【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯泡沫，具体涉及一种含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫及其制备方法。
技术介绍
1、聚氨酯泡沫是以多异氰酸酯和多元醇为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物。聚氨酯泡沫有软质泡沫和硬质泡沫两种。软质聚氨酯泡沫为开孔结构，主要起到缓冲的作用，常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装和隔音内衬等领域。硬泡为闭孔结构，是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，仅0.022～0.033w/(m*k)，相当于挤塑板的一半，是所有保温材料中导热系数最低的，广泛应用于建筑物外墙保温、屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、管道保温材料、建筑板材、冷藏车、冷库、冰箱和冷冻机的保温等领域。
2、在聚氨酯泡沫的制备过程中，通常先制备预共混的配制品，这种配制品被预先分为a和b两种组分，a组分包括多元醇、发泡剂、催化剂、表面活性剂、阻燃剂以及其他异氰酸酯反应性或非反应性的组分，b组分包括多异氰酸酯和多异氰酸酯的相容剂。制备聚氨酯泡沫时，先将a组分和b组分通过手动或机械方式混合，然后再利用发泡机进行发泡。
3、由于早期使用的氯氟化碳(cfc)和氟代烷烃(hfc)等液态发泡剂会影响上层大气中的臭氧层，从而导致全球变暖等环境问题，随着科学技术的发展，研究者们研发出了可替代碳氟化合物的氢卤代烯烃类发泡剂，如反-1,3,3,3-四氟丙烯、1,1,1,4,4,4-六氟丁-2-烯以及1-氯-3,3,3-三氟丙烯等，这些发泡剂由于具有在低层大气中化学性质不稳定
4、催化剂是聚氨酯泡沫中较为重要的组成部分，催化剂的类型和用量会直接影响聚氨酯泡沫中各组分的反应、反应体系的稳定性、老化时凝胶的形成速度以及泡沫体的形状等。研究发现，在有氢卤代烯烃发泡剂存在的体系中，若使用目前常用的胺类催化剂，在与异氰酸酯混合和反应前，老化时会出现凝胶速度变慢，预混物浑浊，老化后制备的泡沫体塌泡不成形以及催化效果较差、催化剂的添加量较大等现象。如公开号为cn101952336a的专利公开了用于聚氨酯泡沫的胺催化剂，并具体公开了使用五甲基二亚乙基三胺或二甲基环己胺作为催化剂、氢氟烯烃(hfo)或氢氯氟烯烃(hfco)作为发泡剂的聚氨酯泡沫体系，实验证明，五甲基二亚乙基三胺或二甲基环己胺催化剂与hfo或hfco发泡剂反应会使得老化后组合料发黄，并出现发泡体坍塌等现象。该专利还公开了使用二环己基甲基胺作为催化剂可以改善组合料的老化性能，但需要添加的催化剂的含量较高，大大提高了聚氨酯泡沫的制作成本。公开号为cn105264000b的专利公开了包含卤代烯烃发泡剂的稳定的聚氨酯多元醇共混物，具体公开了使用在n1氮处具有c2或更高取代的咪唑催化剂与氢氟烯烃(hfo)或氢氯氟烯烃(hfco)发泡剂的聚氨酯体系，并提供了使用1-羟丙基-2-甲基咪唑或1,2-二甲基咪唑催化剂的具体实施例，虽然这类催化剂可以提升有hfo或hfco存在的组合物的老化性能，但相对于胺类催化剂来说，这类催化剂在聚氨酯体系中催化反应速度较慢，缺乏一定的实用性。公开号为cn103772634a的专利公开了用于提高具有含卤素发泡剂的聚氨酯体系稳定性的延迟作用催化剂，并具体公开了使用叔胺或四烷基胍是与有机羧酸反应生成的盐作为催化剂的聚氨酯体系，虽然该类催化剂具有较好的催化活性，但由于该催化剂是由叔胺或四烷基胍是与有机羧酸反应得到，并且生成的盐具有溶解性，导致最终制作的聚氨酯泡沫的产量较低。
5、因此，寻找一种催化活性优异并且在hfo或hfco发泡剂存在的体系中组合物的老化性能较好的催化剂或催化剂组合，将其应用于聚氨酯泡沫中，并提供一种性能优异的聚氨酯泡沫成为了研究的重点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫及其制备方法，旨在解决现有技术存在的催化剂活性较低、在有hfo或hfco发泡剂存在的体系中组合料的老化性能较差以及发泡体塌泡等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，包括a组分和b组分，所述a组分包括多元醇、发泡剂、表面活性剂、组合胺催化剂，其特征在于，所述组合胺催化剂包括第一催化剂和第二催化剂，所述第一催化剂包括咪唑催化剂，所述第二催化剂包括位阻胺催化剂，所述b组分包括多异氰酸酯。
3、为了解决现有催化剂催化活性低，在有hfo或hfco发泡剂存在的体系中组合料的老化性能较差以及发泡体塌泡等问题，本专利技术提供了一种含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，在本专利技术的聚氨酯泡沫中，使用的催化剂为至少含有咪唑类催化剂和位阻胺催化剂的组合胺催化剂，由于咪唑类催化剂有较好的稳定性，与氢卤代烯烃有较低的反应性，因此，在有hfo或hfco发泡剂存在的体系中，咪唑催化剂的存在可以提升组合料的老化性能，延长预混物的保质期并且增强聚氨酯泡沫的泡沫特征。相对于咪唑类催化剂来说，在氢卤代烯烃存在的体系中，位阻胺催化剂不仅具有较好的老化性能，也具有较高的催化活性，位阻胺催化剂的存在在一定程度上提升了反应体系的催化活性，减少了聚氨酯泡沫产品的制作时间。
4、本专利技术所涉及的咪唑催化剂包括咪唑、烷基取代的咪唑、以及其他类似基团取代的咪唑，如n-甲基咪唑，1,2-二甲基咪唑，1-丙基-2-乙基咪唑等，本专利技术所要求保护的聚氨酯泡沫体系中，所涉及的咪唑催化剂包括上述催化剂中的一种或几种。进一步优选的技术方案中，咪唑催化剂具有如下化学结构：
5、
6、其中
7、r是h，或一个c1至c10直链的、支链的、或环状的烷基，或c2至c10烯基，或c2至c17芳基。例如，咪唑催化剂可以是1,2-二甲基咪唑，1-异丙基-2-甲基咪唑、1-正丁基-2-甲基咪唑、1-异丁基-2-甲基咪唑、1-环戊基-2-甲基咪唑等。
8、本专利技术所涉及的位组胺催化剂包括空间位阻伯胺、仲胺或叔胺，如二环己胺、甲基二环己胺、乙基二异丙胺、二甲基环己胺、二甲基异丙胺、甲基异丙基苄胺、叔丁基异丙胺、二叔丁基胺等。本专利技术所要求保护的聚氨酯泡沫体系中，所涉及的位组胺催化剂包括上述催化剂中的一种或几种。所涉及的进一步优选的技术方案中，位阻胺催化剂具有如下化学结构：
9、
10、其中
