CN103571171B - 高密度聚氨酯管托，其组合聚醚、原料组合物、制备方法 - Google Patents
高密度聚氨酯管托，其组合聚醚、原料组合物、制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高密度聚氨酯管托及其制备方法，本发明还公开了该高密度聚氨酯管托的原料组合物以及该原料组合物中的组合聚醚及其制备方法。本发明的组合聚醚包括蔗糖聚醚多元醇50-70份，甘油聚醚多元醇和/或丙二醇聚醚多元醇30-50份，交联剂1-3份，表面活性剂2.0-3.0份，催化剂A 0.3-0.7份和催化剂B 0.2-0.5份；催化剂A为胺类和/或金属类凝胶型催化剂；催化剂B为胺类和/或金属类三聚催化剂。本发明的高密度聚氨酯管托使用温度更宽（-196～160℃），可在极端条件下使用，并且即使在极端条件下长时间工作，其尺寸变化率小，机械性能优异，适用范围广。本发明的高密度聚氨酯管托制备方法简单易行，能够采用现有的常规高密度聚氨酯管托的设备进行生产。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯领域，具体涉及一种具有高机械性能的高密度聚氨酯管托及其制备方法，本发明还涉及该高密度聚氨酯管托的原料组合物以及该原料组合物中的组合聚醚及其制备方法。
背景技术
高密度聚氨酯管托是一种性能优良的合成材料。它具有比强度高、导热系数小等优点，主要用做作保冷绝热材料。
高密度聚氨酯管托材料适用于石油化工、冷藏、造船等行业设备中输送制冷剂的低温管道，同时也可用于供热、输汽等需耐高温、耐腐蚀管道，还可用于托架、吊架等支撑部位。由于高密度聚氨酯管托具有良好的机械性能，可替代传统的木制管托及其它高分子材料，并且具有更加优秀的耐酸碱、耐腐蚀性能，使用寿命长久；同时导热系数低，有更好的保热保冷性能，已经被更多的人所采用。
目前市面上所售的高密度聚氨酯管托材料由于在压缩强度及尺寸稳定性方面的差异，大多只能适合普通条件下使用，而不能应用在极端条件下，如极冷、极热、或者支撑较重部件时。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的高密度聚氨酯管托材料不能在极端条件下使用的缺陷，提供了一种具有高机械强度的高密度聚氨酯管托，其组合聚醚、原料组合物及制备方法，该管托可在-196~160℃之间应用，且在极端条件下长时间工作时，其尺寸变化率小，机械性能优异，具有广泛的应用前景和市场价值。
本发明提供了一种组合聚醚，其包括下述以质量份数计的组分：蔗糖聚醚多元醇50-70份，甘油聚醚多元醇和/或丙二醇聚醚多元醇30-50份，交联剂1-3份，表面活性剂2.0-3.0份，催化剂A0.3-0.7份和催化剂B0.2-0.5份；其中，蔗糖聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和丙二醇聚醚多元醇的质量份数之和为100份；所述蔗糖聚醚多元醇满足下述指标：官能度4.3-4.7，羟值430-470mgKOH/g，粘度6500-9000mPa·s（25℃）；所述甘油聚醚多元醇或丙二醇聚醚多元醇满足下述指标：官能度2-3，羟值270-460mgKOH/g，粘度60-400mPa·s（25℃）；所述的催化剂A为胺类催化剂和/或金属类凝胶型催化剂；所述的催化剂B为胺类催化剂和/或金属类三聚催化剂。
其中，所述的组合聚醚中还可包括0.3份以下的发泡剂，所述的发泡剂为水，较佳地为去离子水。
其中，所述的蔗糖聚醚多元醇可选用满足上述指标的各种蔗糖聚醚多元醇，较佳地为聚醚多元醇SU-450L和/或聚醚多元醇8345。
其中，所述的聚醚多元醇SU-450L为东蓝星东大化工有限责任公司生产，官能度4.3-4.7，羟值440-460mgKOH/g，粘度7000-9000mPa·s（25℃）。
其中，所述的聚醚多元醇8345为河北亚东化工集团有限公司生产，官能度4.3-4.7，羟值430-470mgKOH/g，粘度6500-8500mPa·s（25℃）。
