CN105461893B

CN105461893B - 一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂

Info

Publication number: CN105461893B
Application number: CN201410724367.8A
Authority: CN
Inventors: 关峰
Original assignee: Connaught (tianjin) Industrial Co Ltd
Current assignee: Connaught (tianjin) Industrial Co Ltd
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2018-08-21
Anticipated expiration: 2034-12-03
Also published as: CN105461893A

Abstract

本发明属于泡沫填缝剂领域，尤其涉及一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂，其特征在于，包括聚醚多元醇Ⅰ、混合聚醚多元醇Ⅱ、泡沫稳定剂、石蜡、聚醚改性聚硅氧烷、催化剂、异氰酸酯、甲醚、液化石油气，各组份按照质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ10‑70份、混合聚醚多元醇Ⅱ40‑60份、泡沫稳定剂3‑5份、石蜡30‑80份、聚醚改性聚硅氧烷3‑5份、催化剂2‑4份、异氰酸酯300‑400份、甲醚40‑80份、液化石油气30‑60份。使得单组分聚氨酯泡沫填缝剂在PAPI配比量不变、产品重量也不增加的前提下，通过助剂的添加和配方的调整，保证泡孔大小维持适当并使泡沫的发泡量增加58%‑70%，效果非常显著。

Description

一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂

技术领域

本发明属于泡沫填缝剂领域，尤其涉及一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂。

背景技术

聚氨酯发泡剂全称单组分聚氨酯泡沫填缝剂，俗称发泡剂、发泡胶、PU填缝剂，是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物。它是一种将聚氨酯预聚物、发泡剂、催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。当物料从气雾罐中喷出时，泡沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。固化后的聚氨酯泡沫填缝剂泡沫具有填缝、粘结、密封、隔热、吸音等多种效果，是一种环保节能、使用方便的建筑材料，可适用于密封堵漏、填空补缝、固定粘结，保温隔音，尤其适用于塑钢或铝合金门窗和墙体间的密封堵漏及防水。

单组分聚氨酯泡沫填缝剂的发泡量由其发泡体积衡量。目前，市售的各种品牌单组分聚氨酯泡沫(简称“OCF”)填缝剂通常采用750ml/支的料罐灌装，毛质量900g，但发泡体积却有很大差别。因此，如果要完成同一项填充任务，低发泡体积的单组分聚氨酯泡沫填缝剂就需要使用更多支数的发泡剂产品，这样，就需要不断的更换气雾罐，必然会造成施工时间浪费，另外，其包装材料如气雾罐、纸箱等都是一次性使用，既造成经济浪费，也是不利于环境保护。

表1传统单组分聚氨酯泡沫填缝剂的配方

原料名称及编号	质量分数％
		聚醚多元醇310	20-30
聚醚多元醇305	10-40
		聚醚多元醇204	30-50
石蜡	20-50
		聚醚改性聚硅氧烷8871	3-5
催化剂	2-4
		异氰酸酯	300-400
甲醚	50-70
		液化石油气	40-90

表1所示为OCF填缝剂的传统配方，传统配方的OCF填缝剂的发泡量是由其原料之一异氰酸酯(俗称黑料)的含量决定的，异氰酸酯的含量越高其发泡量也越大。按PAPI的质量比，即黑料与白料的质量比，可分出130％、120％...90％、80％甚至50％、40％。我们以毛质量900g、130％的填缝剂来做发泡倍数的实验测试，最好的结果是40L左右，见表2，其中异氰酸酯均采用二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)及其三官和四官的混合物，也叫粗MDI，简称PAPI。

表2750ml相同质量的OCF发泡剂PAPI的比例与发泡体积数据表

异氰酸酯(O＝C＝N—R—N＝C＝O)基有机化合物是现行聚氨酯发泡剂的必备原料之一，MDI是一种填缝剂生产行业中常用的异氰酸酯类产品，粗MDI为二苯基甲烷二异氰酸酯的二、三、四官的混合物，其中二官的约占50％，三官的约占30％，四官的约占20％。传统配方的OCF填缝剂以质量比计算，粗MDI所需添加量都在80％以上，此处的质量比指配方中粗MDI与聚醚、石蜡、催化剂等物料混合物的质量比，物料混合物中不包含甲醚和丙丁烷气体。但是由于异氰酸酯生产条件苛刻，生成原料稀缺并伴有剧毒反应，对于环境和人身危害甚大，价格居高不下。所以，一味地提高PAPI的配比来增加OCF填缝剂的发泡量，会使得产品的成本提高，对PAPI原料的依赖性增大，不是长期解决问题的好方法。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了一种在保证异氰酸酯使用量不变的前提下，发泡量增加的超高发泡量的聚氨酯发泡剂。

