CN107840938A - 组合聚醚、耐老化全水型泡沫板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于组合聚醚技术领域，具体涉及一种组合聚醚、耐老化全水型泡沫板材及其制备方法。组合聚醚由如下原料制成：聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、聚醚多元醇D、交联剂、抗氧剂、催化剂、泡沫稳定剂、化学发泡剂、阻燃剂、发泡添加剂。本发明组合聚醚制备的全水型泡沫板材也是在常温、常压下进行，工艺简单，易操作，挥发低，无三废，生产周期短，成本低，效率高，耗能低。

Description

组合聚醚、耐老化全水型泡沫板材及其制备方法
技术领域
本发明属于组合聚醚技术领域，具体涉及一种组合聚醚、耐老化全水型泡沫板材及其制备方法。
背景技术
硬泡聚氨酯具有良好的保温隔热性能，同时闭孔率较高，并具备良好的隔绝湿气防霉防潮功能。随着近期节能减排理念全社会的推广，其应用越来越广泛。聚氨酯板材由于具有较好的施工性能，较高的生产效率，其应用范围越加广泛。但在某些领域，例如简易活动板房保温用聚氨酯板材，防盗门隔音隔热用板材，室内装潢保温用板材，地暖隔热用板材等应用方面，其所应用的聚氨酯板材也必须有新的技术指标予以满足。由于该类型的板材所处的环境属于高温或者高氧化环境，聚氨酯材料极易出现老化变脆变粉的情况，同时该类型板材处于人类的居住环境之中，传统聚氨酯板材由于大量使用催化剂与阻燃剂、发泡剂等材料，导致其气味较大，无法满足人居健康环保的设计要求。这也就要求必须提高板材的耐老化性能与低气味性能才能满足行业的需求，同时不断提高产品的竞争力。
目前传统的聚氨酯板材使用的阻燃手段多为使用卤素阻燃剂阻燃，其泡沫燃烧时会产生大量的有毒气体，危及人类生命。同时随着国际环保形势的压力，发泡剂的环保替代也已经迫在眉睫，目前除戊烷替代外新型发泡剂替代技术都不成熟，如何解决发泡剂的环保替代也成为行业内的难题。结合简易活动板房、防盗门隔音隔热用板材，室内装潢保温用板材，地暖隔热用板材等领域对于耐老化性能及低气味型的要求，开发一种耐老化低气温全水板材型组合聚醚，对于响应国家环保政策，提高产品的竞争力具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合聚醚，具备耐老化性能、低气味性能；本发明同时提供了一种耐老化全水型泡沫板材，具有气味性低，耐温100℃的产品优点，同时没有使用含卤素阻燃剂，燃烧不会产生有毒有害气体，特别适合建筑内保温使用，同时解决了全水泡沫发酥发脆的问题，降低了泡沫的导热系数，整体性能具有保温隔热效果好、泡沫强度高等优点；本发明还提供了耐老化全水型泡沫板材的制备方法，科学合理、简单易行。
本发明所述的组合聚醚，由如下重量百分比的原料制成：
所述的聚醚多元醇A为使用季戊四醇作为其中一种或者全部的起始剂，官能度3～4、羟值为30～500mgKOH/g、粘度2000mpas以下的聚醚多元醇；优选高桥石化TAE305，466H。
所述的聚醚多元醇B为官能度3.5～4、羟值为170～500mgKOH/g的腰果壳多元醇；优选Cardolite的GX9103、GX9001LV。
所述的聚醚多元醇C为官能度7～8、羟值为350～400mgKOH/g的蔗糖类多元醇；优选山东一诺威新材料有限公司R370S。
所述的聚醚多元醇D为官能度3.5～4.5、羟值为350～400mgKOH/g、粘度3000mpas以下的聚醚多元醇；优选山东一诺威新材料有限公司R8336。
所述的交联剂为三羟甲基氧化磷或其醚化物，优选湖北兴发化工集团股份公司THPO。
所述的抗氧剂为液态受阻酚类抗氧剂，优选台湾双键Chinox 35。
