CN106397710B - 组合聚醚、聚氨酯原料组合物、泡沫及制备方法 - Google Patents
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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。组合聚醚包括下述重量份数的组分:聚醚多元醇100份,催化剂4~6份,泡沫稳定剂2~4份,增溶剂10~15份和水30~35份;聚醚多元醇包括聚醚多元醇A和聚醚多元醇B,聚醚多元醇A为聚醚多元醇4110、聚醚多元醇MN‑500、聚醚多元醇DL‑400和聚醚多元醇NJ‑8307中的一种或多种;聚醚多元醇B为聚醚多元醇330N。本发明的组合聚醚的粘度为465~500mPa.s,稳定性好;所得泡沫为全水超低密度包装材料,有效降低了产品使用成本,密度为4~6kg/m3,压缩强度为10~12KPa,压缩50%后回复率大于等于95%。
Description
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。
背景技术
随着运输工业的现代化和人民生活水平的日益提高,包装越来越被人们重视。超低密度聚氨酯泡沫塑料(超低PUF),一般是指密度小于等于10kg/m3的聚氨酯泡沫塑料,因超低PUF具有操作简便、快速,可随时随地发泡成型、发泡倍数高、泡沫包附,缓冲作用好、无需特制模具等优点,被广泛应用在电子计算机、电子电器产品包装、精密仪器、陶瓷、玻璃制品、工艺品、运输加固材料、填充材料等领域。
目前,市场上常用的全水包装料大致为低官能度高相对分子质量聚醚多元醇和高官能度低相对分子质量聚醚多元醇的复配聚醚,基本实现超低PUF的使用要求,但所用的复配聚醚多元醇粘度均大于1000mPa·s(25℃),稳定性能差(室温存放1个月便会出现分层),所得泡沫密度一般为8~10kg/m3,很大程度上限制其在包装、运输等行业中的推广应用。此外,超低PUF常用水作为发泡剂,但是水的添加量受到限制(水用量约25~30份/100份聚醚多元醇),若水用量过多,所制得的聚氨酯泡沫会出现烧心、鼓泡现象,影响使用。
发明内容
本发明所解决的技术问题是克服了现有技术中超低密度聚氨酯泡沫用组合聚醚多元醇粘度均大于1000mPa·s(25℃),稳定性能差,泡沫密度较高(一般为8~10kg/m3),发泡剂水用量受到限制的缺陷,提供了一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、泡沫及制备方法。本发明的组合聚醚的粘度为465~500mPa·s(25℃),储存稳定性大于3个月。本发明的超低密度聚氨酯泡沫为全水超低密度包装材料,水用量可达30~35份/100聚醚多元醇,有效降低了产品使用成本,其密度可为4~6kg/m3,压缩强度为10~12KPa,压缩50%后回复率大于等于95%。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种组合聚醚,其包括下述重量份数的组分:聚醚多元醇100份,催化剂4~6份,泡沫稳定剂2~4份,增溶剂10~15份和水30~35份;
其中,所述聚醚多元醇包括聚醚多元醇A和聚醚多元醇B,所述聚醚多元醇A为30~40份,所述聚醚多元醇B为60~70份;
所述聚醚多元醇A为聚醚多元醇4110、聚醚多元醇MN-500、聚醚多元醇DL-400和聚醚多元醇NJ-8307中的一种或多种;所述聚醚多元醇B为聚醚多元醇330N。
本发明中,所述组合聚醚较佳地由下述重量份数的组分组成:所述聚醚多元醇100份、所述催化剂4~6份,所述泡沫稳定剂2~4份,所述增溶剂10~15份和所述水30~35份。
本发明中,所述组合聚醚较佳地包括下述重量份数的组分:所述聚醚多元醇100份,所述催化剂5~6份、所述泡沫稳定剂2.5~3份、所述增溶剂12~13份和所述水32~33份。
本发明中,所述聚醚多元醇中,所述聚醚多元醇A较佳地为30~35份,所述聚醚多元醇B较佳地为65~70份。
