CN104592472B - 组合聚醚、聚氨酯原料组合物、泡沫及制备方法和应用 - Google Patents

组合聚醚、聚氨酯原料组合物、泡沫及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、泡沫及制备方法和应用。组合聚醚包括下述重量份数的组分：多元醇100份，泡沫稳定剂1.5～2.5份，催化剂1～2.5份，化学发泡剂1.0～1.7份和1,1‑二氯‑2,2‑二氟乙烯17～20份；多元醇为聚醚多元醇A、聚醚多元醇B和聚酯多元醇的混合物，聚醚多元醇A30～60份，聚醚多元醇B25～55份，聚酯多元醇5～15份。本发明的组合聚醚对臭氧层无破坏，温室效应值低，发泡时流动性好，发泡倍率高；组合聚醚粘度更低、用量少，相同情况下较HCFC‑141b发泡体系节省约10％的用料，节省了成本，且泡沫尺寸稳定性好，压缩强度高，管口修补个数相对较少。

Description

组合聚醚、聚氨酯原料组合物、泡沫及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、泡沫及制备方法和应用。
背景技术
根据有关环保标准及要求，我国对聚氨酯发泡剂的替代也进入了一个新的时期，自2015年开始我国对HCFC-141b的应用也采取了相应的限定措施。
目前太阳能热水器所采用的物理发泡剂主要以HCFC-141b为主，HCFC-141b是一种含有氯离子破坏臭氧层、温室效应值高的过渡型替代发泡剂。采用该发泡剂制备的太阳能热水器管口修补多，空洞严重产品质量差，组合聚醚用量较多，生产效率低，由于太阳能热水器的生产工艺限制，目前太阳能热水器桶身易收缩。综上所述，开发一种无臭氧层破坏、温室效应值低，以及生产制造太阳能热水器时组合聚醚用量少的，克服管口粗糙孔洞多、抗收缩性低等缺陷的组合聚醚是亟待解决的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术中采用的发泡剂对臭氧层有破坏作用，温室效应值高，以及组合聚醚在生产制造太阳能热水器时用量较多，制备的太阳能热水器管口粗糙空洞多、抗收缩性低的缺陷，提供了一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、泡沫及制备方法和应用。本发明的组合聚醚对臭氧层无破坏作用，温室效应值很低，应用于聚氨酯发泡中流动性好，发泡倍率高，在生产制造太阳能热水器时组合聚醚用量少，相同情况下较HCFC-141b发泡体系节省约10％的用料，节省了成本，且制备的聚氨酯泡沫压缩强度高、尺寸稳定性好、管口修补个数相对较少。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种的组合聚醚，其包括下述重量份数的组分：多元醇100份，泡沫稳定剂1.5～2.5份，催化剂1～2.5份，化学发泡剂1.0～1.7份和1,1-二氯-2,2-二氟乙烯17～20份；
其中，所述多元醇为聚醚多元醇A、聚醚多元醇B和聚酯多元醇的混合物，所述聚醚多元醇A为30～60份，所述聚醚多元醇B为25～55份，所述聚酯多元醇为5～15份；在25℃时所述聚醚多元醇A的粘度为8750～12500mPa·s，羟值为360～400mgKOH/g；在25℃时所述聚醚多元醇B的粘度为2400～4000mPa·s，羟值为360～400mgKOH/g；在25℃时所述聚酯多元醇的粘度为2100～3500mPa·s，羟值为300～330mgKOH/g。
较佳地，所述组合聚醚，其由下述重量份数的组分组成：所述多元醇100份，所述泡沫稳定剂1.5～2.5份，所述催化剂1～2.5份，所述化学发泡剂1.0～1.7份和所述1,1-二氯-2,2-二氟乙烯17～20份。
较佳地，所述的组合聚醚，其包括下述重量份数的组分：所述多元醇100份，所述泡沫稳定剂1.8～2.3份，所述催化剂1.3～2.5份，所述化学发泡剂1.0～1.5份和所述1,1-二氯-2,2-二氟乙烯18～20份。
