CN106317854A - 一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法，其特征在于主要成分包括石蜡、聚醚多元醇、固化剂、发泡剂、稳定剂、有机溶剂、硬化吸水剂、异氰酸酯。本发明的优点是：1.采用聚醚多元醇优选复配,提高了低温抗冻性，确保其在低温环境下应用；2.应用环保溶剂的方法，使产品性能得到显著提高，节约了使用的成本；3.通过添加硬化吸水剂的方法，使其具备了在高湿度或料液水分含量高的条件下，防止爆罐的性能，提高了产品的安全稳定性。

Description

一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯泡沫填缝剂领域，尤其涉及一种低温抗冻性能好、米数长、防爆性能好的单组份聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法。
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。
目前，单组分聚氨酯泡沫填缝剂的正常使用温度为+5℃～+35℃之间，聚氨酯泡沫填缝剂的质量很大程度上取决于外界因素的(温度、湿度)影响，空气中的水汽对于打出的泡沫质量和发泡量十分重要，湿度越高，发泡量越大且泡沫细腻度越好。但是产品在生产灌装过程中，若空气中水分过高或料液中水分含量过高时，灌装后易爆罐；冬季温度低、湿度小，聚氨酯的反应速度会大大降低，在固化期间难以正常发泡，导致粘结性能降低等问题，易出现发酥发脆起粉等缺陷，严重影响冬季发泡胶的施工效果，给销售商带来极大的不便。
目前国内发泡胶技术已有公开。专利201310746932.6公开的一种耐低温单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法，使用聚醚多元醇、MDI、DME、LPG等制得,该发明解决了单组份聚氨酯泡沫填缝剂在冬季低温(-10℃)条件下下正常施工和延长米的问题,但是该发明未公开延长米的具体参数,也未表明在低温下的泡沫发脆发酥问题，未披露灌装过程中空气中水分含量高或料液水分含量高的条件下易导致爆罐的缺陷。专利99114561.5公开一种单组分聚氨酯泡沫填缝剂，使用聚醚多元醇、氰酸酯、溶剂等制得，但是该发明未公开在冬季低温条件下发脆发酥的问题和延长米的问题，也未披露灌装过程中空气中水分含量高或料液水分含量高的条件下易导致爆罐的缺陷。专利201410773472.0公开一种单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法，使用聚醚多元醇、多亚甲基多苯基异氰酸酯、二甲醚、丙丁烷等制得，该发明解决了单组份聚氨酯泡沫填缝剂的延长米的问题，但未表明在低温下的泡沫发脆发酥问题，也未披露灌装过程中空气中水分含量高或料液水分含量高的条件下易导致爆罐的缺陷。
因此，开发一种低温抗冻性好、米数长、防爆性能好的单组份聚氨酯泡沫填缝剂具有很大的实用性和必要性。
发明内容
发明的目的是提供一种低温抗冻性能好、米数长、防爆性能好的单组份聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法，以克服现有技术的单组份聚氨酯泡沫填缝剂米数短、防爆性能差的缺陷。
为实现本发明的目的，采用的技术方案如下：
石蜡 74～83份
混合聚醚多元醇 19～25份
固化剂 0.8～1.8份
稳定剂 1～5份
有机溶剂 1～5份
硬化吸水剂 2.5～5份
异氰酸酯 38～54份
发泡剂 34～38份。
所述的混合聚醚多元醇为聚醚多元醇DDL-400、聚醚多元醇DMN-500、聚醚多元醇DMN-1000的混合物，按重量份配比，聚醚多元醇DDL-400:聚醚多元醇DMN-500：聚醚多元醇DMN-1000=4～6:2～6:11～14，所用聚醚需加热至130～150℃，抽真空脱水处理。
所述的稳定剂为江苏美思德化学股份有限公司AK-8875、江苏美思德化学股份有限公司AK-8876、赢创德固赛(中国)有限公司B8871中的至少一种。
所述的有机溶剂为异己烷、二甲氧基甲烷、丙二醇甲醚丙酸脂中的至少一种。
所述的硬化吸水剂为氯化镁、氯化钙、硬化沉淀二氧化硅、气相二氧化硅中的至少一种与吸水树脂的混合物，按重量份配比，氯化镁和\或氯化钙和\或硬化沉淀二氧化硅和\或气相二氧化硅∶吸水树脂=1.5～4∶1。
所述的吸水树脂为聚丙烯酸钠。
所述的固化剂为双吗啉基二乙基醚、辛酸亚锡、二月硅酸二丁基锡中的至少一种。
