CN103073691A - 用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物及其制备方法，属于泡沫发泡技术领域，由A组分和B组分制成，其中A组分按照重量百分数计由以下原料组成：聚醚多元醇A：40-80%；聚醚多元醇B：0-40%；泡沫稳定剂：0.2-2.0%；催化剂：0.2-2.0%；固体填充物：10-50%；该组合料工艺中使用鼓泡机鼓入空气替代物理或化学发泡剂，属绿色、环保的友好型材料。A组分中使用热敏型催化剂，对体系前期反应速率及流动性影响较小，利于产品制备中连续化摊铺生产，保证了制品的优良性能；本产为高粘结性、无气味、绿色环保的聚氨酯地毯背衬料，该产品固化后粘结力度非常好。

Description

用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物及其制备方法，属于泡沫发泡技术领域。 

背景技术

现今，常用地毯多为毛质或化纤地毯，而这些地毯又有着易污染不易清洗、干燥易起静电、潮湿易虫蛀等不足。而现有的复合地毯多用到胶黏剂粘结面层与底层材料，易产生对人体有害物质，不符合现今绿色环保的大趋势。 

发明内容

根据现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，该产品为绿色、环保、耐用、吸音降噪性能优异、具有良好弹性的多孔性地毯背衬料；并且制备方法简便，利于广泛推广。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，由A组分和B组分制成，其中，A组分按照重量百分数计由以下原料组成： 

聚醚多元醇A：40-80%； 

聚醚多元醇B：0-40%； 

泡沫稳定剂：0.2-2.0%； 

催化剂：0.2-2.0%； 

固体填充物：10-50%； 

B组分按照重量百分数计由以下原料组成： 

聚醚多元醇C：10-70%； 

扩链剂：3-10%； 

异氰酸酯：25-85%； 

另外B组分中还额外添加外加储存稳定剂：10ppm。 

所述的聚醚多元醇A为以甘油、三羟甲基丙烷或三乙醇胺为起始剂，伯羟基含量≥70%，数均分子量为4000～7000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇；聚醚多元醇B是以乙二醇、丙二醇、二乙二醇或二丙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为2000～5000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯二元醇。 

所述的泡沫稳定剂采用聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物。优选AK-7703（南京德美世创化 工有限公司，市售产品)。 

所述的催化剂为热敏型催化剂。 

其中，热敏型催化剂中的叔胺类延迟型催化剂优选用DC-829（生产厂家为上海新典化学材料有限公司）。 

所述的固体填充物为粒径小于800目的固体颗粒粉，优选为滑石粉、轻质碳酸钙、高岭土和钢渣粉中的一种或几种。 

所述的聚醚多元醇C是以乙二醇、丙二醇、二乙二醇或二丙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为2000～5000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯二元醇。 

所述的扩链剂为含有两个活泼氢原子的小分子化合物，优选乙二醇、一缩二乙二醇、1,6己二醇、HQEE和1，4丁二醇中的一种或几种。 

所述的异氰酸酯为纯MDI、碳化二亚胺改性MDI、MDI-50和聚合MDI中的一种或多种；储存稳定剂选用磷酸或苯甲酰氯。 

所述的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤： 

A组分料：先将基于配方量的聚醚多元醇A和聚醚多元醇B投入应釜中搅拌，然后依次加入计量好的催化剂、泡沫稳定剂和固体填充物，在室温条件下，转速为60-100转/分钟，搅拌1—2小时，取样进行自由泡检测实验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即得A组份合格产品； 

B组分料：将基于配方量的聚醚多元醇C和扩链剂常温下投入反应釜中，搅拌升温至85-100℃，真空条件下脱水脱气2-3小时，然后降温至30℃时，加入计量的异氰酸酯，在75-85℃反应2-3小时，检测异氰酸基含量达到12-16%之间后，降温至10-40℃，加入占B料总质量0.001%的储存稳定剂即可。 

使用时，室温下将A、B组分料按异氰酸酯指数（B料中NCO摩尔数与A料中活泼氢摩尔数之比）为0.95-1.10之间进行机械或手工混合，期间鼓泡机匀速鼓入空气替代物理或化学发泡，均匀后迅速注模，摊铺，随后调整模具温度在80-120℃，2-10分钟即可熟化得到绿色、环保、性能优良的地毯背衬料。 