更佳地，所述的组合聚醚，其包括下述重量份数的组分：所述多元醇100份，所述泡沫稳定剂1.9～2.1份，所述催化剂1.3～2.0份，所述化学发泡剂1.2～1.4份和所述1,1-二氯-2,2-二氟乙烯18～20份。
本发明中，所述聚醚多元醇A较佳地为聚醚多元醇YD-1050、聚醚多元醇DD-380和聚醚多元醇8238中的一种或多种。所述聚醚多元醇B较佳地为聚醚多元醇NJ6209、聚醚多元醇YD-8310和聚醚多元醇YD-6205中的一种或多种。所述聚酯多元醇较佳地为聚酯多元醇CF-6320和/或聚酯多元醇PS3152。
其中，所述聚醚多元醇YD-1050、所述聚醚多元醇YD-8310和所述聚醚多元醇YD-6205均购于河北亚东化工集团。所述聚醚多元醇DD-380购于山东蓝星东大化工有限责任公司。所述聚醚多元醇8238购于句容宁武新材料科技有限公司。所述聚醚多元醇NJ6209购于句容宁武新材料科技有限公司。所述聚酯多元醇CF-6320购于江苏富盛公司。所述聚酯多元醇PS3152为金陵斯泰潘公司。
其中，在25℃时所述聚醚多元醇NJ6209粘度较佳地为2100～3500mPa·s，羟值较佳地为360～400mgKOH/g。在25℃时所述聚醚多元醇YD-8310粘度较佳地为1100～1700mPa·s，羟值较佳地为290～330mgKOH/g。在25℃时所述聚醚多元醇YD-6205粘度较佳地为2000～3000mPa·s，羟值较佳地为360～400mgKOH/g。在25℃时所述的聚酯多元醇CF-6320粘度较佳地为2000～4000mPa·s，羟值较佳地为300～330mgKOH/g。在25℃时所述的聚酯多元醇PS3152粘度较佳地为2000～2500mPa·s，羟值较佳地为300～320mgKOH/g。
本发明中，所述的泡沫稳定剂可为本领域常规使用的泡沫稳定剂，较佳地为泡沫稳定剂L-6863，泡沫稳定剂B8534和B8545中的一种或多种。其中，所述泡沫稳定剂L-6863购于迈图高新材料集团。所述泡沫稳定剂B8534和B8545购于赢创德固赛中国投资有限公司。
本发明中，所述的催化剂可为本领域常规使用的催化剂，一般复配使用。所述的催化剂较佳地为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚和五甲基二亚乙基三胺中的两种或两种以上复配使用，更佳地为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和双(2-二甲氨基乙基)醚按照质量比为(0.9～1.1)：(0.8～1.0)：(0.2～0.3)进行复配的复合催化剂。
本发明中，所述化学发泡剂较佳地为水，更佳地为去离子水。
本发明的组合聚醚可根据本领域的常规方法进行制备，较佳地将上述各组分按其重量份数在常温下混合均匀，即可。
其中，所述的组合聚醚，其混合后物料在25℃下的粘度为200～360mPa·s。
本发明还提供了一种聚氨酯原料组合物，其包括上述的组合聚醚以及异氰酸酯。
本发明中，所述的组合聚醚和所述的异氰酸酯的质量比较佳地为10：10～10：11。
本发明中，所述的异氰酸酯为本领域常规使用的异氰酸酯，较佳地为异氰酸酯PM-200。所述的异氰酸酯PM-200购于烟台万华聚氨酯有限公司。
本发明还提供了一种硬质聚氨酯泡沫的制备方法，其包括下述步骤：将所述的聚氨酯原料组合物混合均匀，发泡，即可。
本发明中，所述的发泡的方法和条件为本领域常规的方法和条件。所述的发泡较佳地采用高压发泡机进行发泡。所述发泡的温度较佳地为18～22℃。所述发泡机的压力较佳地为120～140KPa。
本发明还提供了一种由上述制备方法制得的硬质聚氨酯泡沫。
本发明还提供了一种所述的硬质聚氨酯泡沫在太阳能热水器水箱中的应用。
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：