其中，所述的甘油聚醚多元醇和/或丙二醇聚醚多元醇可选用满足上述指标的各种聚醚多元醇，较佳地为聚醚多元醇305、聚醚多元醇DV125和聚醚多元醇DL400中的一种或多种。
其中，所述的聚醚多元醇305为烟台昌枫化工有限公司生产，官能度3，羟值320-340mgKOH/g，粘度230-370mPa·s（25℃）。
其中，所述的聚醚多元醇DV125为山东蓝星东大化工有限责任公司生产，官能度3，羟值440-460mgKOH/g，粘度200-400mPa·s（25℃）。
其中，所述的聚醚多元醇DL400为山东蓝星东大化工有限责任公司生产，官能度2，羟值270-290mgKOH/g，粘度60-80mPa·s（25℃）。
其中，所述的交联剂可采用聚氨酯领域常规使用的交联剂，较佳地为甘油和/或三乙醇胺。
其中，所述的表面活性剂可采用聚氨酯领域常规使用的硅酮类和/或非硅酮类泡沫稳定剂，较佳地为表面活性剂B8525和/或表面活性剂LK221。其中，表面活性剂B8525为赢创德固赛（中国）投资有限公司生产；表面活性剂LK221为空气化工产品（常州）有限公司生产。
其中，所述的催化剂A选用的是聚氨酯发泡领域内常用的胺类催化剂和/或金属类凝胶型催化剂，优选为N,N-二甲基环己胺和/或BX405。其中BX405为空气化工产品（常州）有限公司生产。所述的催化剂B选用的是聚氨酯发泡领域内常用的胺类催化剂和/或金属类三聚催化剂，优选为1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢三嗪和/或TMR-2。其中TMR-2为空气化工产品（常州）有限公司生产。
本发明还提供了所述组合聚醚的制备方法，其包括下述步骤：将组合聚醚中的各组分混合均匀即可。
本发明还提供了一种高密度聚氨酯管托的原料组合物，其包括所述组合聚醚以及异氰酸酯。其中，所述组合聚醚和异氰酸酯的质量比可根据本领域常规方法进行选择，较佳的质量比为1:1.0-1:1.2，更佳的质量比为1:1.0。所述的异氰酸酯可为本领域常规使用的异氰酸酯，较佳地为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，又称聚合MDI，更佳地为烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的异氰酸酯PM200。
本发明的高密度聚氨酯原料组合物在使用前，所述的组合聚醚以及所述的异氰酸酯始终不相接触，因此可以套装的形式出售和保存该原料组合物，使用时将所述的组合聚醚和所述的异氰酸酯混合，即可。
本发明提供了一种高密度聚氨酯管托的制备方法，其包括下述步骤，以所述高密度聚氨酯管托的原料组合物为原料，经模具成型后即可。其中，所述模具成型采用本领域常规的方法进行，所述原料组合物的用量一般为超过模具的填充量10-20wt%，所述模具成型的温度较佳地为35-45℃，所述模具成型的时间较佳地为3.5-4.5小时。
本发明还提供了一种由上述制备方法制得的高密度聚氨酯管托。
本发明所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。
本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的高密度聚氨酯管托使用温度更宽（-196～160℃），可在极端条件下使用，并且即使在极端条件下长时间工作，其尺寸变化率小，机械性能优异，适用范围广。
2、本发明的高密度聚氨酯管托制备方法简单易行，能够采用现有的常规高密度聚氨酯管托的设备进行生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但本发明并不限于此，实施例所述份数除特殊说明以外均为质量份数。
聚醚多元醇SU-450L、DV125和DL400为山东蓝星东大化工有限责任公司生产；
聚醚多元醇8345为河北亚东化工集团有限公司生产；
聚醚多元醇305为烟台昌枫化工有限公司生产；
B8525为赢创德固赛（中国）投资有限公司生产；
