CN105504200B - 组合聚醚、聚氨酯仿木材料及其制备方法 - Google Patents

组合聚醚、聚氨酯仿木材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种组合聚醚、聚氨酯仿木材料及其制备方法。本发明中的组合聚醚包括：聚醚多元醇、泡沫稳定剂2～3wt.份、催化剂1.0～1.5wt.份、发泡剂0.5～1.5wt.份和固体阻燃剂10～20wt.份；其中，所述的聚醚多元醇包括：30～50wt.份聚醚多元醇A，10～35wt.份聚醚多元醇B，0～30wt.份聚醚多元醇C和5～15wt.份聚醚多元醇D；所述的份数基于所述的聚醚多元醇的重量份数为100份来计。本发明制备的聚氨酯仿木材料可以在0‑10℃的环境温度及模具温度下可以很好的发泡成型，并且可以保持良好的物理性能。

Description

组合聚醚、聚氨酯仿木材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种组合聚醚、聚氨酯仿木材料及其制备方法。
背景技术
目前，仿木聚氨酯产品已经广泛的应用于家具装饰行业，仿木制品的生产主要集中在我国南方的江苏、浙江、安徽、广东一带，其中除广东外，其他省市冬季温度均较低，且中小型的生产企业大多没有厂房保温措施，在冬季最冷的时候，气温会达到0℃左右。
在目前的记录以及实际应用中，仿木聚氨酯制品的生产均需较高的环境温度与模具温度的支撑，一般来说需要环境温度20-30℃，模具温度则普遍需要35℃以上，如专利200810244406.9和专利201110449542.3中的描述，而在实际生产过程中，过低的环境温度及模具温度也会直接影响到最终制品的性能，甚至在模具温度达到10℃以下时，聚氨酯会出现发泡倍率严重下降的现象，导致注料量需要成倍的增加，且开模时间也随之延长，影响到了制品的品质、成本及生产效率。
我国的南方是仿木聚氨酯产品生产的主要基地，在夏季的时候，气候适宜，聚氨酯产品生产操作比较简单，而在秋冬季节，由于气温的下降，而且南方缺少供暖保温的条件，聚氨酯制品的生产车间温度较低，且模具由于大多为金属材质，表面温度一般只能达到10℃左右，在深冬季节，甚至只有0-5℃，在这种条件下，聚氨酯制品无论是外表成型、还是制品性能，均无法满足使用的要求，因此，发明一种可以在低温条件下成型的聚氨酯仿木材料势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服在实际生产过程中，由于过低的环境温度及模具温度直接影响最终聚氨酯制品的性能，造成生产效率低的缺点，而提供了一种组合聚醚、聚氨酯仿木材料及其制备方法。所述的聚氨酯仿木材料可以在0～10℃的环境温度及模具温度下可以很好的发泡成型，并且可以保持良好的物理性能。
本发明提供了一种组合聚醚，包括：聚醚多元醇、泡沫稳定剂2～3wt.份、催化剂1.0～1.5wt.份、发泡剂0.5～1.5wt.份和氢氧化铝10～20wt.份；其中，所述的聚醚多元醇包括：30～50wt.份聚醚多元醇A，10～35wt.份聚醚多元醇B，0～30wt.份聚醚多元醇C和5～15wt.份聚醚多元醇D；所述的份数基于所述的聚醚多元醇的重量份数为100份来计；
所述的聚醚多元醇A满足下述指标：官能度3.5～4，羟值400～460mgKOH/g，25℃下的粘度1000～2000mPa·s，起始剂为蔗糖的聚氧化丙烯醇；
所述的聚醚多元醇B满足下述指标：官能度4～4.5，羟值290～330mgKOH/g，25℃下的粘度1000～1650mPa·s，起始剂为蔗糖的聚氧化丙烯醇；
所述的聚醚多元醇C满足下述指标：官能度3，羟值320～340mgKOH/g，25℃下的粘度230～370mPa·s，起始剂为甘油的聚氧化丙烯醇；
所述的聚醚多元醇D满足下述指标：官能度3，羟值32～36mgKOH/g，25℃下的粘度800～1000mPa·s，起始剂为甘油的聚氧化丙烯醇；
