CN107698725A - 一种聚氨酯硬质泡沫 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯硬质泡沫，包括以下重量份的原料制成：发泡剂2‑4份、阻燃剂4‑5份、润湿剂3‑5份、多异氰酸酯1‑3份、粘合剂5‑6份、高顺式顺丁橡胶5‑6份、聚合物多元醇2‑3份、促进剂2‑4份、防老剂5‑7份、增粘树脂3‑4份、无机硅酸盐8‑10份、无机磷酸盐2‑4份、扩链剂3‑4份、催化剂5‑6份和引发剂5‑6份。一种聚氨酯硬质泡沫，严格控制各组份的比重，先将原料分别进行混合，便于后续反应，优化原料配方，使生产出来的聚氨酯硬质泡沫性能更加稳定，本发明的聚氨酯硬质泡沫耐高温、耐低温、耐磨、阻燃、低密度，具有很好的隔热效果，适合作为保温材料，生产工艺简单，生产成本低。

Description

一种聚氨酯硬质泡沫

技术领域

本发明涉及聚氨酯技术领域，尤其涉及一种聚氨酯硬质泡沫。

背景技术

聚氨酯泡沫塑料起始于硬质,开始时用作飞机机件的包芯材料和填充材料、船舶浮力材料和绝热材料,以后逐步推广到其它各方面的应用。软质泡沫出现后其性能超过了泡沫橡胶,作各种垫材和衬里十分合适,从而发展速度大大超过了硬泡,大量代替了木棉、棉絮和其它衬垫材料。1961年,采用蒸汽压较低的聚合多异氰酸酯制备硬质聚氨酯泡沫塑料,提高了硬质泡沫塑料的性能并减少了施工时的毒性,大量地应用于现场喷涂工艺,使硬质泡沫塑料的应用范围得到进一步扩大。

在各类聚氨酯制品中,聚氨酯泡沫塑料是最重要的一部分,它的主要特征是具有多孔性,因而相对密度小,比强度高。根据所用原料不同和配方变化,可制成软质、半硬质和硬质聚氨酷泡沫塑料等几种；若按所用多元醇品种分类可分为聚酯型、聚醚型和蓖麻油型聚氨酯泡沫塑料等；若按其发泡方法分类有块状、模塑和喷涂聚氨酯泡沫塑料等类型。它不像聚乙烯、聚氯乙烯等聚合物那样,需先将单体聚合成粒后,才能加工成制品，聚氨酯直接从单体原料一次加工成聚合物制品,这就省去聚合、分离、精制、挤出、造粒等中间工序。聚氨酯泡沫塑料具有优良的物理机械性能、声学性能、电学性能和耐化学性能,其密度大小及软硬程度均可以随着原料和配方的不同而改变。聚氨酯合成时,还可以通过改变多元醇或多异氰酸酯的化学结构(如官能度、分子量、分子链的大小、结构和形态)、规格、品种等调节配方组合,制出各种性能和用途的终端制品,如导电、导磁、耐高温、耐低温、耐磨、阻燃、高回弹、慢回弹、高密度、低密度、网状泡沫、亲水泡沫等泡沫塑料,满足国民经济中各个工业领域提出的各种技术要求,因此应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济的各个部门,特别在家具、床具、运输、冷藏、建筑、绝热等部门使用得十分普遍,已经成为不可缺少的材料之一。近年来,聚氨酯泡沫塑料又在农业、医药卫生、三废治理、节能、宇宙飞行、国防军事尖端等领域开辟了新的用途,成为塑料中应用范围最广的品种之一。因此,自二十世纪五十年代工业化以来,它的发展一直非常迅速,到目前为止,除聚烯烃、聚氯乙烯、酚醛、氨基塑料等大吨位的塑料品种外,在某些工业发达的国家,聚氨酯泡沫塑料的产量已上升到第六、七位。当今科学技术几乎可以把热塑性和热固性树脂改性并加工成泡沫塑料。传统的聚氨酯硬质泡沫的生产工艺复杂，并且生产出来的聚氨酯硬质泡沫性能不稳定，阻燃性能差，具有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种聚氨酯硬质泡沫。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种聚氨酯硬质泡沫，所述聚氨酯硬质泡沫包括以下重量份的原料制成：发泡剂2-4份、阻燃剂4-5份、润湿剂3-5份、多异氰酸酯1-3份、粘合剂5-6份、高顺式顺丁橡胶5-6份、聚合物多元醇2-3份、促进剂2-4份、防老剂5-7份、增粘树脂3-4份、无机硅酸盐8-10份、无机磷酸盐2-4份、扩链剂3-4份、催化剂5-6份和引发剂5-6份。

