CN104558511B - 一种聚氨酯组合聚醚和其制备的聚氨酯船体及生产方法 - Google Patents

一种聚氨酯组合聚醚和其制备的聚氨酯船体及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯组合聚醚和其制备的聚氨酯船体及生产方法，该组合聚醚包括：40‑60份聚醚多元醇A，10‑30份聚醚多元醇B，10‑30份阻燃聚酯多元醇C，1.5‑2.5份有机硅泡沫稳定剂，0.8‑1.1份水，1.4‑1.9份催化剂，8‑14份物理发泡剂和20‑30份阻燃剂；聚醚多元醇A由8310和SU‑450L复配，聚醚多元醇B为305和/或MN500，阻燃聚酯多元醇C为CF625；将该组合聚醚与多苯基多亚甲基多异氰酸酯按1:(1.2‑1.3)混合，浇注到闭合的船只模具中发泡成型，即得聚氨酯船体。本发明的聚氨酯船体质量轻，抗压强度高，吸水率低，尺寸稳定性好，耐腐蚀、耐老化、阻燃性好。

Description

一种聚氨酯组合聚醚和其制备的聚氨酯船体及生产方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯发泡工艺技术领域及渔船制作领域，尤其是涉及一种聚氨酯组合聚醚和其制备的聚氨酯船体及生产方法。
背景技术
目前市场上用于娱乐设施及小型的养殖渔船、河道清理用渔船等渔船大都采用PE、钢铁、木材等材料制作，上述材料制作的渔船质量大，在水中尤其在海水中使用一段时间后便出现腐蚀或腐烂情况，木质渔船更容易伴随使用时间的延长而导致木材腐烂及排水量减小的问题；PE材料在阳光照射下使用一段时间后其性能会老化变差。因此，为克服上述问题有必要寻找一种新型的材料用于渔船的制造。
目前市场上建造的渔船主要有玻璃钢渔船、木质渔船和胶合板渔船，但是玻璃钢渔船易老化，且建造和报废过程中易污染环境，造价高、初期投资大；木质渔船自重大，对材质要求高，而且木材存在方向性；胶合板渔船取材及施工工艺麻烦。因此，亟待开发一种耐老化、质量轻、成本低、工艺简单且能很好满足使用要求的渔船。而聚氨酯泡沫材料是一种新型的性能优越的高分子复合材料，它具有密度低、强度高、韧性强、保温隔热效果好、耐酸碱腐蚀、防霉变、耐老化性能好等优点，广泛应用于家电、汽车、冷库、外墙保温、石油管道隔热等领域。但是目前关于聚氨酯渔船的研究还极少。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于克服现有的渔船用材料质量大、耐腐蚀性差、容易糜烂、抗老化性能差及取材和施工麻烦的缺陷，提供了一种聚氨酯组合聚醚和其制备的聚氨酯船体及生产方法。本发明通过特定种类聚醚及特定比例的配合，综合了聚醚本身具备的熟化性能和物理粘度，使得聚氨酯发泡后表现出优越的强度、韧性和阻燃性能，从而达到预期渔船所需要的性能指标。本发明聚氨酯组合聚醚发泡成型的船体密度低、质量轻，抗压强度高，吸水率低，尺寸稳定性好，耐腐蚀、耐老化、阻燃性好，且维护简单。
本发明提供了一种聚氨酯组合聚醚，所述的聚氨酯组合聚醚按重量份计包括下述原料组分：40-60份聚醚多元醇A，10-30份聚醚多元醇B，10-30份阻燃聚酯多元醇C，1.5-2.5份有机硅泡沫稳定剂，0.8-1.1份水，1.4-1.9份催化剂，8-14份物理发泡剂和20-30份阻燃剂；所述聚醚多元醇A由聚醚多元醇8310和聚醚多元醇SU-450L复配而成；所述的聚醚多元醇B为聚醚多元醇305和聚醚多元醇MN500中的一种或多种；所述的阻燃聚酯多元醇C为聚酯多元醇CF6255；所述催化剂由二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2按质量比(0.8-1)：(0.4-0.8)：(0.6-0.8)的比例复配而成。