所述的泡沫稳定剂为泡沫稳定剂B8544；
所述的催化剂包括2,2-双吗啉基二乙基醚和1,8二氮杂双环[5，4，0]十一碳烯-7；其中，所述的2,2-双吗啉基二乙基醚和1,8二氮杂双环[5，4，0]十一碳烯-7质量比为1:2～1:4。
本发明所述的聚醚多元醇A优选句容宁武化工有限公司生产的聚醚多元醇NJ8220；所述的聚醚多元醇B优选句容宁武化工有限公司生产的聚醚多元醇NJ8268；所述的聚醚多元醇C优选山东蓝星东大化工有限责任公司生产的聚醚多元醇MN500；所述的聚醚多元醇D优选句容宁武化工有限公司生产的聚醚多元醇NJ330N。所述的聚醚多元醇A的用量优选35～50wt.份；所述的聚醚多元醇C的用量优选0～25wt.份；所述的聚醚多元醇D的用量优选10～15wt.份，所述的份数基于所述的聚醚多元醇的重量份数为100份来计。
本发明所述的泡沫稳定剂B8544为赢创德固赛(中国)投资有限公司生产。所述的泡沫稳定剂的用量优选2.2～2.5wt.份，所述的份数基于所述的聚醚多元醇的重量份数为100份来计。
本发明所述的催化剂2,2-双吗啉基二乙基醚优选德国Nitroil性能化学品公司生产的DMDEE；所述的催化剂1,8二氮杂双环[5，4，0]十一碳烯-7优选空气化工产品有限公司生产的PC CAT DBU。所述的2,2-双吗啉基二乙基醚和1,8二氮杂双环[5，4，0]十一碳烯-7质量比优选1:2～1:2.3。所述的催化剂的用量优选1.0～1.2wt.份，所述的份数基于所述的聚醚多元醇的重量份数为100份来计。
本发明所述的发泡剂可为本领域常规使用的发泡剂，优选水。所述的发泡剂的用量优选0.9～1wt.份，所述的份数基于所述的聚醚多元醇的重量份数为100份来计。
本发明所述的固体阻燃剂最好同时具有阻燃性能和增塑性能，本发明优选氢氧化铝、氢氧化镁和膨胀石墨中的一种或者多种。所述的固体阻燃剂的用量优选15～17wt.份，所述的份数基于所述的聚醚多元醇的重量份数为100份来计。
本发明还提供了一种聚氨酯仿木材料的制备方法，其由上述的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯混合，发泡成型，熟化，即可；其中，所述的发泡成型的温度为0～10℃。
所述的聚氨酯仿木材料的制备方法可以参照本领域常规进行选择，所述的混合方式可为机器搅拌混合或手工搅拌混合，所述的机器搅拌混合的条件可参照本领域常规进行选择，本发明优选3000转/秒。所述的混合的温度可为本领域该类反应的常规温度，本发明优选20±1℃。所述的组合聚醚和所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯的重量比优选1:1.0～1:1.1，更优选1:1.0～1:1.05。所述的聚氨酯仿木材料的制备方法中，反应熟化时间一般为13～15分钟。
所述的发泡成型的温度优选0～5℃。
所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯优选烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的异氰酸酯PM200。
本发明还提供了一种由上述的制备方法制备得到的聚氨酯仿木材料。
本领域中，聚氨酯仿木材料的发泡成型基本模具中进行的，模具的温度一般即为发泡成型的温度。本发明所述的聚氨酯仿木材料可以在常规的模具温度(30-40℃)下进行发泡成型，制得的聚氨酯仿木材料的性能参数与现有技术相近；也可以在0～10℃(优选0～5℃)较低的模具温度下进行发泡成型，所得的聚氨酯仿木材料的性能参数与现有技术在30-40℃温度下的产品相近。
在不违背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：本发明所得聚氨酯仿木材料可以在常规的模温条件下发泡成型，而且也可以低环境温度(如0～5℃)及低模具温度(如0～5℃)的情况时，也可保持良好的发泡效果，且所制得聚氨酯仿木材料性能与现有技术相比区别不大，可广泛应用于没有车间保温条件的中小型生产企业，可以大规模生产。