所述聚醚多元醇4110购于句容宁武化工有限公司;其水分为0.15%,酸值为0.15mgKOH/g,羟值为410~450mgKOH/g,粘度为2500~3500mPa·s(25℃)。所述聚醚多元醇330N购于山东蓝星东大化工有限责任公司;其水分为0.15%,酸值为0.15mgKOH/g,羟值为32~36mgKOH/g,粘度为800~1000mPa·s(25℃)。所述聚醚多元醇MN-500购于山东蓝星东大化工有限责任公司;其水分为0.1%,酸值为0.15mgKOH/g,羟值为330~350mgKOH/g,粘度为200~400mPa·s(25℃)。所述聚醚多元醇DL-400购于山东蓝星东大化工有限责任公司;其水分为0.15%,酸值为0.15mgKOH/g,羟值为270~290mgKOH/g,粘度为60~80mPa·s(25℃)。所述聚醚多元醇NJ-8307购于句容宁武化工有限公司;其水分≤0.1%,羟值为330~370mgKOH/g,粘度为2000~4000mPa·s(25℃)。
本发明中,所述催化剂可为本领域常规使用的催化剂,较佳地为PT303、N,N-二甲基环己烷、Dabco BX405和三亚乙基二胺中的两种或两种以上。所述PT303、所述N,N-二甲基环己烷、所述Dabco BX405和所述三亚乙基二胺均购于气体化工产品(中国)投资有限公司。所述催化剂的复配比例可根据实际需求进行本领域常规选择。
本发明中,所述泡沫稳定剂可为本领域常规使用的泡沫稳定剂,较佳地为B8525和/或L-580。所述B8525和所述L-580均购于赢创德固赛(中国)有限公司。
本发明中,所述增溶剂可为本领域常规使用的增溶剂,较佳地为增溶剂TX-10。所述增溶剂TX-10购于德国汉姆公司。
本发明中,所述水的作用为发泡剂,较佳地为去离子水。
本发明中,所述组合聚醚较佳地还可包括阻燃剂和/或抗静电剂。所述阻燃剂或所述抗静电剂可为本领域常规使用的阻燃剂或抗静电剂。
本发明的组合聚醚可根据本领域的常规方法进行制备,一般将上述各组分按其重量份数在常温下搅拌,混合均匀即可。
本发明还提供了一种聚氨酯原料组合物,其包括所述的组合聚醚以及异氰酸酯。
本发明中,所述的异氰酸酯可为本领域常规使用的异氰酸酯,较佳地为异氰酸酯44V20、异氰酸酯TDI和异氰酸酯PAPI中的一种或多种,更佳地为异氰酸酯PAPI。所述异氰酸酯PAPI购于德国拜耳公司。所述异氰酸酯44V20和所述异氰酸酯TDI均购于烟台万华。
本发明中,所述的组合聚醚与所述的异氰酸酯的质量比为本领域常规,较佳地为1:0.8~1:1.2,更佳地为1:1。
本发明还提供了一种超低密度聚氨酯泡沫的制备方法,其包括以下步骤:将所述聚氨酯原料组合物混合均匀,发泡,即可。
本发明中,所述混合的方法和条件为本领域常规的方法和条件,所述混合的温度为本领域常规,较佳地为20~25℃。所述混合的操作较佳地按下述步骤进行:在转速2000~4000r/min下搅拌5~10s,更佳地按下述步骤进行:在转速3000r/min下搅拌8s。
本发明中,所述发泡的方法和条件为本领域常规的方法和条件,一般是室温下自由发泡成型。
本发明还提供了一种由上述制备方法制得的超低密度聚氨酯泡沫。
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:
本发明的组合聚醚的粘度为465~500mPa·s(25℃),储存稳定性大于3个月,解决了传统超低密度包装料用组合料粘度高、储存稳定性差的问题。
本发明的超低密度聚氨酯泡沫为全水超低密度包装材料,有效降低了产品使用成本,其密度为4~6kg/m3,压缩强度为10~12KPa,压缩50%后回复率大于等于95%;其采用水作为化学发泡剂,水用量可达30~35份/100聚醚多元醇,在反应过程中释放CO2,其臭氧消潜值(ODP)为零,无臭氧层破坏效应,无毒副作用,所得聚氨酯泡沫无烧心、鼓泡现象。
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。