优选的，所述无机硅酸盐为硅酸二钙和硅酸三钙的混合物，且硅酸二钙和硅酸三钙的混合比重具体可为2：3。

优选的，所述无机磷酸盐为磷酸二氢盐、磷酸氢盐和正磷酸盐的混合物，并且混合比重可为1：2：2。

优选的，所述粘合剂是硫酸钙、碳酸钙、预胶化淀粉、羧甲基纤维素钠中的一种或几种，所述发泡剂为碳酸氢钠，所述润湿剂为丙二醇和甘油中的至少一种。

优选的，所述高顺式顺丁橡胶中顺式1,4含量为96%～99%，所述多异氰酸酯为多苯基多次甲基多异氰酸酯。

优选的，所述促进剂包括含氮和含硫的有机化合物中的至少一种，所述含氮和含硫的有机化合物包括硫化促进剂H、硫化促进剂D、硫化促进剂TT、硫化促进剂M和二硫代氨基甲酸盐中的至少一种。

优选的，所述增粘树脂具有优良的聚合物相容性，其中增粘树脂中各组份所占比例为：二甲基甲酸树脂60%，酚酞树脂25%，201树脂15%，所述防老剂中各组份所占比例为：防老剂CPPD50%，防老剂RD25%，防老剂D25%，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的一种，所述阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝中的一种。

一种聚氨酯硬质泡沫的制备方法，包括如下步骤：

S1：发泡剂、阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯、粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、促进剂、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂按比例称重量取备用；

S2：将步骤S1中阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯和促进剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.5h-0.6h之间，混合温度控制在45-85摄氏度之间，搅拌机的转速为1000-1200转/分钟，混合结束之后将混合物料收集备用，得到A组份，原料密封保存；

S3：将步骤S1中获得的粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.4h-0.7h之间，混合温度控制在55-75摄氏度之间，搅拌机的转速为1100-1300转/分钟，混合结束之后得到B组份；

S4：将 A 组份和 B 组份混合，进行聚合，得到C组份，然后再向C组份中加入发泡剂，使C组份发泡得到硬质聚氨酯泡沫。

本发明提供的一种聚氨酯硬质泡沫，严格控制各组份的比重，先将原料分别进行混合，便于后续反应，优化原料配方，严格控制生产工艺中的反应温度和反应时间，控制搅拌机机的转速，保证产品生产质量，采用水浴加热的加热方法，容易对水温进行控制，使生产出来的聚氨酯硬质泡沫性能更加稳定，本发明的聚氨酯硬质泡沫耐高温、耐低温、耐磨、阻燃、低密度，具有很好的隔热效果，适合作为保温材料，生产工艺简单，生产成本低。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种聚氨酯硬质泡沫，所述聚氨酯硬质泡沫包括以下重量份的原料制成：发泡剂2份、阻燃剂4份、润湿剂3份、多异氰酸酯1份、粘合剂5份、高顺式顺丁橡胶5份、聚合物多元醇2份、促进剂2份、防老剂5份、增粘树脂3份、无机硅酸盐8份、无机磷酸盐2份、扩链剂3份、催化剂5份和引发剂5份。

所述无机硅酸盐为硅酸二钙和硅酸三钙的混合物，且硅酸二钙和硅酸三钙的混合比重具体可为2：3，所述无机磷酸盐为磷酸二氢盐、磷酸氢盐和正磷酸盐的混合物，并且混合比重可为1：2：2，所述粘合剂是硫酸钙、碳酸钙、预胶化淀粉、羧甲基纤维素钠中的一种或几种，所述发泡剂为碳酸氢钠，所述润湿剂为丙二醇和甘油中的至少一种，所述高顺式顺丁橡胶中顺式1,4含量为96%～99%，所述多异氰酸酯为多苯基多次甲基多异氰酸酯，所述促进剂包括含氮和含硫的有机化合物中的至少一种，所述含氮和含硫的有机化合物包括硫化促进剂H、硫化促进剂D、硫化促进剂TT、硫化促进剂M和二硫代氨基甲酸盐中的至少一种，所述增粘树脂具有优良的聚合物相容性，其中增粘树脂中各组份所占比例为：二甲基甲酸树脂60%，酚酞树脂25%，201树脂15%，所述防老剂中各组份所占比例为：防老剂CPPD50%，防老剂RD25%，防老剂D25%，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的一种，所述阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝中的一种。

一种聚氨酯硬质泡沫的制备方法，包括如下步骤：

S1：发泡剂、阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯、粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、促进剂、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂按比例称重量取备用；