本发明的有益效果是：利用低挥发性原料组成A料，制备性能优异的改性MDI，并在A组份中加入了固体填充物一并起到增加面密度，提高吸噪性能。该组合料工艺中使用鼓泡机鼓入空气替代物理或化学发泡剂，属绿色、环保的友好型材料。A组分中使用热敏型催化剂，对体系前期反应速率及流动性影响较小，利于产品制备中连续化摊铺生产，保证了制品的优良性能；本产为高粘结性、无气味、绿色环保的聚氨酯地毯背衬料，该产品固化后粘结力度 非常好。且该产品成型没有刺激性气味，符合现在家居生活中绿色、低碳、环保的要求。且A组分中使用了热敏型催化剂，在未达到指定温度时，对体系前期反应速率及流动性影响较小，利于产品制备中连续化摊铺生产，且制备过程中A组分中不使用任何物理或化学发泡剂，制品泡孔通过鼓泡机注入空气制的，真正做到绿色、环保。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述： 

以下实施例中各组分重量单位为Kg。 

实施例1： 

A组分料： 

聚醚多元醇A：70（以甘油为起始剂，伯羟基含量≥70%，数均分子量为4000） 

聚醚多元醇B：30（乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为3000） 

AK7703：0.8 

DC-829：0.3 

高岭土：40 

B组分料： 

聚醚多元醇C：50（以乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为2000） 

1，6己二醇：3 

纯MDI：15 

聚合MDI：10 

磷酸：10ppm 

制备A组分料：将计量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、AK7703、DC-829、固体填充物依次投入反应釜中，设定转速为60转/分，搅拌1小时，取样进行自由泡检测实验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即可得到A组份。 

制备B组分料：将基于配方量的聚醚多元醇A和1，4-丁二醇常温下投入反应釜，升至90-100℃，搅拌，抽真空脱水脱气2小时，降温至10℃加入纯MDI、聚合MDI，在75-85℃反应2-3小时，检测NCO%含量达到14.2±0.2后，降温至10℃，加入磷酸，搅匀，即可。 

使用时，将A、B组分料按重量比100/16（异氰酸指数为0.98）进行混合，同时鼓泡机鼓入空气制泡摊铺于模具中，摊铺完毕，制得21cm*16cm*0.5cm片状泡沫，常温下自然熟化。24小时熟化后，进行性能检测。 

实施例2： 

A组分料： 

聚醚多元醇A：40（以甘油为起始剂，伯羟基含量≥70%，数均分子量为5000） 

聚醚多元醇B：40（乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为4000） 

AK7703：0.3 

DC-829：0.9 

滑石粉：10 

B组分料： 

聚醚多元醇C：10（以乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为3000） 

1，4-丁二醇：5 

纯MDI：45 

磷酸：10ppm 

制备A组分料：将计量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、AK7703、DC-829、固体填充物依次投入反应釜中，设定转速为100转/分，搅拌1小时，取样进行自由泡检测实验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即可得到A组份。 

制备B组分料：与实施例1中B料制备方法相同。 

使用时，将A、B组分料按重量比100/16（异氰酸指数为0.98）进行混合，同时鼓泡机鼓入空气制泡摊铺于模具中，摊铺完毕，模具升温至100℃表面迅速熟化制的21cm*16cm*0.5cm片状泡沫，24小时熟化后，进行性能检测。 

实施例3： 

A组分料： 

聚醚多元醇A：80（以甘油为起始剂，伯羟基含量≥70%，数均分子量为7000） 

聚醚多元醇B：0（乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为2000） 

AK7703：2.0 

DC-829：1 

钢渣粉：50 

B组分料： 

聚醚多元醇C：70（以乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为4000） 

乙二醇：10 

碳化二亚胺改性MDI：85 

磷酸：10ppm 

制备A组分料：将计量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、AK7703、DC-829、固体填充物依次投入反应釜中，设定转速为60转/分，搅拌2小时，取样进行自由泡检测实验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即可得到A组份。 

制备B组分料：与实施例1中B料制备方法相同。 

使用时，将A、B组分料按重量比100/16（异氰酸指数为0.98）进行混合，同时鼓泡机鼓入空气制泡摊铺于模具中，摊铺完毕，模具升温至100℃表面迅速熟化制的21cm*16cm*0.5cm片状泡沫，24小时熟化后，进行性能检测。 

