CN102391774A - 环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料 - Google Patents

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金大映
权在槿
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Abstract

本发明公开了一种环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，包括以下重量份的组分：1）以甘油作为起始剂的聚醚多元醇20~60份；2）胺类催化剂3~10份；3）泡沫稳定剂0.5~3.0份；4）水22~30份；5）阻燃剂30~45份；6）异氰酸酯95~120份。本发明以全水替代传统的HCFC-141b发泡剂，是一种超低密度的环保型节能聚氨酯喷涂泡沫。本发明的聚氨酯喷涂组合料具有超低密度，产品密度可达到5~10kg/m3。由于具有开孔性，吸音性可达到70%；同时，其氧指数达到23，可通过ASTME-84的认证。

Description

环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯喷涂组合料，特别是涉及一种环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料。
背景技术
聚氨酯硬质泡沫以其优异的性能广泛应用于保温、制冷、建筑行业，但随着其应用范围广泛拓展，其对环境的负面影响给人们敲响了警钟。其中聚氨酯喷涂料主要应用于建筑保温行业，采用的发泡剂主要是HCFC-141b和水。HCFC等发泡剂皆为氟利昂类发泡剂，氟利昂的使用会消耗大气臭氧层，造成对大气臭氧层的破坏，导致紫外线照射增强并威胁到人类及其它地球生物的生存，是目前人类面临的最为严重的环境问题之一。
出于环保考虑，希望能够研发一种能够用水发泡的组合聚醚，由此代替氟利昂类发泡剂。然而，在聚氨酯硬质泡沫中较少用水做发泡剂，主要原因是用水发泡由于发泡时会在泡沫内产生二氧化碳，常温下容易形成负压。因此需要使泡沫固相强度大于所形成的负压，避免造成泡沫形变。最常规的方法是将泡沫密度提高到30%，这就造成聚氨酯生产成本的极大增加，难于推广。对制造商来说，降低密度从而降低成本是一直努力的方向。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，能制备出超低密度环保型节能聚氨酯泡沫。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，包括以下重量份的组分：
1）以甘油作为起始剂的聚醚多元醇：20~60份；
2）阻燃剂：30~45份；
3）胺类发泡催化剂：3~10份；
4）泡沫稳定剂：0.5~3.0份；
5）水：22~30份；
6）异氰酸酯95~120份。
所述的以甘油作为起始剂的聚醚多元醇，是以甘油作为起始剂，通过环氧烯烃加成反应制得。所述的聚醚多元醇，官能度为3，羟值为20~50mgKOH/g，该聚醚多元醇含有5~20%(wt%)的环氧乙烷。
所述的聚氨酯喷涂组合料中，含有22~30份的水，以全水替代破坏臭氧层的聚氨酯物理发泡剂，如HCFC-141b发泡剂。
所述的胺类发泡催化剂为五甲基二亚乙基三胺、双（二甲基氨基已基）醚中的一种或两种按任意比例的混合物。
所述的泡沫稳定剂是一种表面活性剂，采用含Si-C结构的硅类表面活性剂。泡沫稳定剂可从市场购得，包括德美世创公司产的泡沫稳定剂，如AK8805、AK8830、AK8818等；德固萨（Degusa）的泡沫稳定剂B8462、B8461、B8544、B-8494；迈图公司（Momentive）的L6900、L6863等。
所述的阻燃剂是磷酸三（1-氯-乙丙基）酯(TCPP)、三（1,3-二氯丙基）磷酸酯（TDCP）、甲基膦酸二甲酯（DMMP）中的一种或两种以上任意比例的混合物。
所述的异氰酸酯是NCO含量为30~32%的4,4-二甲苯甲烷二异氰酸酯。
所述的聚氨酯喷涂组合料具有低密度，产品密度可达到5~10 kg/m3。由于具有开孔性，吸音性可达到70%。同时，其氧指数达到23，可通过ASTM E-84的认证。
本发明的聚氨酯喷涂组合料与现有技术相比具有以下明显的优点：
1）本发明采用全水发泡剂，不采用任何聚氨酯物理发泡剂，对臭氧层不造成破坏，使聚氨酯产品达到绿色环保要求。
2）本发明的聚氨酯产品具有超低密度，约5~10 kg/m3，实现了产品轻量化。
3）本发明的聚氨酯产品具有开孔性，吸音性可达到70%。
4）本发明的聚氨酯产品具有良好的阻燃性，氧指数可达到23。.
5）本发明的聚氨酯产品具有良好的保温性，可节能30~50%。
总之，本发明的聚氨酯组合料是一种环保型、超低密度的节能聚氨酯喷涂料。
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。
 
具体实施方式
实施例1
一种环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，包括以下重量份的组分：
1）以甘油作为起始剂的聚醚多元醇A：35份，是以甘油作为起始剂，通过环氧烯烃加成反应制得；3官能度，羟值为40mgKOH/g；该聚醚多元醇含有15%的环氧乙烷。
2）阻燃剂：磷酸三（1-氯-乙丙基）酯(TCPP)  30份；
3）胺类发泡催化剂：五甲基二亚乙基三胺 7份；
4）泡沫稳定剂：B8462   1.0份；
5）水：28份；
6）异氰酸酯：NCO含量为30~32%的4,4-二甲苯甲烷二异氰酸酯，116份。
上述聚氨酯喷涂组合料其性能指标见表1。
 