本发明的组合聚醚对臭氧层无破坏作用，温室效应值低，在应用于聚氨酯发泡中其流动性好，发泡倍率高；在生产制造太阳能热水器时组合聚醚粘度更低、用量少，相同情况下较HCFC-141b发泡体系节省约10％的用料，节省了成本，且制备的聚氨酯泡沫尺寸稳定性好，压缩强度高，管口修补个数相对较少。
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，所用的原料份数均为重量份，所用的原料来源如下：
聚醚多元醇YD-1050、聚醚多元醇YD-6205和聚醚多元醇YD-8310购于河北亚东化工集团；聚醚多元醇DD-380购于山东蓝星东大化工有限责任公司；聚醚多元醇8238、聚醚多元醇NJ6209购于句容宁武新材料科技有限公司；聚酯多元醇PS3152为金陵斯泰潘公司；聚酯多元醇CF-6320购于江苏富盛公司；泡沫稳定剂L-6863购于迈图高新材料集团；泡沫稳定剂B8534和B8545购于赢创德固赛中国投资有限公司；氰酸酯PM-200购于烟台万华聚氨酯有限公司。
实施例1
(1)环保型聚氨酯组合聚醚的制备
组合聚醚包括下述重量份数的组分：聚醚多元醇YD-105060份，聚醚多元醇NJ620925份，聚酯多元醇CF-632015份，泡沫稳定剂L-68631.5份，复合催化剂1份，去离子水1.7份，1,1-二氯-2,2-二氟乙烯17份。其中，所述复合催化剂为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和双(2-二甲氨基乙基)醚按照质量比为(1：0.9：0.3)的比例复配而成。
将上述各组分按其重量份数在室温下搅拌混合，放料即可。
(2)硬质聚氨酯泡沫的制备
将上述组合聚醚与异氰酸酯PM-200以1：1的重量比，在高压发泡剂中混合均匀，发泡并于模具中成型，即可。其中，发泡的温度为18℃，发泡机的压力为120MPa。
实施例2
(1)环保型聚氨酯组合聚醚的制备
组合聚醚包括下述重量份数的组分：聚醚多元醇DD-38040份，聚醚多元醇NJ6209与聚醚多元醇YD-8310按照1：1的质量比复配，共55份，聚酯多元醇PS31525份，泡沫稳定剂L-68632份，复合催化剂2.5份，去离子水1.0份，1,1-二氯-2,2-二氟乙烯20份。其中，所述复合催化剂为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和双(2-二甲氨基乙基)醚按照质量比为(1：0.9：0.3)的比例复配而成。
将上述各组分按其重量份数在室温下搅拌混合，放料即可。
(2)硬质聚氨酯泡沫的制备
将上述组合聚醚与异氰酸酯PM-200以10:11的重量比，在高压发泡剂中混合均匀，发泡并于模具中成型，即可。其中，发泡的温度为20℃，发泡机的压力为130MPa。
实施例3
(1)环保型聚氨酯组合聚醚的制备
组合聚醚包括下述重量份数的组分：聚醚多元醇823850份，聚醚多元醇YD-8310和聚醚多元醇YD-6205按照质量比1：1进行复配，共40份，聚酯多元醇PS315210份，泡沫稳定剂L-68633份，复合催化剂1.7份，去离子水1.3份，1,1-二氯-2,2-二氟乙烯19份。其中，所述复合催化剂为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和五甲基二亚乙基三胺按照质量比为(1：1：0.2)的比例复配而成。
将上述各组分按其重量份数在室温下搅拌混合，放料即可。
(2)硬质聚氨酯泡沫的制备
将上述组合聚醚与异氰酸酯PM-200以1：1.05的重量比，在高压发泡剂中混合均匀，发泡并于模具中成型，即可。其中，发泡的温度为22℃，发泡机的压力为140MPa。
对比例1
(1)聚氨酯组合聚醚的制备
组合聚醚包括下述重量份数的组分：聚醚多元醇YD-105060份，聚醚多元醇NJ620925份，聚酯多元醇CF-632015份，泡沫稳定剂L-68631.5份，复合催化剂1份，去离子水1.7份，发泡剂HCFC-141b 17份。其中，所述复合催化剂为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和双(2-二甲氨基乙基)醚按照质量比为(1：0.9：0.3)的比例复配而成。