其中，所述的聚醚多元醇A较佳地由聚醚多元醇8310和聚醚多元醇SU-450L按照质量份数60:40的比例复配而成。所述的聚醚多元醇8310较佳地为河北亚东化工集团生产的聚醚多元醇，其羟值为290-330mgKOH/g，25℃粘度为1100-1700mPa·s。所述的聚醚多元醇SU-450L较佳地为蓝星东大化学有限公司生产的聚醚多元醇，其羟值为440-460mgKOH/g，25℃粘度为7000-9000mPa·s。
其中，所述的聚醚多元醇305较佳地为句容宁武性材料科技有限公司生产的聚醚多元醇，其羟值为315-345mgKOH/g，25℃粘度为200-400mPa·s。所述的聚醚多元醇MN500较佳地为蓝星东大化学有限公司生产的聚醚多元醇，其羟值为330-350mgKOH/g，25℃粘度为200-400mPa·s。当所述的聚醚多元醇B为聚醚多元醇305和聚醚多元醇MN500中的多种时，聚醚多元醇305和聚醚多元醇MN500可按照任意比例复配。
其中，所述的聚酯多元醇CF6255较佳地为江苏富盛新材料有限公司生产的聚酯多元醇，其羟值为230-270mgKOH/g，25℃粘度为13000-23000mPa·s。
其中，所述的有机硅泡沫稳定剂为本领域常规使用的有机硅泡沫稳定剂，较佳地为赢创德固赛中国投资有限公司生产的B8545和迈图高新材料集团生产的L-6900中的一种或多种。
其中，所述的水较佳地为去离子水。
其中，所述的物理发泡剂为本领域常规使用的物理发泡剂，较佳地为一氟二氯乙烷(HCFC-141b)。
其中，所述的阻燃剂为本领域常规使用的阻燃剂，较佳地由磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)和磷酸三乙酯(TEP)按照质量比2:1的比例混合而成。
在本发明一较佳的实施例中，所述的聚氨酯组合聚醚按重量份计由下述原料组分组成：40-60份聚醚多元醇A，10-30份聚醚多元醇B，10-30份阻燃聚酯多元醇C，1.5-2.5份有机硅泡沫稳定剂，0.8-1.1份水，1.4-1.9份催化剂，8-14份物理发泡剂和20-30份阻燃剂；所述聚醚多元醇A由聚醚多元醇8310和聚醚多元醇SU-450L复配而成；所述的聚醚多元醇B为聚醚多元醇305和聚醚多元醇MN500中的一种或多种；所述的阻燃聚酯多元醇C为聚酯多元醇CF6255；所述催化剂由二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2按质量比(0.8-1)：(0.4-0.8)：(0.6-0.8)的比例复配而成。
本发明还提供了一种聚氨酯船体的生产方法，其包括下述步骤：将上述船用聚氨酯组合聚醚与多苯基多亚甲基多异氰酸酯按质量比1:(1.2-1.3)的配比混合，然后浇注到闭合的船只模具中发泡反应成型，即得聚氨酯船体。
其中，所述的多苯基多亚甲基多异氰酸酯为本领域常规使用的多苯基多亚甲基多异氰酸酯，较佳地为二苯基甲烷二异氰酸酯，更佳地为烟台万华化学有限公司生产的PM200。
其中，所述的船只模具为本领域常规船只模具，所述的船只模具的模具温度较佳地控制在35-40℃。
其中，所述的浇注到闭合的船只模具较佳地从模具中心位置浇注。
其中，所述的发泡为本领域常规操作，较佳地为高压机发泡。所述的高压机发泡的物料温度较佳地控制在22-23℃，物料流量较佳地为2.5-3.0kg/s，所述的高压机发泡的压力较佳地控制在135-140kPa。
本发明还提供了一种由上述生产方法制备的聚氨酯船体。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明聚氨酯组合聚醚发泡成型的聚氨酯船体密度低、质量轻，船体密度在170-210kg/m3，抗压强度≥2.5MPa，所制的船体为闭孔结构、吸水率≤3.5％，尺寸稳定性≤0.17％，氧指数≥26。