S2：将步骤S1中阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯和促进剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.5h-0.6h之间，混合温度控制在45-85摄氏度之间，搅拌机的转速为1000-1200转/分钟，混合结束之后将混合物料收集备用，得到A组份，原料密封保存；

S3：将步骤S1中获得的粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.4h-0.7h之间，混合温度控制在55-75摄氏度之间，搅拌机的转速为1100-1300转/分钟，混合结束之后得到B组份；

S4：将 A 组份和 B 组份混合，进行聚合，得到C组份，然后再向C组份中加入发泡剂，使C组份发泡得到硬质聚氨酯泡沫。

实施例2

一种聚氨酯硬质泡沫，所述聚氨酯硬质泡沫包括以下重量份的原料制成：发泡剂3份、阻燃剂4.5份、润湿剂4份、多异氰酸酯2份、粘合剂5.5份、高顺式顺丁橡胶5.5份、聚合物多元醇2.5份、促进剂3份、防老剂6份、增粘树脂3.5份、无机硅酸盐9份、无机磷酸盐3份、扩链剂3.5份、催化剂5.5份和引发剂5.5份。

所述无机硅酸盐为硅酸二钙和硅酸三钙的混合物，且硅酸二钙和硅酸三钙的混合比重具体可为2：3，所述无机磷酸盐为磷酸二氢盐、磷酸氢盐和正磷酸盐的混合物，并且混合比重可为1：2：2，所述粘合剂是硫酸钙、碳酸钙、预胶化淀粉、羧甲基纤维素钠中的一种或几种，所述发泡剂为碳酸氢钠，所述润湿剂为丙二醇和甘油中的至少一种，所述高顺式顺丁橡胶中顺式1,4含量为96%～99%，所述多异氰酸酯为多苯基多次甲基多异氰酸酯，所述促进剂包括含氮和含硫的有机化合物中的至少一种，所述含氮和含硫的有机化合物包括硫化促进剂H、硫化促进剂D、硫化促进剂TT、硫化促进剂M和二硫代氨基甲酸盐中的至少一种，所述增粘树脂具有优良的聚合物相容性，其中增粘树脂中各组份所占比例为：二甲基甲酸树脂60%，酚酞树脂25%，201树脂15%，所述防老剂中各组份所占比例为：防老剂CPPD50%，防老剂RD25%，防老剂D25%，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的一种，所述阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝中的一种。

一种聚氨酯硬质泡沫的制备方法，包括如下步骤：

S1：发泡剂、阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯、粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、促进剂、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂按比例称重量取备用；

S2：将步骤S1中阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯和促进剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.5h-0.6h之间，混合温度控制在45-85摄氏度之间，搅拌机的转速为1000-1200转/分钟，混合结束之后将混合物料收集备用，得到A组份，原料密封保存；

S3：将步骤S1中获得的粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.4h-0.7h之间，混合温度控制在55-75摄氏度之间，搅拌机的转速为1100-1300转/分钟，混合结束之后得到B组份；

S4：将 A 组份和 B 组份混合，进行聚合，得到C组份，然后再向C组份中加入发泡剂，使C组份发泡得到硬质聚氨酯泡沫。

实施例3

一种聚氨酯硬质泡沫，所述聚氨酯硬质泡沫包括以下重量份的原料制成：发泡剂4份、阻燃剂5份、润湿剂5份、多异氰酸酯3份、粘合剂6份、高顺式顺丁橡胶6份、聚合物多元醇3份、促进剂4份、防老剂7份、增粘树脂4份、无机硅酸盐10份、无机磷酸盐4份、扩链剂4份、催化剂6份和引发剂6份。

所述无机硅酸盐为硅酸二钙和硅酸三钙的混合物，且硅酸二钙和硅酸三钙的混合比重具体可为2：3，所述无机磷酸盐为磷酸二氢盐、磷酸氢盐和正磷酸盐的混合物，并且混合比重可为1：2：2，所述粘合剂是硫酸钙、碳酸钙、预胶化淀粉、羧甲基纤维素钠中的一种或几种，所述发泡剂为碳酸氢钠，所述润湿剂为丙二醇和甘油中的至少一种，所述高顺式顺丁橡胶中顺式1,4含量为96%～99%，所述多异氰酸酯为多苯基多次甲基多异氰酸酯，所述促进剂包括含氮和含硫的有机化合物中的至少一种，所述含氮和含硫的有机化合物包括硫化促进剂H、硫化促进剂D、硫化促进剂TT、硫化促进剂M和二硫代氨基甲酸盐中的至少一种，所述增粘树脂具有优良的聚合物相容性，其中增粘树脂中各组份所占比例为：二甲基甲酸树脂60%，酚酞树脂25%，201树脂15%，所述防老剂中各组份所占比例为：防老剂CPPD50%，防老剂RD25%，防老剂D25%，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的一种，所述阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝中的一种。

