一种开孔聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于开孔聚氨酯泡沫材料技术领域，具体涉及一种开孔聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用。上述的开孔聚氨酯硬质泡沫，使用以生物基聚醚多元醇为基础的硬泡聚醚体系，同时可以搭配少许硬泡聚醚多元醇或聚酯多元醇，同时不需要使用任何开孔剂、开孔硅油，使本发明专利技术制作的多元醇组合料(加入异氰酸酯前的其他的原料的组合)是澄清透明的，具有均一性，可以在常温放置一年以上不产生任何分层和浑浊，具有更加优良的物理性能，同时降低成本。本发明专利技术提供的开孔聚氨酯硬质泡沫可以通过调整配方中不同原料的配比，得到不同密度和开孔率的高密度开孔聚氨酯硬质泡沫，其中，密度可以达到120g/cm3以上，强度达到1.6MPa以上，开孔率达到75％以上。到75％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种开孔聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于开孔聚氨酯泡沫材料
，具体涉及一种开孔聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]高密度开孔聚氨酯硬质泡沫具密度高、强度高、吸水率高等特点，具有良好耐压性的高密度开孔聚氨酯硬质泡沫可以为海底管道的铺设带来非常大的便利。
[0003]用于海底管道补口的高密度开孔聚氨酯硬质泡沫一般通过浇筑法生产，其过程为现将两节海底管道的端口进行焊接，在接口处架起模具，向模具中注入混合好的组合聚醚与异氰酸酯的混合液体，混合液体会迅速反应发泡，最终成型。脱去模具后即获得用于管道补口的高密度开孔聚氨酯泡沫。其目的是在铺设管道时增加自重，降低海水浮力对管道的作用。
[0004]目前，使用的高密度开孔聚氨酯硬质泡沫通常以聚醚多元醇或聚醚多元醇与聚酯多元醇的混合物与开孔硅油和/或开孔剂混合，从而获得较高的开孔率。其中，开孔硅油和开孔剂可以直接影响泡沫的开孔能力，但开孔硅油与开孔剂与聚醚多元醇和聚酯多元醇体系的相容性往往非常差，其混合物一般为浑浊状态，严重的可以出现分层，从而得到不均一的组合聚醚体系。不均一的组合聚醚体系在使用时会因为各组分在不同部位的浓度不一致导致反应物的反应不均一，反应速度不一致或助剂分布不均匀，导致泡沫性能受到巨大的影响甚至无法得到泡沫。
[0005]有鉴于此，如果能提供一种不使用开孔剂的开孔聚氨酯硬质泡沫的制备方法将能够从根本上解决上述问题。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的高密度开孔聚氨酯硬泡的制备过程中需要使用开孔剂，但由于开孔剂与体系相容性差容易造成反应不均匀等缺陷，从而提供一种开孔聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和应用。
[0007]为此，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种开孔聚氨酯硬质泡沫，包括如下重量份的原料：
[0009]多元醇组合物100份；
[0010]异氰酸酯100－160份；
[0011]表面活性剂0.2－2份；
[0012]交联剂0－5份；
[0013]催化剂1－3份；
[0014]水0.5－1.5份；
[0015]其中，所述多元醇组合物中包括30份以上的生物基聚醚多元醇，所述生物基聚醚多元醇由起始剂，植物油和环氧化物反应得到。
[0016]可选的，所述反应温度为90～160℃，反应压力为＜1MPa，反应时间为＜12小时。
[0017]可选的，所述多元醇组合物中包括，
[0018]生物基聚醚多元醇30－100份；
[0019]聚酯多元醇和/或常规聚醚多元醇0－70份。
[0020]可选的，所述生物基聚醚多元醇的官能度为3－6，分子量为200－1200，羟值为50－500mgKOH/g，粘度100－50000mPa
·
s，含水量＜0.2％，酸值＜0.1mgKOH/g，生物基含量5wt％－35wt％。
[0021]可选的，所述(起始剂+环氧化物)与植物油的质量比为(65－95)：(5－35)。
[0022]可选的，所述起始剂为蔗糖、山梨醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、二乙醇胺、聚乙二醇、水、乙二醇、丙二醇、季戊四醇、乙二胺、甲苯二胺、尿素或曼尼希碱中的至少一种；
[0023]所述环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或环氧氯丙烷中的至少一种；
[0024]所述植物油为棕榈油、大豆油、蓖麻油或椰子油中的至少一种。
[0025]可选的，异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；
[0026]可选的，所述异氰酸酯可以从商业渠道购买得到，例如，可以为万华PM－200、PM－400、巴斯夫Lupranate M20S、拜尔Desmodur、44V20L，亨斯迈SUPRASEC 5005等、东曹MILLIONATE MR－200中的至少一种；
[0027]所述表面活性剂为有机硅表面活性剂中的至少一种；
[0028]所述交联剂为乙二胺起始的硬泡聚醚(例如，可以为钟山化工N－403)、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺中的至少一种；