将上述各组分按其重量份数在室温下搅拌混合，放料即可。
(2)硬质聚氨酯泡沫的制备
将上述组合聚醚与异氰酸酯PM-200以1:1的重量比，在高压发泡机中混合均匀，发泡并于模具中成型，即可。其中，发泡的温度为18℃，发泡机的压力为120MPa。
对比例2
组合聚醚包括下述重量份数的组分：聚醚多元醇DD-38060份，聚醚多元醇YD-620525份，聚酯多元醇PS315215份，泡沫稳定剂L-68631.5份，复合催化剂1份，去离子水1.0份，发泡剂1,1-二氯-2,2-二氟乙烯24份。其中，所述复合催化剂为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和双(2-二甲氨基乙基)醚按照质量比为(1：0.9：0.3)的比例复配而成。
(2)硬质聚氨酯泡沫的制备
将上述组合聚醚与异氰酸酯PM-200以1:1的重量比，在高压发泡机中混合均匀，发泡并于模具中成型，即可。其中，发泡的温度为20℃，发泡机的压力为130MPa。
对比实施例3
组合聚醚包括下述重量份数的组分：聚醚多元醇DD-38060份，聚醚多元醇YD-620525份，聚酯多元醇PS315215份，泡沫稳定剂L-68631.5份，复合催化剂1份，去离子水1.0份，发泡剂1,2-二氯-1,2-二氟乙烯18份。其中，所述复合催化剂为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和双(2-二甲氨基乙基)醚按照质量比为(1：0.9：0.3)的比例复配而成。
(2)硬质聚氨酯泡沫的制备
将上述组合聚醚与异氰酸酯PM-200以1:1的重量比，在高压发泡机中混合均匀，发泡并于模具中成型，即可。其中，发泡的温度为20℃，发泡机的压力为130MPa。
效果实施例1
对上述实施例1～3以及对比例1～2的组合聚醚进行粘度测定，对制备过程中物料的发泡压力进行测定，并对制得的聚氨酯进行尺寸稳定性测定及管口的指标测定。采用的太阳能热水器正空管数量为20只，水箱型号大小体积一致，对注料量进行同步测试。具体结果见下表1。
由表1可知，与对比例1相比较，本发明实施例制备的组合聚醚的粘度更低，本发明实施例制备的聚氨酯泡沫的尺寸稳定性更好，压缩强度更高，温室效应值更低，聚氨酯发泡时的流动性更好，且能够节省用量，节约了成本，管口修补个数相对较少；相同情况下较HCFC-141b发泡体系节省约10％的用料。
与对比例2相比较，本发明实施例制备的组合聚醚的粘度更低，本发明实施例制备的聚氨酯泡沫的尺寸稳定性更好，压缩强度更高，管口修补个数相对较少。
与对比例3相比较，本发明实施例制备的组合聚醚的粘度更低，本发明实施例制备的聚氨酯泡沫的尺寸稳定性更好，压缩强度更高，管口修补个数相对较少。
表1
指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
25℃组合聚醚的粘度/mPa·s 350 310 255 435 420 440
聚氨酯发泡压力/Pa 6530 6232 6432 9658 9950 9459
尺寸稳定性-30℃，48h/％ 0.049 0.045 0.047 0.073 0.093 0.084
泡沫的压缩强度/KPa 235 233 231 192 184 187
温室效应值 0.001 0.001 0.001 0.12 0.001 0.001
聚氨酯发泡时的流动性/cm/g 0.85 0.83 0.84 0.76 0.81 0.82
节省用料/％ 10.9 9.7 10.1 - 9.0 9.2
管口修补个数(以20管水箱为标准) 1 2 1 5 3 2

Claims (15)

1.一种的组合聚醚，其特征在于，其包括下述重量份数的组分：多元醇100份，泡沫稳定剂1.5～2.5份，催化剂1～2.5份，化学发泡剂1.0～1.7份和1,1-二氯-2,2-二氟乙烯17～20份；