实施例2
一种环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，包括以下重量份的组分：
1）以甘油作为起始剂的聚醚多元醇A： 60份，是以甘油作为起始剂，通过环氧烯烃加成反应制得；3官能度，羟值为20mgKOH/g；该聚醚多元醇含有20%的环氧乙烷。
2）阻燃剂：三（1,3-二氯丙基）磷酸酯（TDCP） 45份；
3）胺类发泡催化剂：双（二甲基氨基已基）醚   5份；
4）泡沫稳定剂：B8462    2.5份；
5）水： 30份；
6）异氰酸酯：NCO含量为30~32%的4,4-二甲苯甲烷二异氰酸酯，120份。
上述聚氨酯喷涂组合料其性能指标见表1。
 
实施例3
一种环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，包括以下重量份的组分：
1）以甘油作为起始剂的聚醚多元醇A：20份，是以甘油作为起始剂，通过环氧烯烃加成反应制得；3官能度，羟值为50mgKOH/g；该聚醚多元醇含有10%的环氧乙烷。
2）阻燃剂：甲基膦酸二甲酯（DMMP）   40份；
3）胺类发泡催化剂：五甲基二亚乙基三胺5份、双（二甲基氨基已基）醚5份；
4）泡沫稳定剂：B8462   2.0份；
5）水：24份；
6）异氰酸酯：NCO含量为30~32%的4,4-二甲苯甲烷二异氰酸酯，95份。
 
比较例1
一种聚氨酯喷涂组合料，包括以下重量份的组分：
1）高官能度聚醚多元醇B：35份，羟值为100~500mgKOH/g；
2）阻燃剂：磷酸三（1-氯-乙丙基）酯(TCPP)  30份；
3）胺类发泡催化剂：五甲基二亚乙基三胺 7份；
4）泡沫稳定剂：B8462   1.0份；
5）水：2份；
6）物理发泡剂：HCFC-141b  18份；
7）异氰酸酯：NCO含量为30~32%的4,4-二甲苯甲烷二异氰酸酯，101份。
上述聚氨酯喷涂组合料其性能指标见表1。
 
表1  聚氨酯喷涂组合料其性能指标
区 分 实施例1 实施例2 比较例1
聚醚多元醇A 35 60  
聚醚多元醇B     35
阻燃剂 30 45 30
泡沫稳定剂 1 2.5 1
催化剂 7 5 7
水 28 30 2
HCFC-141b     18
C-MDI 116 120 101
芯密度（kg/m3） 8.5 7.8 24.9
闭孔率（%） 4.5 6.0 92.1
吸音性（%） 70% 65% 3.5%
阻燃性 氧指数≥23 氧指数≥23 氧指数≥21
上表中芯密度、闭孔率皆按国家标准进行测定的。
上表1中实施例使用全水发泡技术，聚氨酯喷涂组合料更为环保。表1说明，实施例与比较例相比，密度更低，制造商可降低成本；实施例具有更好的阻燃性和吸音性能。
所述的实施例有助于对本发明的理解和实施，并非构成对本发明的任何限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容，在本发明范围内对实施例进行的任何等同或等效的变化或替换，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，其特征在于包括以下重量份的组分：
1）以甘油作为起始剂的聚醚多元醇：20~60份；
2）阻燃剂：30~45份；
3）胺类发泡催化剂：3~10份；
4）泡沫稳定剂：0.5~3.0份；
5）水：22~30份；
6）异氰酸酯95~120份。
2.根据权利要求1所述的环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，其特征在于，所述的聚醚多元醇以甘油作为起始剂，通过环氧烯烃加成反应制得；其官能度为3，羟值为20~50mgKOH/g；该聚醚多元醇含有5~20%(wt%)的环氧乙烷。
3.根据权利要求1所述的环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，其特征在于，所述的聚氨酯喷涂组合料中不含有聚氨酯物理发泡剂。
4.根据权利要求1所述的环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，其特征在于，所述的胺类发泡催化剂为五甲基二亚乙基三胺、双（二甲基氨基已基）醚中的一种或两种按任意比例的的混合物。
5.根据权利要求1所述的环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，其特征在于，所述的异氰酸酯是NCO含量为30~32%的4,4-二甲苯甲烷二异氰酸酯。
6.根据权利要求1所述的环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，其特征在于，所述的泡沫稳定剂是含有Si-C结构的硅类泡沫稳定剂。
7.据权利要求1所述的环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，其特征在于，所述阻燃剂是磷酸三（1-氯-乙丙基）酯、三（1,3-二氯丙基）磷酸酯或甲基膦酸二甲酯中的一种或两种以上任意比例的混合物。
8.根据权利要求1所述的环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，其特征在于，所述的聚氨酯喷涂组合料的密度为5~10 kg/m3。
9.根据权利要求1所述的环保型超低密度节能聚氨酯喷涂组合料，其特征在于，所述的聚氨酯喷涂组合料的氧指数达到23以上。
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