一种聚氨酯硬泡及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯硬泡，原料包括聚醚组合物和异氰酸酯，所述聚醚组合物第一聚醚多元醇和第二聚醚多元醇；所述第一聚醚碳酸酯醚多元醇为聚醚碳酸酯醚多元醇，其起始剂为官能度为2的多元醇。本发明专利技术还公开了该聚氨酯硬泡的制备方法和应用。本发明专利技术使用聚碳酸酯多元醇作为原料可以提高制品耐热性和泡沫的韧性，还具有更高的反应活性，从而能够帮助快速固化，缩短反应时间，快速增加泡沫强度。本发明专利技术提供的聚氨酯泡沫用于喷涂缠绕管道时，其能快速熟化泡沫芯部，使管道在滚轮上承压不会开裂，并防止后续的缠绕过程的压陷和开裂。本发明专利技术制备方法及施工方式简单便捷，节省工期，减少了对石油能源的依赖，生物降解性快，具有深远的环保意义。环保意义。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯硬泡及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯泡沫
，具体涉及一种聚氨酯硬泡及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着全球石油等原料的消耗量越来越大，CO2等温室气体的大量排放引发全球气温变暖等一系列危害，如何能够利用CO2受到了越来越多的关注。其中，二氧化碳和环氧化物在H
‑
官能起始物下的催化共聚制备成聚醚碳酸酯多元醇是有效的固定方式之一。聚醚碳酸酯多元醇是指分子主链中含有重复的碳酸酯基和醚基并且链端为羟基的一类聚合物，与异氰酸酯反应得到的聚氨酯材料与传统的多元醇所合成的聚氨酯材料相比，具有优良的力学性能、耐水解性、耐热性、耐氧化性、耐磨性和较好的可生物降解性，是一类环境友好型材料。
[0003]聚氨酯泡沫材料由于其良好的导热性能和易加工性，是管道保温中的重要材料。目前，喷涂缠绕管道相比于传统的浇注管道有诸多优点，如：聚氨酯在轴向发泡，流动距离短，泡沫分布均匀；泡沫反应速度快，泡沫密度调整范围广，可生产任何直径、任何保温厚度的管道等等，成为迅速发展起来的新工艺。喷涂缠绕法制备的聚氨酯泡沫是经高压枪头喷涂成型，要求原料反应活性高，能够快速固化强度快速增高能够承受传送滚轮的碾压，同时要具有一定的韧性保证泡沫在传送过程中不开裂。目前对聚氨酯材料的研究中，中国专利文献CN103159908A中提供了一种用于喷涂缠绕预制直埋保温管道的聚氨酯，使用的聚醚多元醇官能度均大于4，虽然能够快速固化提升强度，但整体过高的交联程度会导致泡沫偏脆，在实际生产中容易造成泡沫开裂；并且配方中只有聚醚，整体耐热性能也不高。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术的所要解决的技术问题是现有用于喷涂缠绕管道的聚氨酯泡沫力学性能和耐热性不足的缺陷，进而提供一种聚氨酯硬泡及其制备方法和应用。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种聚氨酯硬泡，原料包括聚醚组合物和异氰酸酯，所述聚醚组合物包括如下质量份数的原料：
[0007]第一聚醚多元醇
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20
‑
40份；
[0008]第二聚醚多元醇
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60
‑
80份；
[0009]所述第一聚醚碳酸酯醚多元醇为聚醚碳酸酯醚多元醇，其起始剂为官能度为2的多元醇。
[0010]进一步地，所述聚醚碳酸酯多元醇采用官能度为2的多元醇为起始剂，以环氧丙烷和二氧化碳为聚合单体反应而成；
[0011]所述第二聚醚多元醇官能度为5
‑
7，羟值380
‑
500。
[0012]所述聚醚组合物还包括3
‑
4份的水、4
‑
8份的催化剂和5
‑
10份的交联剂。
[0013]所述聚醚组合物还包括0.5
‑
2份的泡沫稳定剂。
[0014]优选地，
[0015]所述交联剂包括丙三醇和三乙醇胺中的至少一种；和/或，
[0016]所述催化剂为胺类和有机金属催化剂中的至少一种；和/或，
[0017]所述泡沫稳定剂为聚二甲基硅氧烷
‑
氧化烯烃共聚物。
[0018]所述胺类催化剂包括双(二甲氨基乙基)醚、三亚乙基二胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪中的至少一种；