所述的石蜡为氯化石蜡52#、氯化石蜡42#、氢化石蜡的混合物，按重量份配比，氯化石蜡52#：氯化石蜡42#：氢化石蜡= 25～40：20～35：14～24。
所述的发泡剂为DME、LPG、HFC-1234a、HFC-134a中的至少一种。
所述的单组份聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份配比，将石蜡加入反应釜中，开动电机搅拌，在100～150 转/分钟搅拌速度下，加入硬化吸水剂、有机溶剂，搅拌5～10分钟至完全溶解，加入聚醚多元醇、固化剂、稳定剂，在1500～1800转/分钟搅拌，搅拌一个小时，使几种物料充分混合均匀，即可制得组合聚醚；将组合聚醚、异氰酸酯、发泡剂按一定比例加入耐压罐中，装箱后,充分振摇，放置24小时，即得成品。
本发明一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂具有如下优点：
1.采用聚醚多元醇优选复配,提高了低温抗冻性，确保其在低温环境下应用；
2.应用环保溶剂的方法，使产品性能得到显著提高，节约了使用的成本；
3.通过添加硬化吸水剂的方法，使其具备了在高湿度或料液水分含量高的条件下，防止爆罐的性能，提高了产品的安全稳定性。
具体实施方式
以下实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
实施例1单组份聚氨酯泡沫填缝剂，见表1。
表1
实施例2单组份聚氨酯泡沫填缝剂，见表2。
表2
实施例3单组份聚氨酯泡沫填缝剂，见表3。
表3
比较例4单组份聚氨酯泡沫填缝剂，见表4。
表4
实施例1～3、比较例4的单组份聚氨酯泡沫填缝剂的相关性能采用以下方法测试：
1.密度的测定：按照标准GB/T 6343单组份聚氨酯泡沫填缝剂的规定进行测定；
2.尺寸稳定性的测定：按照标准GB/T 8871单组份聚氨酯泡沫填缝剂的规定进行测定；
3.发泡倍数：a.常温检测方法：在温度25±2℃，相对湿度50%的条件下，按照标准JC936-2004中7.8的规定进行测定；b.低温检测方法：在温度-15℃，相对湿度50%的条件下，按照标准JC 936-2004中7.8的规定进行测定；
4.完全固化时间：a.常温检测方法：在温度23℃，相对湿度50%的条件下，采用计时法，固定量(30g)的内容物喷出后计时开始，待泡沫完全成为泡沫固体时计时结束，计算泡沫完全固化使用时间；b.低温检测方法：在温度-15℃，相对湿度50%的条件下，采用计时法，固定量(30g)的内容物喷出后计时开始，待泡沫完全成为泡沫固体时计时结束，计算泡沫完全固化使用时间；
5.低温抗冻性：预先将冰箱调节至(-15±2℃)，将刚喷出的泡沫放入冰箱内，24h后取出观察，采用手指按压法，检测泡沫是否发酥发脆；
6.延长米的测试：以相同净含量为准,采用枪式打样法，分别称量打样前、打样后试样的质量，计算净含量；控制喷出后的泡沫宽3cm、高2cm，并计算喷出泡沫的米数；
7.防爆罐测试：在配制好的组合聚醚中分别添加0.2％、0.3％、0.4％、0.5％的水，搅拌均匀后，在温度25℃、空气湿度50％的条件下分别灌装试样20罐，制得试样后观察，记录是否存在爆罐；
8.低温应用性能检测：预先将冰箱调节至(-15±2℃)，将单组份聚氨酯泡沫填缝剂放入冰箱2h，然后在-15℃、相对湿度50％的条件下，按以上3、4、5检测方法进行即可。
实施例1～3、比较例4所得的一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂的相关性能测试结果如下表一所示。
表一
从上表的使用效果表明，本发明一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂剂与现有技术(比较例4)相比，在组合聚醚添加0.2％、0.3％水的条件下，均无爆罐现象，在组合聚醚添加0.4％、0.5％水的条件下，爆罐概率维持在较低水平,提高了安全稳定性，喷出泡沫可在低温环境(-15℃)应用，抗冻性能较好，并有效地提高了延长米数。
主要材料名称、技术指标
1.氯化石蜡42#
粘度：140～450(50℃,mPa.S)
氯含量：41～43（%）
供应商：山东沾化阳光化学有限公司。
2. 氯化石蜡52#
粘度：150～250(50℃,mPa.S)
氯含量：51～53（%）
供应商：山东沾化阳光化学有限公司。
3.聚醚多元醇DDL-400
羟值：280±10（mgKOH/g）