LK221、BX405和TMR-2为空气化工产品（常州）有限公司生产；
PM200为烟台万华聚氨酯股份有限公司生产。
实施例1：
按照下表1中的配方制备组合聚醚：
表1组合聚醚配方表
| SU-450L | 30份 |
| 8345 | 40份 |
| DV125 | 22份 |
| DL400 | 8份 |
| 甘油 | 1.5份 |
| B8525 | 2.0份 |
| N,N-二甲基环己胺 | 0.5份 |
| TMR-2 | 0.3份 |
| 去离子水 | 0.1份 |
将上表所述原料按照规定比例倒入容器中，利用电动搅拌器混合均匀，制成组合聚醚；再将组合聚醚与PM200按照质量比1:1的比例倒入容器中，然后利用电动搅拌器搅拌8秒钟，将混合均匀后的液体倒入恒温40℃的模具中，关好模具，在恒温40℃条件下放置4小时后打开模具，得本发明所述高机械性能的高密度聚氨酯管托。
实施例2：
按照下表2中的配方制备组合聚醚：
表2组合聚醚配方表
| SU-450L | 50份 |
| 305 | 35份3 --> |
| DL400 | 15份 |
| 三乙醇胺 | 3.0份 |
| B8525 | 2.0份 |
| LK221 | 1.0份 |
| N,N-二甲基环己胺 | 0.3份 |
| 1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢三嗪 | 0.2份 |
| 去离子水 | 0.3份 |
将上表所述原料按照规定比例倒入容器中，利用电动搅拌器混合均匀，制成组合聚醚；再将组合聚醚与PM200按照质量比1:1的比例倒入容器中，然后利用电动搅拌器搅拌8秒钟，将混合均匀后的液体倒入恒温40℃的模具中，关好模具，在恒温40℃条件下放置4小时后打开模具，得本发明所述高机械性能的高密度聚氨酯管托。
实施例3：
按照下表3中的配方制备组合聚醚：
表3组合聚醚配方表
| 8345 | 60份 |
| 305 | 20份 |
| DL400 | 20份 |
| 三乙醇胺 | 2.0份 |
| B8525 | 2.0份 |
| LK221 | 1.0份 |
| BX405 | 0.3份 |
| N,N-二甲基环己胺 | 0.4份 |
| TMR-2 | 0.5份 |
将上表所述原料按照规定比例倒入容器中，利用电动搅拌器混合均匀，制成组合聚醚；再将组合聚醚与PM200按照质量比1:1的比例倒入容器中，然后利用电动搅拌器搅拌8秒钟，将混合均匀后的液体倒入恒温40℃的模具中，关好模具，在恒温40℃条件下放置4小时后打开模具，得本发明所述高机械性能的高密度聚氨酯管托。
实施例4：
按照下表4中的配方制备组合聚醚：
表4组合聚醚配方表
| SU-450L | 35份 |
| 8345 | 25份 |
| DV125 | 40份 |
| 甘油 | 1.0份 |
| B8525 | 2.0份 |
| BX405 | 0.4份4 --> |
| TMR-2 | 0.4份 |
| 去离子水 | 0.2份 |
将上表所述原料按照规定比例倒入容器中，利用电动搅拌器混合均匀，制成组合聚醚；再将组合聚醚与PM200按照质量比1:1的比例倒入容器中，然后利用电动搅拌器搅拌8秒钟，将混合均匀后的液体倒入恒温40℃的模具中，关好模具，在恒温40℃条件下放置4小时后打开模具，得本发明所述高机械性能的高密度聚氨酯管托。
实施例5：
按照下表5中的配方制备组合聚醚：
表5组合聚醚配方表
| SU-450L | 20份 |
| 8345 | 50份 |
| DL400 | 30份 |
| 三乙醇胺 | 0.8份 |
| 甘油 | 0.6份 |
| B8525 | 2.0份 |
| LK221 | 0.8份 |
| BX405 | 0.5份 |
| TMR-2 | 0.4份 |
| 去离子水 | 0.15份 |
将上表所述原料按照规定比例倒入容器中，利用电动搅拌器混合均匀，制成组合聚醚；再将组合聚醚与PM200按照质量比1:1的比例倒入容器中，然后利用电动搅拌器搅拌8秒钟，将混合均匀后的液体倒入恒温40℃的模具中，关好模具，在恒温40℃条件下放置4小时后打开模具，得本发明所述高机械性能的高密度聚氨酯管托。
