CN107163222B - 耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料及其制备方法 - Google Patents

耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于聚氨酯技术领域，具体涉及一种耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料及其制备方法。以官能度为4.5‑6、羟值为450‑480、pH为6.5‑7的聚氧化丙烯多元醇，官能度为3.5‑5.5、羟值为350‑380、pH为6.5‑7的聚氧化丙烯多元醇，官能度为2、羟值为270‑320、pH为6.5‑7的聚酯多元醇和多亚甲基多苯基异氰酸酯为原料制备得到。本发明采用微酸性、中心对称、极性偏弱的聚醚、聚酯相互搭配，同时用环保的甲酸甲酯作为发泡剂，制得的仿木制品密度低、硬度高，储存1个月指标无明显变化，满足聚氨酯仿木材料的性能指标要求，能够用来制备样式复杂的仿木产品，本发明还提供制备方法，科学合理、简单易行。

Description

耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯技术领域，具体涉及一种耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的逐步提高，人们对于木材和木制品的需求量也随之增加，森林资源的过度开采利用，造成生态环境恶化和水土流失，能够用作替代木材的树脂包括聚氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯等，其中，聚氨酯仿木材料具有很高的刚性和机械强度、生产工艺简单、制品外形美观等特点，可以完美代替木材来用作高档制品，因此，聚氨酯仿木材料成为一个阳光、可以有效替代木材的新型功能型材料。
虽然聚氨酯仿木材料性能优异，但是从环保角度来看，还存在一大问题，聚氨酯仿木材料通常分为141B发泡体系和全水发泡体系两类，其中，141B发泡体系为目前的主流体系，但是141B发泡体系不属于环保发泡剂，世界各地都在逐步对其进行限制使用；全水体系泡沫结皮薄、强度低，达不到应用要求，因此，寻求一种环保、泡沫强度高的发泡体系成为当务之急，甲酸甲酯发泡体系可以完全满足以上要求，但甲酸甲酯在常规组合料体系内易分解，本发明提出了一种有效的缓解甲酸甲酯分解的方法，从而制成耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，达到环保、高强度的要求，实现对木材的替代。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，环保，制备得到耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木制品具有密度低、硬度高的特点，储存1个月指标无明显变化，满足聚氨酯仿木材料的性能指标要求，能够用来制备样式复杂的仿木产品；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，以官能度为4.5-6、羟值为450-480、pH为6.5-7的聚氧化丙烯多元醇，官能度为3.5-5.5、羟值为350-380、pH为6.5-7的聚氧化丙烯多元醇，官能度为2、羟值为270-320、pH为6.5-7的聚酯多元醇和多亚甲基多苯基异氰酸酯为原料制备得到。
本发明所述的耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，由A组分和B组分制成，其中：
以重量份数计，A组分包括以下原料：
Figure BDA0001335373650000011
Figure BDA0001335373650000021
其中，聚醚多元醇A、聚醚多元醇B和聚酯多元醇三种原料总重量份数为100份；
聚醚多元醇A为官能度为4.5-6、羟值为450-480、pH为6.5-7的聚氧化丙烯多元醇；
聚醚多元醇B为官能度为3.5-5.5、羟值为350-380、pH为6.5-7的聚氧化丙烯多元醇；
聚酯多元醇为官能度为2、羟值为270-320、pH为6.5-7的聚酯多元醇；
B组分为：多亚甲基多苯基异氰酸酯。
聚醚多元醇A、聚醚多元醇B和聚酯多元醇均以对称结构分子为起始剂，优选地，聚醚多元醇A以山梨醇或二甘醇为起始剂，聚醚多元醇B以山梨醇或二甘醇为起始剂，聚酯多元醇以二元羧酸为起始剂。
聚醚多元醇A优选YNW-482，生产厂家为山东一诺威新材料有限公司。
聚醚多元醇B优选SA-380，生产厂家为山东蓝星东大有限公司。
聚酯多元醇C优选PS-2915生产厂家为南京斯泰潘化学有限公司。
所述的泡沫稳定剂为聚氨酯硬泡硅油，优选AK-8886，生产厂家为江苏美思德化学股份有限公司。
所述的催化剂为N,N-二甲基环己胺(Y-12)、N,N-二甲基苄胺(Y-27)、1,3,5-三(二甲氨基丙基)-六氢化三嗪(PC-41)或五甲基二亚乙基三胺(PC-5)中的一种或多种，生产厂家均为美国空气化工公司。
多亚甲基多苯基异氰酸酯优选为M20S，巴斯夫市售产品。
A组分与B组分的重量比为1:1。
本发明所述的耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚酯多元醇加入反应釜中搅拌，然后加入泡沫稳定剂、甲酸甲酯和催化剂，常温下搅拌，得到A组分；
(2)将A组分与B组分按照重量比为1:1的比例混合进行反应，得到耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料。
步骤(1)中所述的搅拌时间为10-30分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明通过采用微酸性、中心对称、极性偏弱的聚醚多元醇、聚酯多元醇进行相互搭配，同时选取环保的甲酸甲酯作为发泡剂，制备得到耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木制品具有密度低、硬度高的特点，制品在密度为130-150kg/m3，邵氏硬度能够达到D45以上，储存1个月指标无明显变化，满足聚氨酯仿木材料的性能指标要求，能够用来制备样式复杂的仿木产品。
(2)本发明提供其制备方法，科学合理，简单易行。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，包括以下原料：
以重量份数计，A组分：
Figure BDA0001335373650000031
B组分：
巴斯夫M20S。
制备方法如下：
(1)将YNW-482、SA-380、PS-2915加入反应釜中搅拌，然后加入AK-8886、甲酸甲酯、Y-12、Y-27和PC-41，常温下搅拌20min，得到A组分；
(2)将A组分与B组分按照重量比为1:1.0的比例混合进行反应，得到耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，检测结果见表1。
表1实施例1产品检测结果
泡沫密度kg/m<sup>3</sup> 邵氏硬度D
刚生产完 137 46
储存1个月后 141 47
实施例2
一种耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，包括以下原料：
以重量份数计，A组分：
Figure BDA0001335373650000041
B组分：
巴斯夫M20S。
制备方法如下：
(1)将YNW-482、SA-380、PS-2915加入反应釜中搅拌，然后加入AK-8886、甲酸甲酯、PC-5、Y-27和PC-41，常温下搅拌20min，得到A组分；
(2)将A组分与B组分按照重量比为1:1.0的比例混合进行反应，得到耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，检测结果见表2。
表2实施例2产品检测结果
泡沫密度kg/m<sup>3</sup> 邵氏硬度D
刚生产完 140 47
储存1个月后 143 47
实施例3
一种耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，包括以下原料：
以重量份数计，A组分：
Figure BDA0001335373650000042
Figure BDA0001335373650000051
B组分：
巴斯夫M20S。
制备方法如下：
(1)将YNW-482、SA-380、PS-2915加入反应釜中搅拌，然后加入AK-8886、甲酸甲酯、Y-12、Y-27和PC-41，常温下搅拌20min，得到A组分；
(2)将A组分与B组分按照重量比为1:1.0的比例混合进行反应，得到耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，检测结果见表3。
表3实施例3产品检测结果
自由泡密度kg/m<sup>3</sup> 邵氏硬度D
刚生产完 147 49
储存1个月后 151 50
由实施例1-3可知，得到的聚氨酯仿木制品具有密度低、硬度高的特点，完全能够满足仿木制品的要求。