若无特殊情况,下述实施例中所述的份数均为重量份数。
下述实施例及对比例中,聚醚多元醇4110购于句容宁武化工有限公司;其水分为0.15%,酸值为0.15mgKOH/g,羟值为410~450mgKOH/g,粘度为2500~3500mPa·s(25℃)。聚醚多元醇330N购于山东蓝星东大化工有限责任公司;其水分为0.15%,酸值为0.15mgKOH/g,羟值为32~36mgKOH/g,粘度为800~1000mPa·s(25℃)。聚醚多元醇MN-500购于山东蓝星东大化工有限责任公司;其水分为0.1%,酸值为0.15mgKOH/g,羟值为330~350mgKOH/g,粘度为200~400mPa·s(25℃)。聚醚多元醇DL-400购于山东蓝星东大化工有限责任公司;其水分为0.15%,酸值为0.15mgKOH/g,羟值为270~290mgKOH/g,粘度为60~80mPa·s(25℃)。聚醚多元醇NJ-8307购于句容宁武化工有限公司;其水分≤0.1%,羟值为330~370mgKOH/g,粘度为2000~4000mPa·s(25℃)。PT303、N,N-二甲基环己烷、DabcoBX405和三亚乙基二胺均购于气体化工产品(中国)投资有限公司;B8525和L-580均购于赢创德固赛(中国)有限公司;增溶剂TX-10购于德国汉姆公司;异氰酸酯PAPI购于德国拜耳公司;异氰酸酯44V20和异氰酸酯TDI均购于烟台万华;异氰酸酯PAPI购于德国拜耳公司。
实施例1
表1
(1)组合聚醚的制备方法:
本实施例的组合聚醚的各组分用量如表1所示。
将聚醚多元醇4410,330N、DL-400至于反应釜中,依次加入催化剂PT303、N,N-二甲基环己烷、Dabco BX405、增溶剂TX-10、L-580和去离子水,搅拌1h即得。
(2)超低密度聚氨酯泡沫的制备方法:
取1份上述组合聚醚与1份异氰酸酯PAPI至于聚四氟乙烯杯中,控制料温25℃,以3000r/min的转速搅拌8s,在室温条件下自由发泡成型后,即得。
实施例2
(1)组合聚醚的制备方法:
本实施例的组合聚醚的各组分用量如表1所示。
将聚醚多元醇4410,330N、MN-500至于反应釜中,依次加入催化剂PT303、三亚乙基二胺、Dabco BX405、增溶剂TX-10、L-580、B8525和去离子水,搅拌1h即得;
(2)超低密度聚氨酯泡沫的制备方法:
取1份上述组合聚醚与1份异氰酸酯PAPI至于聚四氟乙烯杯中,控制料温25℃,以3000r/min的转速搅拌5s,在室温条件下自由发泡成型后,即得。
实施例3
(1)组合聚醚的制备方法:
本实施例的组合聚醚的各组分用量如表1所示。
将聚醚多元醇NJ8307,330N、MN-500至于反应釜中,依次加入催化剂PT303、DabcoBX405、增溶剂TX-10、B8525、L-580和去离子水,搅拌1h即得。
(2)超低密度聚氨酯泡沫的制备方法:
取1份上述组合聚醚与1份异氰酸酯PAPI至于聚四氟乙烯杯中,控制料温25℃,以3000r/min的转速搅拌6s,在室温条件下自由发泡成型后,即得。
实施例4
(1)组合聚醚的制备方法:
本实施例的组合聚醚的各组分用量如表1所示。
将聚醚多元醇330N,MN-500、DL-400至于反应釜中,依次加入催化剂PT303、三亚乙基二胺、N,N-二甲基环己烷、增溶剂TX-10、L-580、B8525和去离子水,搅拌1h即得。
(2)超低密度聚氨酯泡沫的制备方法:
取1份上述组合聚醚与1份异氰酸酯PAPI至于聚四氟乙烯杯中,控制料温25℃,以3000r/min的转速搅拌10s,在室温条件下自由发泡成型后,即得。
实施例5
本实施例的组合聚醚的各组分用量与实施例4相同,除此之外,还加入阻燃剂磷酸酯类阻燃剂(添加量为3%,百分比为相对于组合聚醚总量的重量百分比),在常温下搅拌均匀,得组合聚醚。
将上述组合聚醚1份与0.8份异氰酸酯44V20至于聚四氟乙烯杯中,控制料温25℃,以3000r/min的转速搅拌10s,在室温条件下自由发泡成型后,即得超低密度聚氨酯泡沫。