2、本发明制得的聚氨酯船体耐腐蚀、防霉变、防蛀虫、耐老化维护简单。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所用的聚醚多元醇A为聚醚多元醇8310和聚醚多元醇SU-450L按质量份数60:40的比例复配而成，所用的聚醚多元醇8310由河北亚东化工集团生产，聚醚多元醇SU-450L由蓝星东大化学有限公司生产；
所用的聚醚多元醇B为聚醚多元醇305或聚醚多元醇MN500中的一种，或由两种聚醚多元醇按照任意比例复配；所述的聚醚多元醇305由句容宁武性材料科技有限公司生产，所述的聚醚多元醇MN500由蓝星东大化学有限公司生产；
所用的聚酯多元醇C为聚酯多元醇CF6255，由江苏富盛新材料有限公司生产；
所用的有机硅泡沫稳定剂B8545为赢创德固赛中国投资有限公司生产；有机硅泡沫稳定剂L-6900为迈图高新材料集团生产；
所用的催化剂中二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2均为美国气体公司生产；
所用的物理发泡剂为HCFC-141b，由霍尼韦尔氟化工有限公司生产；
所用的阻燃剂为TCPP和TEP按质量比2:1的比例混合而成，TCPP和TEP均由江苏雅克科技股份有限公司生产；
所用的二苯基甲烷二异氰酸酯PM200为烟台万华化学有限公司生产。
实施例1
一种聚氨酯组合聚醚，其原料组分如下：
其中，泡沫稳定剂采用B8545；催化剂由二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2按照质量比1:0.4:0.8的比例复配而成。
其聚氨酯船体的生产方法如下：按配方将上述原料混合均匀后与PM200按照1:1.3的比例搅拌均匀，从模具中心部位注入封闭模具内，模具温度控制在40℃，然后采用高压机发泡反应成型，高压机发泡的物料温度控制在23℃，物料流量为2.5kg/s，高压机发泡的压力为140kPa。
实施例2
一种聚氨酯组合聚醚，其原料组分如下：
其中，泡沫稳定剂由B8545和L-6900按照1:1的质量比复配而成；催化剂由二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2按照质量比0.8:0.6:0.8的比例复配而成。
其聚氨酯船体的生产方法如下：按配方将上述原料混合均匀后与PM200按照1:1.2的比例搅拌均匀，从模具中心部位注入封闭模具内，模具温度控制在35℃，然后采用高压机发泡反应成型，高压机发泡的物料温度控制在22℃，物料流量为3.0kg/s，高压机发泡的压力为135kPa。
实施例3
一种聚氨酯组合聚醚，其原料组分如下：
其中，泡沫稳定剂采用L-6900；催化剂由二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2按照质量比0.8:0.8:0.6的比例复配而成。
其聚氨酯船体的生产方法如下：按配方将上述原料混合均匀后与PM200按照1:1.3的比例搅拌均匀，从模具中心部位注入封闭模具内，模具温度控制在38℃，然后采用高压机发泡反应成型，高压机发泡的物料温度控制在23℃，物料流量为2.7kg/s，高压机发泡的压力为138kPa。
对比例1
一种聚氨酯组合聚醚，其原料组分如下：
其中，泡沫稳定剂采用L-6900；催化剂由二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2按照质量比0.8:0.6:0.8的比例复配而成。
其聚氨酯船体的生产方法同实施例1。
对比例2
一种聚氨酯组合聚醚，其原料组分如下：
其中，泡沫稳定剂采用L-6900；催化剂由二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2按照质量比0.8:0.8:0.6的比例复配而成。
