CN102212263A - 一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制造方法 - Google Patents

一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制造方法 Download PDF

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张捷
王伟
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Abstract

本发明涉及聚氨酯技术领域，特指一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制造方法。该泡沫填缝剂的制造工艺如下：将异氰酸酯MDI和多元醇，按照一定比例，加入反应釜。控温60℃～90℃，进行化学反应，反应时间控制在60～180分钟之间，然后进行减压蒸馏，去除游离的MDI，得到异氰酸酯基团封端的低游离MDI聚合体。将该聚合体中加入各种助剂作为预聚合物。将该预聚合物加入气雾剂罐中，然后加入推进剂组分，混合均匀，即得到低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂。

Description

一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制造方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯泡沫填缝剂，应用于建筑行业，属于化工建材领域。
背景技术
聚氨酯泡沫填缝剂是一种主要应用于建筑门窗填缝密封用的建筑材料，近年在国内发展很快。目前市场上聚氨酯泡沫填缝剂的制造，一般都采用罐内聚合反应的方式进行生产，即在气雾剂罐内分别加入异氰酸酯MDI组分和多元醇组分，混合均匀后，这两种组分在罐内发生化学反应，生成一种预聚合体。这种方法制造的聚氨酯泡沫填缝剂，含有较高量游离状态的MDI，有时接近10％。
MDI是一种高活性的化合物，对环境和人体具有一定的毒性。OSHA要求MDI的暴露极限被控制在0.2毫克/立方米以下，最高为0.2毫克/立方米。超过暴露限值将会导致眼睛受刺激，头疼，化学性支气管炎，哮喘症状或肺水肿。如果个体对MDI过敏，在很低的浓度下就会引发哮喘。
在传统聚氨酯泡沫填缝剂的制造过程中，MDI作为一个组分被单独加入，MDI的挥发，不可避免的容易影响到工作现场环境和操作工人的健康；在其使用过程中，在作为气雾剂喷出的过程中，游离状态的MDI则更容易进入环境中，对操作工人和建筑的居住人员造成职业损害。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制造方法。本发明采取的技术方案是：合成一种低游离状态MDI的MDI预聚合物，在制造单组分聚氨酯泡沫填缝剂时，气雾剂罐内加入这种MDI预聚合物，从而尽可能的消除MDI对环境和人员的影响。
本发明的工艺过程是这样的：将异氰酸酯MDI，多元醇，按照一定比例，加入反应釜。控温60℃～90℃，进行化学反应，反应时间控制在60～180分钟之间，然后进行减压蒸馏，去除游离的MDI，得到异氰酸酯基团封端的低游离MDI聚合体。将该聚合体中加入增塑剂和助剂组分，混合均匀成为预聚合物；将该预聚合物加入气雾剂罐中，然后加入推进剂组分，混合均匀，即得到低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂。
在本发明中，异氰酸酯MDI，可以是纯MDI；或可以是含一定异构体2，4’-MDI的MDI；或含有聚合MDI的MDI，此聚合MDI在总异氰酸酯MDI中的用量为0～50％。
在本发明中，多元醇的分子羟基数介于2～4之间，羟值介于30～400之间。所指的多元醇是由小分子多元醇起始的环氧丙烷或环氧乙烷加成的聚醚多元醇，或芳香族聚酯多元醇，或天然植物油多元醇，如蓖麻油。所指的多元醇可以是一种，也可以是多种多元醇的混合物。
在本发明中，聚合体的游离MDI含量低于3％，其异氰酸酯基团含量在0.5％～8％之间。
在本发明中，所用的增塑剂，如DOP，氯化石蜡等。
在本发明中，所用的助剂包括：阻燃剂，如TCEP，TCPP等；着色剂，如酞青蓝等；催化剂，如二吗啉二乙基醚等；防老剂如BHT等。硅油表面活性剂，如L-5340，L-5420，L-5352，DC-197和DC-193等。
在本发明中，推进剂组分包括F11，F12，二甲醚，丙丁烷等。
具体实施方式
实施例1
在一个装备了搅拌、热电偶的玻璃反应烧瓶中，加入Desmodur 44V20L(德国Bayer公司)514.5克，蓖麻油(精制)441克，聚醚多元醇GE-210(上海高桥石化)294克，升温进行化学反应，反应温度60℃，反应时间180分钟。然后进行减压蒸馏，得到低游离MDI聚合体。后继续加入氯化石蜡730克，催化剂二吗啉二乙基醚2.8克，表面活性剂L-5340 4.0克。混合均匀，得到预聚合物P1。MDI聚合体的游离MDI含量为0.7％，异氰酸酯基团含量7.0％。
实施例2
在一个装备了搅拌、热电偶的玻璃反应烧瓶中，加入纯MDI 514.5克，蓖麻油(精制)441克，聚醚多元醇GE-210(上海高桥石化)294克，升温进行化学反应，反应温度90℃，反应时间60分钟。然后进行减压蒸馏，得到低游离MDI聚合体。后继续加入氯化石蜡670克，阻燃剂TCPP 60克，催化剂二吗啉二乙基醚1.9克，表面活性剂L5352 4.0克。混合均匀，得到预聚合物P2。MDI聚合体的游离MDI含量为0.9％，异氰酸酯基团含量7.0％。
实施例3
在一个装备了搅拌、热电偶的玻璃反应烧瓶中，加入Desmodur 0129M(德国Bayer公司)260克，聚合MDI 260克，蓖麻油(精制)305克，聚醚多元醇GE-210(上海高桥石化)458克，升温进行化学反应，反应温度75℃，反应时间120分钟。然后进行减压蒸馏，得到低游离MDI聚合体。后继续加入氯化石蜡758克，催化剂二吗啉二乙基醚1.5克，表面活性剂DC-197 3.5克。混合均匀，得到预聚合物P3。MDI聚合体的游离MDI含量为1.0％，异氰酸酯基团含量7.1％。
实施例4
在750ml的气雾剂罐内，加入预聚合物，然后加入推进剂，得到单组分聚氨酯泡沫填缝剂，如下表所示：
  原料   预聚合物P1   预聚合物P2   预聚合物P3   二甲醚   丙丁烷
  泡沫填缝剂1   720   /   /   30   100
  泡沫填缝剂2   /   720   /   30   100
  泡沫填缝剂3   /   /   720   30   100
  泡沫填缝剂4   500   /   220   30   100