其中，所述多元醇为聚醚多元醇A、聚醚多元醇B和聚酯多元醇的混合物，所述聚醚多元醇A为30～60份，所述聚醚多元醇B为25～55份，所述聚酯多元醇为5～15份；在25℃时所述聚醚多元醇A的粘度为8750～12500mPa·s，羟值为360～400mgKOH/g；在25℃时所述聚醚多元醇B的粘度为2400～4000mPa·s，羟值为360～400mgKOH/g；在25℃时所述聚酯多元醇的粘度为2100～3500mPa·s，羟值为300～330mgKOH/g。
2.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，其由下述重量份数的组分组成：所述多元醇100份，所述泡沫稳定剂1.5～2.5份，所述催化剂1～2.5份，所述化学发泡剂1.0～1.7份和所述1,1-二氯-2,2-二氟乙烯17～20份。
3.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，其包括下述重量份数的组分：所述多元醇100份，所述泡沫稳定剂1.8～2.3份，所述催化剂1.3～2.5份，所述化学发泡剂1.0～1.5份和所述1,1-二氯-2,2-二氟乙烯18～20份。
4.如权利要求1～3任一项所述的组合聚醚，其特征在于，所述聚醚多元醇A为聚醚多元醇YD-1050、聚醚多元醇DD-380和聚醚多元醇8238中的一种或多种；所述聚醚多元醇B为聚醚多元醇NJ6209、聚醚多元醇YD-8310和聚醚多元醇YD-6205中的一种或多种；所述聚酯多元醇为聚酯多元醇CF-6320和/或聚酯多元醇PS3152；
所述泡沫稳定剂为泡沫稳定剂L-6863，泡沫稳定剂B8534和B8545中的一种或多种；
所述的催化剂为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚和五甲基二亚乙基三胺中的两种或两种以上复配使用；
所述化学发泡剂为水。
5.如权利要求4所述的组合聚醚，其特征在于，所述催化剂为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺和双(2-二甲氨基乙基)醚按照质量比为(0.9～1.1)：(0.8～1.0)：(0.2～0.3)进行复配的复合催化剂。
6.如权利要求4所述的组合聚醚，其特征在于，所述化学发泡剂为去离子水。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的组合聚醚的制备方法，其特征在于，将各组分按其重量组分在常温下混合均匀，即可。
8.一种聚氨酯原料组合物，其特征在于，其包括如权利要求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所述的聚氨酯原料组合物，其特征在于，所述组合聚醚和所述异氰酸酯的质量比为10：10～10：11；
所述异氰酸酯为异氰酸酯PM-200。
10.一种硬质聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：将如权利要求8或9所述的聚氨酯原料组合物混合均匀，发泡，即可。
11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述的发泡采用高压发泡机进行发泡。
12.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述发泡的温度为18～22℃。
13.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述高压发泡机的压力为120～140KPa。
14.一种如权利要求10所述的制备方法制得的硬质聚氨酯泡沫。
15.一种如权利要求14所述的硬质聚氨酯泡沫在太阳能热水器水箱中的应用。
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