粘度：60～80（25℃，mPa.S）
供应商：山东淄博德信联邦化学股份有限公司。
4.聚醚多元醇DMN-500
羟值：335±10（mgKOH/g）
粘度：260～380（25℃，mPa.S）
供应商：山东淄博德信联邦化学股份有限公司。
5.聚醚多元醇DMN﹣1000
羟值：168±5（mgKOH/g）
粘度：200～400（25℃，mPa.S）
供应商：山东淄博德信联邦化学股份有限公司。
6.异氰酸酯
NCO的质量分数：30.5～32（％）
粘度：150～250（25℃，mPa.S）
供应商：山东万华集团股份有限公司。
7.双吗啉二乙基醚
纯度：≥99％
含水量：≤0.1％
供应商：北京油化精细化工研究所。
8.聚丙烯酸钠
粒度：20～100目
容积密度：0.6～0.9(g/cm3)
吸水速率：≤60S
保水率：≥85％
供应商：南通科力吸水树脂有限公司。
9．AK-8875、AK-8876
粘度：400～600（25℃，mPa.S）
PH：5～7
供应商：江苏美思德化学股份有限公司。
10.B8871
粘度：600～800（25℃，mPa.S）
羟值：85～125（mgKOH/g）
供应商：赢创德固赛（中国）特种化学有限公司
代理商：北京汇智众成科贸有限公司。

Claims (9)

1.一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，配方按重量份配比包括：
石蜡 74～83份
混合聚醚多元醇 19～25份
固化剂 0.8～1.8份
稳定剂 1～5份
有机溶剂 1～5份
硬化吸水剂 2.5～5份
异氰酸酯 38～54份
发泡剂 34～38份。
2.如权利要求1所述的一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，所述的混合聚醚多元醇为聚醚多元醇DDL-400、聚醚多元醇DMN-500、聚醚多元醇DMN-1000的混合物，按重量份配比，聚醚多元醇DDL-400:聚醚多元醇DMN-500：聚醚多元醇DMN-1000=4～6：2～6:11～14。
3.如权利要求1所述的一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，所述的硬化吸水剂为氯化镁、氯化钙、硬化沉淀二氧化硅、气相二氧化硅中的至少一种与吸水树脂的混合物，按重量份配比，氯化镁和\或氯化钙和\或硬化沉淀二氧化硅和\或气相二氧化硅∶吸水树脂=1.5～4∶1，其中吸水树脂为聚丙烯酸钠。
4.如权利要求1所述的一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，所述的有机溶剂为异己烷、二甲氧基甲烷、丙二醇甲醚丙酸脂中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，所述的稳定剂为江苏美思德化学股份有限公司AK-8875、江苏美思德化学股份有限公司AK-8876、赢创德固赛(中国)有限公司B8871中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，所述的固化剂为双吗啉基二乙基醚、辛酸亚锡、二月硅酸二丁基锡中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，所述的石蜡为氯化石蜡52#、氯化石蜡42#、氢化石蜡的混合物，按重量份配比，氯化石蜡52#：氯化石蜡42#：氢化石蜡= 25～40：20～35：14～24。
8.如权利要求1所述的一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂，其特征在于，所述的发泡剂为DME、LPG、HFC-1234a、HFC-134a中的至少一种。
9. 如权利要求1所述的一种单组份聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，包括以下步骤：按重量份配比，将石蜡加入反应釜中，开动电机搅拌，在100～150 转/分钟搅拌速度下，加入硬化吸水剂、有机溶剂，搅拌5～10分钟至完全溶解，加入聚醚多元醇、固化剂、稳定剂，在1500～1800转/分钟搅拌，搅拌一个小时，使几种物料充分混合均匀，即可制得组合聚醚；将组合聚醚、异氰酸酯、发泡剂按一定比例加入耐压罐中，装箱后,充分振摇，放置24小时，即得成品。
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