Claims (6)

1.一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于：将A.异氰酸酯MDI；B.多元醇；按照一定比例，加入反应釜。控温60℃～90℃，进行化学反应，反应时间控制在60～180分钟之间，然后进行减压蒸馏，去除游离的MDI，得到异氰酸酯基团封端的低游离MDI聚合体D。将该聚合体D中加入C，增塑剂；E，助剂组分，混合均匀成为预聚合物；将该预聚合物加入气雾剂罐中，然后加入F，推进剂组分，混合均匀，即得到低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂。
2.按照权利要求1所述的一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于：所使用的A，异氰酸酯MDI，可以是纯MDI；或可以是含一定异构体2，4’-MDI的MDI；或含有聚合MDI的MDI，此聚合MDI在A中的用量为0～50％。
3.按照权利要求1所述的一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于：B，多元醇：其分子羟基数介于2～4之间，羟值介于30～400之间。所指的多元醇是由小分子多元醇起始的环氧丙烷或环氧乙烷加成的聚醚多元醇，或芳香族聚酯多元醇，或天然植物油多元醇，如蓖麻油。所指的多元醇可以是一种，也可以是多种多元醇的混合物。
C，增塑剂：如DOP，氯化石蜡等。
E，助剂组分：包括阻燃剂如TCPP，TCEP等，色料，防老剂，硅油表面活性剂，催化剂等。
F，推进剂组分：包括F11，F12，二甲醚，丙丁烷等。
4.按照权利要求1所述的一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于：由不同聚合体D得到的预聚合物，可以混合加入气雾剂罐中，然后加入F，推进剂组分，混合均匀，即得到低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂。
5.按照权利要求1所述的一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于：聚合体D，其游离MDI含量低于3％。
6.按照权利要求1所述的一种低毒性单组分聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于：聚合体D，其异氰酸酯基团含量在0.5％～8％之间。
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