[0019]所述有机金属催化剂包括辛酸钾和二月硅酸二丁基锡中的至少一种。
[0020]进一步地，所述异氰酸酯为多苯基多亚甲基异氰酸酯，NCO质量分数为30
‑
32％。
[0021]所述聚醚组合物和异氰酸酯的质量比为1:1.4
‑
1.5。
[0022]本专利技术还提供上述聚氨酯硬泡的制备方法，包括如下步骤：
[0023]将聚醚组合物的原料在15
‑
20℃混合0.5
‑
1h；
[0024]聚醚组合物和异氰酸酯混合均匀，发泡成型，即得所述聚氨酯硬泡。
[0025]本专利技术还提供上述聚氨酯硬泡的应用，其应用于喷涂缠绕管道。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0027](1)本专利技术提供的聚氨酯硬泡原料中使用聚碳酸酯多元醇，酯键的存在提高了原子之间的键能，因此会提高制品耐热性；同时选用2官的小分子醇做起始剂制得的聚碳酸酯多元醇具有柔顺的长链结构，能够有效提升泡沫的韧性；
[0028]此外，由于聚碳酸酯多元醇含有一个端羧酸，羧酸与异氰酸酯间的反应活性高于一般硬泡聚醚用的po聚醚的仲羟基，因此其具有更高的反应活性，从而能够帮助快速固化，缩短反应时间，快速增加泡沫强度。
[0029](2)本专利技术将聚醚碳酸酯多元醇用于喷涂缠绕管道用聚氨酯泡沫中，其能够提供快速的泡沫芯部熟化性能，使得管道在滚轮上能够快速承压不会开裂；同时能够提供更高的压缩强度使其在后续的缠绕过程中不易压陷和开裂。
[0030](3)本专利技术制备方法混合均匀后发泡成型即可，施工方式简单便捷，节省工期；采用水作发泡剂，不会释放温室气体破坏大气层；本专利技术使用的聚碳酸酯多元醇原料使用温室气体CO2，不仅能够降低多元醇的原料成本，减少了对石油能源的依赖；本专利技术使用的聚碳酸酯型聚氨酯泡沫比普通聚醚多元醇制备的聚氨酯泡沫材料生物降解性快，具有深远的环保意义。
具体实施方式
[0031]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0032]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0033]本专利技术所使用的第二聚醚多元醇均为佳化化学股份有限公司生产，其中：
[0034]聚醚多元醇4190，官能度7，羟值为490；
[0035]聚醚多元醇6482，官能度7，羟值为480；
[0036]对比例中所使用的官能度为2的聚醚多元醇D210为佳化化学股份有限公司生产，聚酯多元醇PS3152购于斯泰潘(南京)化学有限公司。
[0037]所使用的泡沫稳定剂R
‑
301，R
‑
3015均为聚二甲基硅氧烷
‑
氧化烯烃共聚物，为佳化化学有限公司生产；
[0038]所使用的催化剂为空气化工公司生产的双醚、三亚乙基二胺、六氢三嗪、辛酸钾和二月硅酸二丁基锡。
[0039]使用的异氰酸酯为万华化学公司生产的PM200型号的多苯基多亚甲基异氰酸酯，NCO质量份数为31％。
[0040]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯硬泡，原料包括聚醚组合物和异氰酸酯，其特征在于，所述聚醚组合物包括如下质量份数的原料：第一聚醚多元醇
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20
‑
40份；第二聚醚多元醇
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60
‑
80份；所述第一聚醚碳酸酯醚多元醇为聚醚碳酸酯醚多元醇，其起始剂为官能度为2的多元醇。2.根据权利要求1所述的聚氨酯硬泡，其特征在于，所述聚醚碳酸酯多元醇采用官能度为2的多元醇为起始剂，以环氧丙烷和二氧化碳为聚合单体反应而成；所述第二聚醚多元醇官能度为5
‑
7，羟值380
‑
500。3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯硬泡，其特征在于，所述聚醚组合物还包括3
‑
4份的水、4
‑
8份的催化剂和5
‑
10份的交联剂。4.根据权利要求3所述的聚氨酯硬泡，其特征在于，所述聚醚组合物还包括0.5
‑
2份的泡沫稳定剂。5.根据权利要求4所述的聚氨酯硬泡，其特征在于，所述交联剂包括丙三醇和三乙醇胺中的至少一种；和/或，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭莉，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：