效果实施例1
将实施例1-5所得管托进行机械性能测试，所得结果见下表6。
具体数据测量依照以下标准进行：
压缩强度：GB/T8813-2008硬质泡沫塑料压缩性能的测定；
泡沫密度：GB/T6343-95聚氨酯泡沫塑料的密度测试；
表面硬度：HG2118-1991常规型国际橡胶硬度计低硬度；
HG2117-1991常规型国际橡胶硬度计中硬度；
尺寸稳定性：GB/T6342-1996泡沫塑料与橡胶线性尺寸的测定。
表6实施例1～5机械性能测试结果表
由表6可以看出，本发明所得高密度聚氨酯管托的机械性能要明显的优于现有的较高水平，本发明所使用原料均为市面上所售原料，原料来源广泛，可进行大规模生产。
Claims (12)
1.一种组合聚醚，其包括下述以质量份数计的组分：蔗糖聚醚多元醇50-70份，甘油聚醚多元醇和/或丙二醇聚醚多元醇30-50份，交联剂1-3份，表面活性剂2.0-3.0份，催化剂A0.3-0.7份和催化剂B0.2-0.5份；其中，蔗糖聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和丙二醇聚醚多元醇的质量份数之和为100份；所述蔗糖聚醚多元醇满足下述指标：官能度4.3-4.7，羟值430-470mgKOH/g，25℃下测得的粘度为6500-9000mPa·s；所述甘油聚醚多元醇或丙二醇聚醚多元醇满足下述指标：官能度2-3，羟值270-460mgKOH/g，25℃下测得的粘度为60-400mPa·s；所述的催化剂A为胺类催化剂和/或金属类凝胶型催化剂；所述的催化剂B为胺类催化剂和/或金属类三聚催化剂。
2.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于：所述的组合聚醚中还包括0.3份以下的发泡剂，所述的发泡剂为水。
3.如权利要求1或2所述的组合聚醚，其特征在于：所述的蔗糖聚醚多元醇为聚醚多元醇SU-450L和/或聚醚多元醇8345；和/或，所述的甘油聚醚多元醇和/或丙二醇聚醚多元醇为聚醚多元醇305、聚醚多元醇DV125和聚醚多元醇DL400中的一种或多种。
4.如权利要求1或2所述的组合聚醚，其特征在于：所述的催化剂A为N,N-二甲基环己胺和/或BX405；和/或，所述的催化剂B为1,3,5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪和/或TMR-2。
5.如权利要求1或2所述的组合聚醚，其特征在于：所述的交联剂为甘油和/或三乙醇胺；和/或，所述的表面活性剂为硅酮类和/或非硅酮类泡沫稳定剂。
6.如权利要求5所述的组合聚醚，其特征在于：所述的表面活性剂为表面活性剂B8525和/或表面活性剂LK221。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的组合聚醚的制备方法，其包括下述步骤：将所述组合聚醚中的各组分混合均匀，即可。
8.一种高密度聚氨酯管托的原料组合物，其包括权利要求1-6任一项所述的组合聚醚以及异氰酸酯。
9.如权利要求8所述的原料组合物，其特征在于：所述的组合聚醚和异氰酸酯的质量比为1:1.0-1:1.2；和/或，所述的异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
10.如权利要求9所述的原料组合物，其特征在于：所述的异氰酸酯为异氰酸酯PM200。
11.一种高密度聚氨酯管托的制备方法，其包括下述步骤，以权利要求8-10中任一项所述的高密度聚氨酯管托的原料组合物为原料，经模具成型后即可；其中，所述模具成型的温度为35-45℃，所述模具成型的时间为3.5-4.5小时。
12.一种由权利要求11所述的制备方法制得的高密度聚氨酯管托。
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