所述的催化剂为反应型催化剂，催化剂为二甲氨基丙基胺二异丙醇与四甲基二亚丙基三胺的混合物，二者重量比为1:0.3～3.4；二甲氨基丙基胺二异丙醇优选德国汉德尔斯NP10，四甲基二亚丙基三胺优选空气化工PC15。
所述的泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅类表面活性剂，优选AK8805(美思德市售产品)。
所述的化学发泡剂为水，优选去离子水。
所述的阻燃剂为聚磷酸铵APP类无机阻燃剂，优选衢州佳捷助剂公司Exflam201、Exflam204。
所述的发泡添加剂优选3M公司FA188。
采用本发明所述的组合聚醚制备的耐老化全水型泡沫板材，由A组分与B组分组成，A组分与B组分的重量比为1：1.3～1.9；其中，
A组分，以重量百分数计：
B组分为甲基多苯基异氰酸酯与改性黑料DG5412的混合物，二者质量比为1:0.25～1.5。
本发明所述的耐老化全水型泡沫板材的制备方法，步骤如下：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、交联剂、抗氧剂、催化剂、泡沫稳定剂、化学发泡剂、聚醚多元醇C、聚醚多元醇D依次混合，常温搅拌0.5～1小时，装桶为预混料；在实际生产前，加入阻燃剂与发泡添加剂，搅拌10min即可得到A组分；
(2)B组分的制备：甲基多苯基异氰酸酯与改性黑料DG5412混合；
(3)将A组分和B组分通过高压发泡机混合，然后注入模具进行间歇式或连续式生产熟化，最终得到全水型泡沫板材。
本发明所述的耐老化低气味全水板材型组合聚醚，为得到较好的耐老化性能使用了季戊四醇作为起始剂的聚醚，其结构对称性好，选取其不同的分子量搭配使用高官度聚醚与全水聚醚R8336，调节体系的强度与脆性；搭配使用高活性的腰果壳聚醚，其聚醚结构中含有较多的苯环，可以提供一定的阻燃性能；结合使用交联剂THPO，能起到交联作用提高泡沫本身的骨架强度，其中的磷元素会起到很好的阻燃作用，再结合使用聚磷酸铵，可以在不使用卤素元素的情况下得到较好的阻燃性能。由于体系内发泡剂只有化学发泡剂水，容易形成脲键造成泡沫发脆的问题，为解决该问题使用不同分子量的季戊四醇聚醚，同时使用改性黑料DG5412，较好的解决了泡沫发脆的问题。而发泡添加剂FA188的使用，使体系的导热系数降低5％以上。
本发明应用组合聚醚制得的全水型泡沫板材完全达到了GB/T 21558-2008建筑绝热用硬质聚氨酯泡沫塑料的标准要求。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)最终制得的全水型板材耐老化性能好，最终制得的泡沫在100摄氏度烘箱储存3个月，热损值低于3％，适合高温及高氧化的环境使用；
(2)由于体系内使用的聚醚活性较高，同时使用的催化剂为反应型催化剂，且使用量较低，在受热时散发的气味较小，同时没有使用卤素阻燃剂，其燃烧时产生的有毒气体较少，适合建筑内保温使用；
(3)该发明体系内没有使用氟氯类发泡剂，绿色环保，符合国家政策。同时由于选取的特殊起始剂聚醚与含环状结构聚醚的使用，搭配使用发泡添加剂，最终制得的板材导热系数可达到0.023w/(mk)，导热系数较低。
(4)所述的组合聚醚制备的全水型泡沫板材也是在常温、常压下进行，工艺简单，易操作，挥发低，无三废，生产周期短，成本低，效率高，耗能低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
所用原料均为市售产品。
实施例1