[0029]所述催化剂为双(二甲胺基乙基)醚、五亚甲基二乙烯三胺、三乙烯二胺、N，N－二甲基环己胺、N，N－二甲基苄胺、三甲基羟乙基乙二胺、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、五亚甲基二乙烯三胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、N，N－二甲基苄胺中的至少一种。
[0030]可选的，所述聚酯多元醇的官能度为2，羟值为300－450mgKOH/g，粘度2000－5000mPa
·
s，含水量＜0.2％，酸值＜0.1mgKOH/g；
[0031]可选的，可以通过商业渠道购买得到，例如可以为斯泰潘PS3152、华峰HF－8634中的至少一种；
[0032]所述常规聚醚多元醇官能度为3－5，羟值为30－550mgKOH/g，粘度800－10000mPa
·
s，含水量＜0.2％，酸值＜0.1mgKOH/g；可选的，为佳化3776、高桥GR－635B、蓝星东大SU－450L中的至少一种。
[0033]一种上述开孔聚氨酯硬质泡沫的制备方法，包括以下步骤：
[0034]将除异氰酸酯之外的原料混合均匀，得到混合物A；
[0035]将异氰酸酯加入到所述混合物A中，经反应熟化，得到所述开孔聚氨酯硬质泡沫。
[0036]可选的，所述反应熟化步骤的温度为室温，时间为6－48h。
[0037]所述生物基聚醚多元醇的制备方法为本领域的常规方法，例如，可以参照专利文献CN1320029C。
[0038]本专利技术还提供一种上述的开孔聚氨酯硬质泡沫或上述的制备方法制备得到的开孔聚氨酯硬质泡沫在海底管道补口中的应用。
[0039]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0040]本专利技术提供的开孔聚氨酯硬质泡沫，包括如下重量份的原料：多元醇组合物100
份；异氰酸酯100－160份；表面活性剂0.2－2份；交联剂0－5份；催化剂1－3份；水0.5－1.5份；其中，所述多元醇组合物中包括30份以上的生物基聚醚多元醇，所述生物基聚醚多元醇由起始剂，植物油和环氧化物反应得到。上述的开孔聚氨酯硬质泡沫，使用以生物基聚醚多元醇为基础的硬泡聚醚体系，同时可以搭配少许硬泡聚醚多元醇或聚酯多元醇，同时不需要使用任何开孔剂、开孔硅油，使本专利技术制作的多元醇组合料(加入异氰酸酯前的其他的原料的组合)是澄清透明的，具有均一性，可以在常温放置一年以上不产生任何分层和浑浊，具有更加优良的物理性能，同时降低成本。本专利技术提供的开孔聚氨酯硬质泡沫可以通过调整配方中不同原料的配比，得到不同密度和开孔率的高密度开孔聚氨酯硬质泡沫，其中，密度可以达到120g/cm3以上，强度达到1.6MPa以上，开孔率达到75％以上各项指标远高于常规开孔聚氨酯硬质泡沫(常规水平大概密度100g/cm3以上，强度1.2MPa以上，开孔率达到70％)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开孔聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，包括如下重量份的原料：多元醇组合物100份；异氰酸酯100－160份；表面活性剂0.2－2份；交联剂0－5份；催化剂1－3份；水0.5－1.5份；其中，所述多元醇组合物中包括30份以上的生物基聚醚多元醇，所述生物基聚醚多元醇由起始剂，植物油和环氧化物反应得到。2.根据权利要求1所述的开孔聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述多元醇组合物中包括，生物基聚醚多元醇30－100份；聚酯多元醇和/或常规聚醚多元醇0－70份。3.根据权利要求1或2所述的开孔聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述生物基聚醚多元醇的官能度为3－6，分子量为200－1200，羟值为50－500mgKOH/g，粘度100－50000mPa
·
s，含水量＜0.2％，酸值＜0.1mgKOH/g，生物基含量5wt％－35wt％。4.根据权利要求1－3任一项所述的开孔聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述(起始剂+环氧化物)与植物油的质量比为(65－95)：(5－35)。5.根据权利要求1－4任一项所述的开孔聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，所述起始剂为蔗糖、山梨醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、二乙醇胺、聚乙二醇、水、乙二醇、丙二醇、季戊四醇、乙二胺、甲苯二胺、尿素或曼尼希碱中的至少一种；所述环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或环氧氯丙烷中的至少一种；所述植物油为棕榈油、大豆油、蓖麻油或椰子油中的至少一种。6.根据权利要求1－5任一项所述的开孔聚氨酯硬质泡沫，其特征在于，异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯；所述表...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦肖萌，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学科技发展上海有限公司，
类型：发明
国别省市：