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。
下述实施例中所述的份数均为重量份数。
下述实施例如无特别说明，实验的环境温度为0-5℃。
下述实施例中，所使用原料来源为：
聚醚多元醇A：NJ8220，句容宁武化工有限公司；
聚醚多元醇B：NJ8268，句容宁武化工有限公司；
聚醚多元醇C：MN500，山东蓝星东大化工有限责任公司；
聚醚多元醇D：NJ330N，句容宁武化工有限公司；
泡沫稳定剂：B8544，赢创德固赛(中国)投资有限公司；
催化剂：DMDEE，德国Nitroil性能化学品公司；
催化剂：PC CAT DBU，空气化工产品有限公司；
异氰酸酯PM200，烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的。
实施例1
组合聚醚组分具体成分见下表：
将上表中的各重量组分的物料混合均匀，即得到组合聚醚。将制得的组合聚醚和异氰酸酯PM200按照质量比例1：1.1，在温度为20±1℃下进行机械搅拌，转速3000转/秒，混合并充分搅拌均匀后，注入恒温0-5℃的模具之中，待熟化13分钟后开模，可得聚氨酯仿木材料。
将所得制品0～10℃放置24小时以上，进行性能测试。
实施例2
组合聚醚组分具体成分见下表：
将上表中的各重量组分的物料混合均匀，即得到组合聚醚。将制得的组合聚醚和异氰酸酯PM200按照质量比例1：1.0，在温度为20±1℃下进行机械搅拌，转速3000转/秒，混合并充分搅拌均匀后，注入恒温0-5℃的模具之中，待熟化15分钟后开模，可得聚氨酯仿木材料。
将所得制品0～10℃放置24小时以上，进行性能测试。
实施例3
组合聚醚组分具体成分见下表：
将上表中的各重量组分的物料混合均匀，即得到组合聚醚。将制得的组合聚醚和异氰酸酯PM200按照质量比例1：1.0，在温度为20±1℃下进行机械搅拌，转速3000转/秒，混合并充分搅拌均匀后，注入恒温0-5℃的模具之中，待熟化13分钟后开模，可得聚氨酯仿木材料。
将所得制品0～10℃放置24小时以上，进行性能测试。
实施例4
组合聚醚组分具体成分见下表：
将上表中的各重量组分的物料混合均匀，即得到组合聚醚。将制得的组合聚醚和异氰酸酯PM200按照质量比例1：1.05，在温度为20±1℃下进行机械搅拌，转速3000转/秒，混合并充分搅拌均匀后，注入恒温0-5℃的模具之中，待熟化13分钟后开模，可得聚氨酯仿木材料。
将所得制品0～10℃放置24小时以上，进行性能测试。
对比例1
参照专利CN200810244406.9实施例1。
对比例2
参照专利CN201110449542.3实施例3。
对比例3
将专利CN201110449542.3实施例3中将模温调整至0-5℃。
效果实施例
其中相关测试标准如下：
密度：GB/T 6343-2009泡沫塑料及橡胶表观密度的测定
压缩强度：GB/T 8813-2008硬质泡沫塑料压缩性能的测定
弯曲强度：GB/T 8812.1-2007硬质泡沫塑料弯曲试验方法
表面硬度：邵D硬度计
氧指数：GB/T 8626-2007建筑材料可燃性试验方法
制品表面气泡及光泽度：目测
由以上实施例所制得聚氨酯仿木材料性能测试结果见下表：
注：对比例3中的制品表面脆性大，测试时会掉落下来粉状物，有一部分性能无法测试结果。

Claims (11)

1.一种组合聚醚，其特征在于，包括：聚醚多元醇、泡沫稳定剂2～3wt.份、催化剂1.0～1.5wt.份、发泡剂0.5～1.5wt.份和固体阻燃剂10～20wt.份；其中，所述的聚醚多元醇包括：30～50wt.份聚醚多元醇A，10～35wt.份聚醚多元醇B，0～30wt.份聚醚多元醇C和5～15wt.份聚醚多元醇D；所述的份数基于所述的聚醚多元醇的重量份数为100份来计；