一种聚氨酯硬质泡沫的制备方法，包括如下步骤：

S1：发泡剂、阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯、粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、促进剂、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂按比例称重量取备用；

S2：将步骤S1中阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯和促进剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.5h-0.6h之间，混合温度控制在45-85摄氏度之间，搅拌机的转速为1000-1200转/分钟，混合结束之后将混合物料收集备用，得到A组份，原料密封保存；

S3：将步骤S1中获得的粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.4h-0.7h之间，混合温度控制在55-75摄氏度之间，搅拌机的转速为1100-1300转/分钟，混合结束之后得到B组份；

S4：将 A 组份和 B 组份混合，进行聚合，得到C组份，然后再向C组份中加入发泡剂，使C组份发泡得到硬质聚氨酯泡沫。

本发明提供的一种聚氨酯硬质泡沫，严格控制各组份的比重，先将原料分别进行混合，便于后续反应，优化原料配方，严格控制生产工艺中的反应温度和反应时间，控制搅拌机机的转速，保证产品生产质量，采用水浴加热的加热方法，容易对水温进行控制，使生产出来的聚氨酯硬质泡沫性能更加稳定，本发明的聚氨酯硬质泡沫耐高温、耐低温、耐磨、阻燃、低密度，具有很好的隔热效果，适合作为保温材料，生产工艺简单，生产成本低。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案的发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述聚氨酯硬质泡沫包括以下重量份的原料制成：发泡剂2-4份、阻燃剂4-5份、润湿剂3-5份、多异氰酸酯1-3份、粘合剂5-6份、高顺式顺丁橡胶5-6份、聚合物多元醇2-3份、促进剂2-4份、防老剂5-7份、增粘树脂3-4份、无机硅酸盐8-10份、无机磷酸盐2-4份、扩链剂3-4份、催化剂5-6份和引发剂5-6份。

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述无机硅酸盐为硅酸二钙和硅酸三钙的混合物，且硅酸二钙和硅酸三钙的混合比重具体可为2：3。

3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述无机磷酸盐为磷酸二氢盐、磷酸氢盐和正磷酸盐的混合物，并且混合比重可为1：2：2。

4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述粘合剂是硫酸钙、碳酸钙、预胶化淀粉、羧甲基纤维素钠中的一种或几种，所述发泡剂为碳酸氢钠，所述润湿剂为丙二醇和甘油中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述高顺式顺丁橡胶中顺式1,4含量为96%～99%，所述多异氰酸酯为多苯基多次甲基多异氰酸酯。

6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述促进剂包括含氮和含硫的有机化合物中的至少一种，所述含氮和含硫的有机化合物包括硫化促进剂H、硫化促进剂D、硫化促进剂TT、硫化促进剂M和二硫代氨基甲酸盐中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述增粘树脂具有优良的聚合物相容性，其中增粘树脂中各组份所占比例为：二甲基甲酸树脂60%，酚酞树脂25%，201树脂15%，所述防老剂中各组份所占比例为：防老剂CPPD50%，防老剂RD25%，防老剂D25%，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的一种，所述阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝中的一种。

8.根据权利要求1-7任一项所述的聚氨酯硬质泡沫，其特征在于：所述聚氨酯硬质泡沫的制法包括如下步骤：

S1：发泡剂、阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯、粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、促进剂、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂按比例称重量取备用；

S2：将步骤S1中阻燃剂、润湿剂、多异氰酸酯和促进剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.5h-0.6h之间，混合温度控制在45-85摄氏度之间，搅拌机的转速为1000-1200转/分钟，混合结束之后将混合物料收集备用，得到A组份，原料密封保存；

S3：将步骤S1中获得的粘合剂、高顺式顺丁橡胶、聚合物多元醇、防老剂、增粘树脂、无机硅酸盐、无机磷酸盐、扩链剂、催化剂和引发剂添加至反应釜中，将物料混合充分，混合时间在0.4h-0.7h之间，混合温度控制在55-75摄氏度之间，搅拌机的转速为1100-1300转/分钟，混合结束之后得到B组份；

S4：将 A 组份和 B 组份混合，进行聚合，得到C组份，然后再向C组份中加入发泡剂，使C组份发泡得到硬质聚氨酯泡沫。