实施例4： 

A组分料： 

聚醚多元醇A：60（以甘油为起始剂，伯羟基含量≥70%，数均分子量为5000） 

聚醚多元醇B：30（乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为3000） 

AK7703：1.2 

DC-829：2.0 

滑石粉：40 

B组分料： 

聚醚多元醇C：40（以乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为4000） 

DPG：4 

纯MDI：60 

苯甲酰氯：10ppm 

制备A组分料：将计量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、AK7703、DC-829、固体填充物依次投入反应釜中，设定转速为80转/分，搅拌1.5小时，取样进行自由泡检测实验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即可得到A组份。 

制备B组分料：将基于配方量的聚醚多元醇A和DPG常温下投入反应釜，升至90-100℃，搅拌，抽真空脱水脱气2小时，降温至40℃加入纯MDI，在75-85℃反应3小时，检测NCO%含量达到14.2±0.2后，降温至40℃，加入苯甲酰氯，搅匀，即可。 

使用时，将A、B组分料按重量比100/16（异氰酸指数为0.98）进行混合，同时鼓泡机鼓入空气制泡摊铺于模具中，摊铺完毕，模具升温至70℃表面迅速熟化制的21cm*16cm*0.5cm片状泡沫，24小时熟化后，进行性能检测。 

实施例1～4的产品性能检测数据表： 

本发明提供的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，所生产的制品由于使用热敏型催化剂，在未达到指定温度时，对体系前期反应速率及流动性影响较小，利于产品制备中大规模连续化摊铺生产，制品熟化在催化剂解封后迅速凝胶熟化，熟化时间由常温150min缩短至5min，大大提高制备效率。且制备过程中A组分中不使用任何物理或化学发泡剂，制品泡孔通过鼓泡机注入空气制的，真正做到绿色、环保。 

Claims (9)

1.一种用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，其特征在于由A组分和B组分制成，其中，A组分按照重量百分数计由以下原料组成：

聚醚多元醇A：40-80%；

聚醚多元醇B：0-40%；

泡沫稳定剂：0.2-2.0%；

催化剂：0.2-2.0%；

固体填充物：10-50%；

B组分按照重量百分数计由以下原料组成：

聚醚多元醇C：10-70%；

扩链剂：3-10%；

异氰酸酯：25-85%；

另外B组分中还额外添加外加储存稳定剂：10ppm。

2.根据权利要求1所述的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，其特征在于所述的聚醚多元醇A为以甘油、三羟甲基丙烷或三乙醇胺为起始剂，伯羟基含量≥70%，数均分子量为4000～7000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇；聚醚多元醇B是以乙二醇、丙二醇、二乙二醇或二丙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为2000～5000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯二元醇。

3.根据权利要求1所述的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，其特征在于所述的泡沫稳定剂采用聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物。

4.根据权利要求1所述的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，其特征在于所述的催化剂为热敏型催化剂。

5.根据权利要求1所述的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，其特征在于所述的固体填充物为粒径小于800目的固体颗粒粉，优选为滑石粉、轻质碳酸钙、高岭土和钢渣粉中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，其特征在于所述的聚醚多元醇C是以乙二醇、丙二醇、二乙二醇或二丙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为2000～5000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯二元醇。

7.根据权利要求1所述的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，其特征在于所述的扩链剂为含有两个活泼氢原子的小分子化合物，优选乙二醇、一缩二乙二醇、1,6己二醇、HQEE和1,4丁二醇中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物，其特征在于所述的异氰酸酯为纯MDI、碳化二亚胺改性MDI、MDI-50和聚合MDI中的一种或多种；储存稳定剂选用磷酸或苯甲酰氯。

9.根据权利要求1所述的用于制作地毯背衬料的环保型聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A组分料：先将基于配方量的聚醚多元醇A和聚醚多元醇B投入应釜中搅拌，然后依次加入计量好的催化剂、泡沫稳定剂和固体填充物，在室温条件下，转速为60-100转/分钟，搅拌1—2小时，取样进行自由泡检测实验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即得A组份合格产品；

B组分料：将基于配方量的聚醚多元醇C和扩链剂常温下投入反应釜中，搅拌升温至85-100℃，真空条件下脱水脱气2-3小时，然后降温至30℃时，加入计量的异氰酸酯，在75-85℃反应2-3小时，检测异氰酸基含量达到12-16%之间后，降温至10-40℃，加入占B料总质量0.001%的储存稳定剂即可。