所述的聚醚多元醇A满足下述指标：官能度3.5～4，羟值400～460mgKOH/g，25℃下的粘度1000～2000mPa·s，起始剂为蔗糖的聚氧化丙烯醇；
所述的聚醚多元醇B满足下述指标：官能度4～4.5，羟值290～330mgKOH/g，25℃下的粘度1000～1650mPa·s，起始剂为蔗糖的聚氧化丙烯醇；
所述的聚醚多元醇C满足下述指标：官能度3，羟值320～340mgKOH/g，25℃下的粘度230～370mPa·s，起始剂为甘油的聚氧化丙烯醇；
所述的聚醚多元醇D满足下述指标：官能度3，羟值32～36mgKOH/g，25℃下的粘度800～1000mPa·s，起始剂为甘油的聚氧化丙烯醇；
所述的泡沫稳定剂为泡沫稳定剂B8544；
所述的催化剂包括2,2-双吗啉基二乙基醚和1,8-二氮杂双环[5，4，0]十一碳烯-7；其中，所述的2,2-双吗啉基二乙基醚和1,8-二氮杂双环[5，4，0]十一碳烯-7质量比为1:2～1:4。
2.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述的聚醚多元醇A为聚醚多元醇NJ8220；所述的聚醚多元醇B为聚醚多元醇NJ8268；所述的聚醚多元醇C为聚醚多元醇MN500；所述的聚醚多元醇D为聚醚多元醇NJ330N。
3.如权利要求1或2所述的组合聚醚，其特征在于，所述的聚醚多元醇A的用量为35～50wt.份；所述的聚醚多元醇C的用量为0～25wt.份；所述的聚醚多元醇D的用量为10～15wt.份。
4.如权利要求1或2所述的组合聚醚，其特征在于，所述的泡沫稳定剂的用量为2.2～2.5wt.份。
5.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述的催化剂2,2-双吗啉基二乙基醚为催化剂DMDEE；所述的催化剂1,8-二氮杂双环[5，4，0]十一碳烯-7为催化剂PC CAT DBU；
和/或，所述的2,2-双吗啉基二乙基醚和1,8-二氮杂双环[5，4，0]十一碳烯-7质量比为1:2～1:2.3；
和/或，所述的催化剂的用量为1.0～1.2wt.份。
6.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述的发泡剂为水；和/或，所述的发泡剂的用量为0.9～1wt.份。
7.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述的固体阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁和膨胀石墨中的一种或者多种；和/或，所述的固体阻燃剂的用量为15～17wt.份。
8.一种聚氨酯仿木材料的制备方法，其特征在于，由权利要求1～7任一项所述的组合聚醚和多亚甲基多苯基多异氰酸酯混合，发泡成型，即可；其中，所述的发泡成型的温度为0～10℃。
9.如权利要求8所述的聚氨酯仿木材料的制备方法，其特征在于，
所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯为异氰酸酯PM200；
和/或，所述的组合聚醚和所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯的重量比为1:1.0～1:1.1，
和/或，所述的发泡成型的温度为0～5℃。
10.如权利要求9所述的聚氨酯仿木材料的制备方法，其特征在于，所述的组合聚醚和所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯的重量比为1:1.0～1:1.05。
11.一种如权利要求8-10中任一项所述的聚氨酯仿木材料的制备方法制备得到的聚氨酯仿木材料。
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