实施例6
将实施例4的组合聚醚1份与1.2份异氰酸酯TDI至于聚四氟乙烯杯中,控制料温25℃,以3000r/min的转速搅拌10s,在室温条件下自由发泡成型后,即得超低密度聚氨酯泡沫。
对比例1~3
对比例1~3的组合聚醚的各组分用量均如表1所示。对比例1~3的组合聚醚的制备方法与上述实施例2相同,根据本领域常规,在室温下混合均匀即可。
对比例1~3中聚氨酯泡沫的制备方法与实施例2中超低密度聚氨酯泡沫的制备方法相同。
效果实施例1
将上述实施例1~4、对比例1~3制得的组合聚醚、超低密度聚氨酯泡沫进行性能测试,具体的测试数据如表2所示。测试标准:组合聚醚粘度根据GB/T12008.8-92方法测试,泡沫密度根据GB/T6343-95方法测试,压缩强度根据GB/T8813-88方法测试,回复率根据GB/T 10653-2001方法测试。
表2
实施例5~6所得的聚氨酯泡沫与实施例4的聚氨酯泡沫的性能相一致。
由上述数据可知,对比例1~3中,由于各组分用量不在本发明的限定范围内,制得的组合聚醚的稳定性较差,泡沫密度大于本发明实施例1~4泡沫的泡沫密度,压缩50%回复率小于本发明实施例1~4泡沫的回复率。
Claims (12)
1.一种组合聚醚,其特征在于,其包括下述重量份数的组分:聚醚多元醇100份,催化剂4~6份,泡沫稳定剂2~4份,增溶剂10~15份和水30~35份;
其中,所述聚醚多元醇包括聚醚多元醇A和聚醚多元醇B,所述聚醚多元醇A为30~40份,所述聚醚多元醇B为60~70份;
所述聚醚多元醇A为聚醚多元醇MN-500、聚醚多元醇DL-400和聚醚多元醇NJ-8307中的一种或多种;所述聚醚多元醇B为聚醚多元醇330N。
2.如权利要求1所述的组合聚醚,其特征在于,所述组合聚醚由下述重量份数的组分组成:所述聚醚多元醇100份、所述催化剂4~6份,所述泡沫稳定剂2~4份,所述增溶剂10~15份和所述水30~35份。
3.如权利要求1或2所述的组合聚醚,其特征在于,所述组合聚醚包括下述重量份数的组分:所述聚醚多元醇100份,所述催化剂5~6份、所述泡沫稳定剂2.5~3份、所述增溶剂12~13份和所述水32~33份。
4.如权利要求3所述的组合聚醚,其特征在于,所述聚醚多元醇A为30~35份,所述聚醚多元醇B为65~70份。
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PT303、N,N-二甲基环己胺、Dabco BX405和三亚乙基二胺中的两种或两种以上;
所述泡沫稳定剂为B8525和/或L-580;
所述增溶剂为增溶剂TX-10;
所述水为去离子水;
和/或,所述组合聚醚还包括阻燃剂和/或抗静电剂。
6.一种聚氨酯原料组合物,其特征在于,其包括如权利要求1~5任一项所述的组合聚醚以及异氰酸酯。
7.如权利要求6所述的聚氨酯原料组合物,其特征在于,所述的异氰酸酯为异氰酸酯44V20、异氰酸酯TDI和异氰酸酯PAPI中的一种或多种;
和/或,所述的组合聚醚与所述的异氰酸酯的质量比为1:0.8~1:1.2。
8.如权利要求7所述的聚氨酯原料组合物,其特征在于,所述的组合聚醚与所述的异氰酸酯的质量比为1:1。
9.一种超低密度聚氨酯泡沫的制备方法,其特征在于,其包括以下步骤:将如权利要求6或7所述的聚氨酯原料组合物混合均匀,发泡,即可。
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述混合的温度为20~25℃;
和/或,所述混合的操作按下述步骤进行:在转速2000~4000r/min下搅拌5~10s。
11.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述混合的操作按下述步骤进行:在转速3000r/min下搅拌8s 。
12.一种如权利要求9-11中任一项所述的制备方法制得的超低密度聚氨酯泡沫。
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