11、r是h，或一个c1至c10直链的、支链的、或环状的烷基，或c2至c10烯基，或c1至c10醇基，或c1至c10醚基。例如，位组胺催化剂可以是二环己胺、甲基二环己胺、异丙基二环己胺、叔丁基二环己胺、异丁基二环己胺等。
12、进一步优选的技术方案中，组合胺催化剂还包括第三催化剂，第三催化剂选自常规的胺催化剂中的一种或几种，例如，第三催化剂可以是n,n,n’,n’-四甲基乙二胺、n,nn’,n’-四甲基-1,3-丙烷二胺、n,本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，包括A组分和B组分，所述A组分包括多元醇、发泡剂、表面活性剂、组合胺催化剂，其特征在于，所述组合胺催化剂包括第一催化剂和第二催化剂，所述第一催化剂包括咪唑催化剂，所述第二催化剂包括位阻胺催化剂，所述B组分包括多异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述咪唑催化剂具有如下化学结构：
3.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述位阻胺催化剂具有如下化学结构：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述组合胺催化剂还包括第三催化剂，所述第三催化剂包括胺类催化剂。
5.根据权利要求4所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述组合胺催化剂中，所述第一催化剂的质量百分数为40～80％，所述第二催化剂的质量百分数为5～20％，所述第三催化剂的质量百分数为10～40％。
6.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述发泡剂包括卤代烃，所述卤代烃包括氢氟烯烃或氢氯
7.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚氧化烯烃多元醇、曼尼希多元醇中的一种或几种的混合物，所述多元醇的官能团数为2～8。
8.根据权利要求7所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述多元醇还包括溶剂型多元醇，所述溶剂型多元醇的碳分子数为2～8。
9.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述表面活性剂包括有机硅表面活性剂和非有机硅表面活性剂，以多元醇的质量份为100份计，所述有机硅表面活性剂的添加量为1～3份，所述非有机硅表面活性剂的添加量为0～2份。
10.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，以多元醇的质量份为100份计，所述发泡剂的质量份为5～80份，所述表面活性剂的质量份为1～5份，所述组合胺催化剂的质量份为0.5～15份，聚氨酯泡沫组合物中，异氰酸酯指数为100～400。
11.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述A组分还包括阻燃剂，以多元醇的质量份为100份计，所述阻燃剂的添加量为10～40份。
12.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述A组分还包括匀泡剂，所述匀泡剂包括硅酮系匀泡剂或阴离子表面活性剂，以多元醇的质量份为100份计，所述匀泡剂的添加量为0.2～4份。
13.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，聚氨酯泡沫组分还包括助剂，所述助剂包括交联剂、填充剂、着色剂、相容剂、增溶剂中的一种或几种。
14.一种根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
15.根据权利要求14所述的聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，冷却温度为5～20℃。
16.根据权利要求14所述的聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，加入的发泡剂为冷冻后的发泡剂，所述发泡剂的冷冻温度为5～20℃。
...【技术特征摘要】
1.一种含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，包括a组分和b组分，所述a组分包括多元醇、发泡剂、表面活性剂、组合胺催化剂，其特征在于，所述组合胺催化剂包括第一催化剂和第二催化剂，所述第一催化剂包括咪唑催化剂，所述第二催化剂包括位阻胺催化剂，所述b组分包括多异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述咪唑催化剂具有如下化学结构：
3.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述位阻胺催化剂具有如下化学结构：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述组合胺催化剂还包括第三催化剂，所述第三催化剂包括胺类催化剂。
5.根据权利要求4所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述组合胺催化剂中，所述第一催化剂的质量百分数为40～80％，所述第二催化剂的质量百分数为5～20％，所述第三催化剂的质量百分数为10～40％。
6.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述发泡剂包括卤代烃，所述卤代烃包括氢氟烯烃或氢氯氟烯烃，所述卤代烃的质量为发泡剂总质量的80～100％。
7.根据权利要求1所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚氧化烯烃多元醇、曼尼希多元醇中的一种或几种的混合物，所述多元醇的官能团数为2～8。
8.根据权利要求7所述的含有组合胺催化剂的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述多元醇还包括溶剂型多元醇，所述溶剂型多元醇的碳分子数为2～8。
9.根据权利要求...
【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：
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