Claims (6)

1.一种耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，其特征在于：由A组分和B组分制成，其中：
以重量份数计，A组分为：
聚醚多元醇A 50-70份，
聚醚多元醇B 20-30份，
聚酯多元醇 10-20份，
泡沫稳定剂 2.0-3.0份，
催化剂 1.5-4份，
甲酸甲酯 2-5份；
其中：
聚醚多元醇A、聚醚多元醇B和聚酯多元醇三种原料总重量份数为100份；
聚醚多元醇A为官能度为4.5-6、羟值为450-480、pH为6.5-7的聚氧化丙烯多元醇；
聚醚多元醇B为官能度为3.5-5.5、羟值为350-380、pH为6.5-7的聚氧化丙烯多元醇；
聚酯多元醇为官能度为2、羟值为270-320、pH为6.5-7的聚酯多元醇；
B组分为：多亚甲基多苯基异氰酸酯；
聚醚多元醇A以山梨醇或二甘醇为起始剂，聚醚多元醇B以山梨醇或二甘醇为起始剂，聚酯多元醇以二元羧酸为起始剂；
聚醚多元醇A为YNW-482，聚醚多元醇B为SA-380，聚酯多元醇C为PS-2915；
催化剂为N,N-二甲基环己胺、N,N-二甲基苄胺、1,3,5-三(二甲氨基丙基)-六氢化三嗪或五甲基二亚乙基三胺中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，其特征在于：泡沫稳定剂为AK-8886。
3.根据权利要求1所述的耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，其特征在于：多亚甲基多苯基异氰酸酯为M20S。
4.根据权利要求1所述的耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料，其特征在于：A组分与B组分的重量比为1:1。
5.一种权利要求1-4任一所述的耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚酯多元醇加入反应釜中搅拌，然后加入泡沫稳定剂、甲酸甲酯和催化剂，常温下搅拌，得到A组分；
(2)将A组分与B组分按照重量比为1:1的比例混合进行反应，得到耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料。
6.根据权利要求5所述的耐储存甲酸甲酯聚氨酯仿木材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的搅拌时间为10-30分钟。
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