂来增强泡沫与基材的贴合力。
[0004]近年来，为了防止全球变暖和构建循环型社会，基于减少石油、煤炭等不可再生资源的使用量、以二氧化碳为原料制作聚氨酯材料等技术开发已在世界范围内进行。例如，专利号为US8535476B2的美国专利公开了一种聚氨酯泡沫，该泡沫是以天然油衍生多元醇为主要原料，并以常规的密度制作。虽然该天然油基聚氨酯泡沫在火焰贴合时有较高的粘结力，和聚酯型聚氨酯泡沫相比，不加火焰贴合剂时，其剥离强度提高了20％，但还是达不到常规场合需要的剥离强度。因此，减少来自石油的聚醚多元醇的使用量，使用二氧化碳为原料来制作具有高粘结强度的聚氨酯泡沫成为了近几年的研究热点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种以二氧化碳为原料制作的聚氨酯泡沫，以减少聚醚多元醇的使用量，并在火焰贴合中获得较高的剥离强度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种火焰贴合用高粘结强度聚氨酯泡沫，其特征在于，按质量份计算，其组分包括聚醚多元醇50～90份、聚碳酸酯多元醇10～50份、多异氰酸酯20～150份、发泡剂1～25份、稳定剂0.5～3份、阻燃剂0～20份、催化剂0～3份，其中聚碳酸酯多元醇是二氧化碳与环氧烷烃类化合物在DMC催化剂的作用下合成，聚碳酸酯多元醇合成过程中所使用的起始剂为多元醇、或聚酯多元醇。
[0007]为了减少聚醚多元醇的使用量，并增加聚醚基聚氨酯泡沫的粘结强度，本专利技术提供的技术方案是采用聚碳酸酯多元醇替换部分聚醚多元醇来制作聚氨酯泡沫，其中聚碳酸酯多元醇是由二氧化碳与环氧烷烃类化合物在DMC催化剂的作用下合成的，环氧烷烃类化合物包括经取代的环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧戊烷、环氧己烷、环氧庚烷、环氧辛烷、环氧壬烷、环氧癸烷、环氧十一烷、环氧十二烷、环氧环戊烷、环氧环己烷、环氧环庚烷、
环氧环辛烷和环氧苯乙烷中的任意一种或几种的混合物。以甲基环氧乙烷(PO)为例，聚碳酸酯多元醇的反应式如下：
[0008][0009]起始剂(Starter)通常为含有活性氢原子的化合物，如多元醇、多官能胺、多元硫醇、多官能氨基醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇等，在本专利技术的技术方案中，聚碳酸酯多元醇合成时的起始剂为多元醇，具体地，多元醇包括二元醇、三元醇、季戊四醇、山梨醇、己糖醇、蔗糖、淀粉、纤维素中的一种或几种的混合物，可以使用的二元醇有乙二醇、二甘醇、丙二醇、戊二醇、己二醇，可使用的三元醇有三羟甲基丙烷、甘油、蓖麻油。采用多元醇为起始剂制备聚碳酸酯多元醇，并使用该聚碳酸酯多元醇合成聚氨酯泡沫，一方面减少了聚醚多元醇的使用量，较少了有害物质的摄入和排放，另一方面，也提高了聚氨酯泡沫的粘结强度。
[0010]为了保证聚氨酯泡沫的老化性能和粘合强度，配方中需要有一定量的聚醚多元醇和多异氰酸酯存在，发泡剂的主要作用是使生成的聚氨酯变成泡沫材料，为了提高产品的良品率、可加工性以及产品其他方面的性能，往往还需要在配方中增加稳定剂、阻燃剂、催化剂等。优选的阻燃剂为有机磷类阻燃剂，稳定剂优选有机硅泡沫稳定剂，而催化剂则可有多种选择，如单独使用有机金属化合物，使用胺类催化剂、醚类催化剂或将几种不同类型的催化剂混合使用。
[0011]配方中各组分的配比对于制作高粘度的聚氨酯泡沫来说也是非常重要的，在本专利技术的技术方案中，按质量份计算，聚醚多元醇优选50～90份，具体地，可为50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份，优选聚碳酸酯多元醇的含量为10～50份，具体地，可以为10份、12份、15份、18份、22份、25份、28份、32份、40份、45份、50份。多异氰酸酯的含量是根据聚醚多元醇和聚碳酸酯多元醇的含量情况来做适当调整的，添加份数为20～150份，优选20～70份。发泡剂是制作泡沫材料必须的成分，考虑到制作的聚氨酯泡沫的性能，发泡剂的添加量不少于1份。
[0012]进一步优选的技术方案为，所述多异氰酸酯的含量为20～70份，所述聚氨酯泡沫中异氰酸酯的指数为90～130。为了进一步提高制备的聚氨酯泡沫的性能，进一步优选的技术方案中，使用的多异氰酸酯的含量为20～70份，具体含量视聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、发泡剂和其他添加剂的含量而定，以使得混合物中异氰酸酯的指数在90～130。可选用的异氰酸酯包括脂肪族异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、芳族异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
[0013]进一步优选的技术方案为，所述聚醚多元醇的官能度为2～5，羟值为20～200mgKOH/g，所述聚碳酸酯多元醇的官能度为2～5，羟值为30～100mgKOH/g。使用的聚醚多元醇和聚碳酸酯多元醇中官能度和羟值对制备的聚氨酯泡沫的粘性和加工性有着较大的影响，优选的技术方案中聚醚多元醇的官能度为2～5，具体可以是2、3、4、5，羟值为20～200mgKOH/g，优选为30～100mgKOH/g，具体可以是30、40、45、50、53、55、60、65、70、85、100mgKOH/g。聚碳酸酯多元醇的官能度具体可以是2、3、4、5，羟值可以是30、35、40、42、45、
47、50、60、70、85、100mgKOH/g。
[0014]进一步优选的技术方案为，所述聚碳酸酯多元醇中，二氧化碳的质量百分含量为20～50％。聚碳酸酯多元醇中二氧化碳的含量多少对聚碳酸酯多元醇的性质如分子量、粘度等有重要的影响，为了制备性能较好的聚氨酯泡沫，优选的聚碳酸酯多元醇中二氧化碳的含量为20～50％，具体可为20％、23％、26％、28％、30％、32％、35％、40％、45％、50％。
[0015]进一步优选的技术方案为，所述聚氨酯泡沫的组分还包括增塑剂，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、癸二酸二辛酯、氯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火焰贴合用高粘结强度聚氨酯泡沫，其特征在于，按质量份计算，其组分包括聚醚多元醇50～90份、聚碳酸酯多元醇10～50份、多异氰酸酯20～150份、发泡剂1～25份、稳定剂0.5～3份、阻燃剂0～20份、催化剂0～3份，其中聚碳酸酯多元醇是二氧化碳与环氧烷烃类化合物在DMC催化剂的作用下合成，聚碳酸酯多元醇合成过程中所使用的起始剂为多元醇或聚酯多元醇。2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述多异氰酸酯的含量为20～70份，所述聚氨酯泡沫中异氰酸酯的指数为90～130。3.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚碳酸酯多元醇的官能度为2～5，羟值为30～100mgKOH/g。4.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚碳酸酯多元醇中，二氧化碳的质量百分含量为20～50％。5.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚氨酯泡沫的组分还包括增塑剂，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、癸二酸二辛酯、氯化石蜡、合成植物酯、柠檬酸酯类，碳酸二甲酯，碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯中的一种或几种。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾文东，
申请(专利权)人：江阴市信佳科贸有限公司，
类型：发明
国别省市：