其聚氨酯船体的生产方法同实施例1。
对比例3
一种聚氨酯组合聚醚，其原料组分如下：
其中，泡沫稳定剂采用L-6900；催化剂由N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2按照质量比1:1的比例复配而成。
其聚氨酯船体的生产方法同实施例1。
对比例4
一种聚氨酯组合聚醚，其原料组分如下：
其中，泡沫稳定剂采用L-6900；催化剂由二甲基苄胺和季铵盐催化剂TMR-2按照质量比1:1的比例复配而成。
其聚氨酯船体的生产方法同实施例1。
效果实施例1
测试实施例1～3及对比例1～2制得的聚氨酯泡沫船体的性能，并采用木质船和PVC船作为对照组，测试根据行业标准CCS《材料与焊接规范》2006的规定进行，相关检测项目数据如下表1。
表1
通过上表中的测试数据可知，用本发明制备的船体其阻燃性更高，其吸水率更低，其压缩强度等性能均达到了作为船体所要求的标准并超过其标准要求，在防火安全性上更优越。
效果实施例2
测试实施例1～3及对比例3～4的组合聚醚在生产聚氨酯船体时的流动性及开模性，流动性采用兰芝模测试，取相同质量的组合聚醚与黑料反应制的泡沫，成泡沫质量为M，测试其流动距离为L，流动性＝流动距离L/泡沫质量M测试结果见下表2。
表2
由表2数据可知，若配方中所采用的催化剂不按本发明提供的配料，则在制作船体时聚氨酯流动性及熟化开模性会受相应的影响，达不到预期要求。

Claims (9)

1.一种聚氨酯组合聚醚，其特征在于，所述的聚氨酯组合聚醚按重量份计包括下述原料组分：40-60份聚醚多元醇A，10-30份聚醚多元醇B，10-30份阻燃聚酯多元醇C，1.5-2.5份有机硅泡沫稳定剂，0.8-1.1份水，1.4-1.9份催化剂，8-14份物理发泡剂和20-30份阻燃剂；所述聚醚多元醇A由聚醚多元醇8310和聚醚多元醇SU-450L复配而成；所述的聚醚多元醇B为聚醚多元醇305和聚醚多元醇MN500中的一种或多种；所述的阻燃聚酯多元醇C为聚酯多元醇CF6255；所述催化剂由二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和季铵盐催化剂TMR-2按质量比(0.8-1)：(0.4-0.8)：(0.6-0.8)的比例复配而成。
2.如权利要求1所述的聚氨酯组合聚醚，其特征在于，所述的聚醚多元醇A由聚醚多元醇8310和聚醚多元醇SU-450L按照质量份数60:40的比例复配而成。
3.如权利要求1所述的聚氨酯组合聚醚，其特征在于，所述的有机硅泡沫稳定剂为B8545和L-6900中的一种或多种；
和/或，所述的物理发泡剂为一氟二氯乙烷。
4.如权利要求1所述的聚氨酯组合聚醚，其特征在于，所述的阻燃剂由磷酸三(2-氯丙基)酯和磷酸三乙酯按照质量比2:1的比例混合而成。
5.一种聚氨酯船体的生产方法，其特征在于，其包括下述步骤：将权利要求1-4任一项所述的聚氨酯组合聚醚与多苯基多亚甲基多异氰酸酯按质量比1:(1.2-1.3)的配比混合，然后浇注到闭合的船只模具中发泡反应成型，得到聚氨酯船体。
6.如权利要求5所述的聚氨酯船体的生产方法，其特征在于，所述的多苯基多亚甲基多异氰酸酯为PM200。
7.如权利要求5所述的聚氨酯船体的生产方法，其特征在于，所述的船只模具的模具温度控制在35-40℃，所述的浇注到闭合的船只模具从模具中心位置浇注。
8.如权利要求5所述的聚氨酯船体的生产方法，其特征在于，所述的发泡为高压机发泡，所述的高压机发泡的物料温度控制在22-23℃，物料流量为2.5-3.0kg/s，所述的高压机发泡的压力控制在135-140kPa。
9.一种如权利要求5-8任一项所述的聚氨酯船体的生产方法制备的聚氨酯船体。
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