本发明所采用的技术方案为：一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂，其特征在于，包括聚醚多元醇Ⅰ、混合聚醚多元醇Ⅱ、泡沫稳定剂、石蜡、聚醚改性聚硅氧烷、催化剂、异氰酸酯、甲醚、液化石油气，各组份按照质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ10-70份、混合聚醚多元醇Ⅱ40-60份、泡沫稳定剂3-5份、石蜡30-80份、聚醚改性聚硅氧烷3-5份、催化剂2-4份、异氰酸酯300-400份、甲醚40-80份、液化石油气30-60份；

所述聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3，所述混合聚醚多元醇Ⅱ的平均分子量为500、平均官能度2.5。

各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ40份、混合聚醚多元醇Ⅱ50份、泡沫稳定剂4份、石蜡55份、聚醚改性聚硅氧烷4份、催化剂3份、异氰酸酯350份、甲醚60份、液化石油气45份。

所述泡沫稳定剂为植物油改性聚氧丙烯醚。

所述催化剂为2,2-二吗啉基二乙基醚。

所述液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝7：3-8：2。

所述聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，所述混合聚醚多元醇Ⅱ的型号为GN-JM-5050，所述泡沫稳定剂的型号为GN-ZJ-9005。

所述聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871。

所述异氰酸酯为PAPI。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过对配方中的主要原材料—聚醚多元醇进行选择搭配，同时使用特殊的泡沫稳定剂，使得单组分聚氨酯泡沫填缝剂在PAPI配比量不变、产品重量也不增加的前提下，通过助剂的添加和配方的调整，保证泡孔大小维持适当并使泡沫的发泡量增加58％-70％，效果非常显著。

2、本发明改进的使用配方在其他性能指标基本不变的同时，保持原有的产品性能优越性，节省成本，创造利润。

3、在生产中，异氰酸酯选用PAPI，生产成本低。

具体实施方式

一、实施例部分

实施例1

(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ25份、混合聚醚多元醇Ⅱ40份、植物油改性聚氧丙烯醚3份、石蜡40份、聚醚改性聚硅氧烷4份、2,2-二吗啉基二乙基醚2份、异氰酸酯300份、甲醚60份、液化石油气45份；

聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3，混合聚醚多元醇Ⅱ的平均分子量为500、平均官能度2.5；

液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷＝7：3-8：2；

聚醚多元醇Ⅰ的型号为聚醚多元醇310，混合聚醚多元醇Ⅱ的型号为GN-JM-5050，植物油改性聚氧丙烯醚的型号为GN-ZJ-9005；

聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871；

异氰酸酯选用PAPI，PAPI为二苯基甲烷二异氰酸酯的二、三、四官的混合物，其中二官的约占45-55％，三官的约占25-35％，四官的约占15-25％。

(2)上述配方按照如下加工工艺加工：

按照配方比例将聚醚多元醇Ⅰ、混合聚醚多元醇Ⅱ、聚醚改性聚硅氧烷、石蜡、2,2-二吗啉基二乙基醚、植物油改性聚氧丙烯醚在30℃的真空搅拌釜里混合均匀，即形成行业俗称“白料混合物”；

在全自动发泡剂灌装生产线上，将白料混合物与异氰酸酯分量交替灌入750ml的气雾剂料罐后立即用封口机封口，封口后依次加入甲醚和液化石油气，并充分振摇，振摇过程中，罐内各组分发生放热反应，放热温度随季节的变化，环境温度不同，其放热时罐体温度亦不同，冬季放热温度为30℃，夏季放热温度为45℃，反应所需时间通常需要24h，待聚醚多元醇Ⅰ、混合聚醚多元醇Ⅱ与异氰酸酯在罐内预聚反应结束后，罐体温度降低至常温，进入成品车间。

实施例2

(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ15份、混合聚醚多元醇Ⅱ50份、植物油改性聚氧丙烯醚5份、石蜡40份、聚醚改性聚硅氧烷3份、2,2-二吗啉基二乙基醚3份、异氰酸酯320份、甲醚50份、液化石油气40份；

聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871；

(2)加工工艺同实施例1。

实施例3

(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ40份、混合聚醚多元醇Ⅱ50份、泡沫稳定剂4份、石蜡55份、聚醚改性聚硅氧烷4份、催化剂3份、异氰酸酯350份、甲醚60份、液化石油气45份；

聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871；

(2)加工工艺同实施例1。

实施例4

(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ60份、混合聚醚多元醇Ⅱ40份、植物油改性聚氧丙烯醚5份、石蜡70份、聚醚改性聚硅氧烷5份、2,2-二吗啉基二乙基醚4份、异氰酸酯380份、甲醚40份、液化石油气50份；

聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871；

(2)加工工艺同实施例1。

实施例5

(1)按照如下质量份数称量各组分：聚醚多元醇Ⅰ70份、混合聚醚多元醇Ⅱ40份、植物油改性聚氧丙烯醚4份、石蜡30份、聚醚改性聚硅氧烷5份、2,2-二吗啉基二乙基醚2份、异氰酸酯400份、甲醚70份、液化石油气50份；

聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871；

(2)加工工艺同实施例1。

二、试验部分

1、发泡填缝剂出胶量实验：

取用本发明中产品与传统配方产品进行发泡填缝剂出胶量实验，本发明中的产品与传统配方产品各分为A、B、C三组，各组产品的规格均为900g、750ml，各组产品均在温度为23.9℃、空气湿度为42％的实验条件下采用打胶枪打胶，打胶时向表面喷水以保证能够达到最佳出胶量湿度50％，出胶方式包括堆积方式出胶、平铺方式出胶，具体测试结果见表3。

表3本发明产品与传统配方产品出胶量数据对照表

表2中数据计算方式：

A_O—A_N、B_O—B_N、C_O—C_N以平铺方式出胶，体积(L)＝长×宽×高×条数；

A’_O—A’_N、B’_O—B’_N、C’_O—C’_N以堆积方式出胶，体积(L)＝长×宽×高；

增加率的计算公式：

增加率＝(本发明配方的计算体积-传统配方的计算体积)×100％/传统配方的计算体积

从表3可以明显看出，本发明的发泡倍数明显增加了58％-70％。

2、性能对比实验

取用本发明产品与传统配方产品进行性能对比实验，泡沫的物理指标测试包括泡沫的弹性、粘结强度、密度、尺寸稳定性，具体测试方法按照JC936—2004中华人民共和国建材行业标准—单组份聚氨酯泡沫填缝剂执行，具体测试结果见表4。

表4本发明产品与传统配方产品泡沫的物理指标测试数据对照表

泡沫的物理指标	传统配方	本发明配方	检测仪器或检测方法
				弹性(cm)	2	5	泡沫回弹测试仪
粘结强度(kpa)	70	65	万能试验机
				密度(kg/m³)	15-20	14-20	排水法
尺寸稳定性(％)	小于5％	小于3％	——

从表4可以明显看出，本发明中泡沫的性能指标：弹性、粘结强度、密度、尺寸稳定性基本不变。

综上所述，本发明在其他性能指标基本不变的同时，发泡倍数明显增加了58％-70％。

3、工艺原理：

OCF泡沫填缝剂的发泡量或发泡体积是由无数个细小的泡泡堆积而成，发泡体积和泡的数量和泡的大小有直接关系，数量多，泡孔大，体积自然就会很大；

本发明的工艺原理为通过增加泡沫成核点以增加泡沫的数量，并使得泡孔尺寸维持原有配方的泡孔相当；

本发明通过聚醚多元醇Ⅰ、混合聚醚多元醇Ⅱ和特殊泡沫稳定剂的添加，促使发泡数量增多，单个泡孔体积适当增大，并且坚韧不破，从而改善产品的发泡总体积。

以上对本发明的5个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂，其特征在于，包括聚醚多元醇Ⅰ、混合聚醚多元醇Ⅱ、泡沫稳定剂、石蜡、聚醚改性聚硅氧烷、催化剂、异氰酸酯、甲醚、液化石油气，各组份按照质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ 10-70份、混合聚醚多元醇Ⅱ 40-60份、泡沫稳定剂3-5份、石蜡30-80份、聚醚改性聚硅氧烷3-5份、催化剂2-4份、异氰酸酯300-400份、甲醚40-80份、液化石油气30-60份；

所述聚醚多元醇Ⅰ的分子量为1000、官能度为3，所述混合聚醚多元醇Ⅱ的平均分子量为500、平均官能度2.5；

所述泡沫稳定剂为植物油改性聚氧丙烯醚；

2.根据权利要求1所述的一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂，其特征在于，各组分按较优质量份数组成为：聚醚多元醇Ⅰ 40份、混合聚醚多元醇Ⅱ 50份、泡沫稳定剂4份、石蜡55份、聚醚改性聚硅氧烷4份、催化剂3份、异氰酸酯350份、甲醚60份、液化石油气45份。

3.根据权利要求1所述的一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂，其特征在于，所述催化剂为2,2-二吗啉基二乙基醚。

4.根据权利要求1所述的一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂，其特征在于，所述液化石油气中丙烷与丁烷的比例为：丙烷：丁烷=7：3-8：2。

5.根据权利要求1所述的一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂，其特征在于，所述聚醚改性聚硅氧烷的型号为B-8871。

6.根据权利要求1所述的一种超高发泡量的聚氨酯发泡剂，其特征在于，所述异氰酸酯为PAPI。