(1)制备预混物，分别称量聚醚多元醇A：TAE305(上海高桥石化)：40kg；聚醚多元醇B：GX9103(Cardolite)：40kg；交联剂：THPO(湖北兴发化工集团股份公司)：10kg；抗氧剂：Chinox 35(台湾双键)：5kg；催化剂：二甲氨基丙基胺二异丙醇(汉德尔斯NP10)0.6kg、四甲基二亚丙基三胺(空气化工PC15)2kg；泡沫稳定剂：AK8805(美思德)：2kg；化学发泡剂：水：3.4kg；聚醚多元醇C：R370S(山东一诺威新材料有限公司)：10kg；聚醚多元醇D：R8336(山东一诺威新材料有限公司)：10kg；依次加入反应釜中，在常温下搅拌0.5小时，充分混合装桶得到预混物。同时称取阻燃剂：Exflam201(衢州佳捷助剂公司)：20kg；发泡添加剂：FA188(3M公司)：1.3kg；组合聚醚使用前将阻燃剂与发泡添加剂加入预混物中高速搅拌10min即可得到A组分。
(2)称量组分B：PM200与DG5412按照1:1.5的比例混合，搅拌均匀即可得到B组分。
(3)将组分A与组分B按照重量比1:1.8通过高压机均匀混合，连续式注入模具连续化生产，即可得到耐老化低气味全水型泡沫板材，制得的泡沫产品质量指标见表1。
实施例2
(1)制备预混物，分别称量聚醚多元醇A：466H(上海高桥石化)：20kg；聚醚多元醇B：GX91001LV(Cardolite)：20kg；交联剂：THPO(湖北兴发化工集团股份公司)：3kg；抗氧剂：Chinox 35(台湾双键)：5kg；催化剂：二甲氨基丙基胺二异丙醇(汉德尔斯NP10)1kg、四甲基二亚丙基三胺(空气化工PC15)0.4kg；泡沫稳定剂：AK8805(美思德)：3kg；化学发泡剂：水：4.2kg；聚醚多元醇C：R370S(山东一诺威新材料有限公司)：30kg；聚醚多元醇D：R8336(山东一诺威新材料有限公司)：30kg；依次加入反应釜中，在常温下搅拌0.5小时，充分混合装桶得到预混物。同时称取阻燃剂：Exflam204(衢州佳捷助剂公司)：10kg；发泡添加剂：FA188(3M)：1.8kg；组合聚醚使用前将阻燃剂与发泡添加剂加入预混物中高速搅拌10min即可得到A组分。
(2)称量组分B：PM200与DG5412按照1:0.25的比例混合，搅拌均匀即可得到B组分。
(3)将组分A与组分B按照重量比1:1.3通过高压机均匀混合，注入模具生产，间歇化生产，即可得到耐老化低气味全水型泡沫板材，制得的泡沫产品质量指标见表1。
实施例3
(1)制备预混物，分别称量聚醚多元醇A：466H(上海高桥石化)：20kg；聚醚多元醇B：GX91001LV(Cardolite)：40kg；交联剂：THPO(湖北兴发化工集团股份公司)：5kg；抗氧剂：Chinox 35(台湾双键)：6kg；催化剂：二甲氨基丙基胺二异丙醇(汉德尔斯NP10)0.6kg、四甲基二亚丙基三胺(空气化工PC15)0.6kg；泡沫稳定剂：AK8805(美思德)：3.5kg；化学发泡剂：水：4.3kg；聚醚多元醇C：R370S(山东一诺威新材料有限公司)：20kg；聚醚多元醇D：R8336(山东一诺威新材料有限公司)：20kg；依次加入反应釜中，在常温下搅拌0.5小时，充分混合装桶得到预混物。同时称取阻燃剂：Exflam204(衢州佳捷助剂公司)：13kg；发泡添加剂：FA188(3M)：2.1kg；组合聚醚使用前将阻燃剂与发泡添加剂加入预混物中高速搅拌10min即可得到A组分。
(2)称量组分B：PM200与DG5412按照1:0.3的比例混合，搅拌均匀即可得到B组分。
(3)将组分A与组分B按照重量比1:1.4通过高压机均匀混合，注入模具生产，间歇化生产，即可得到耐老化低气味全水型泡沫板材，制得的泡沫产品质量指标见表1。
表1实施例1～3制备的耐老化低气味全水型板材的质量检测数据
由表1可知：组合聚醚产品使用水作为发泡剂，ODP值为0，对臭氧层无破坏，环保性能优；制得的全水型泡沫板材导热系数低，解决水作为发泡剂导热系数高，拉拔强度低的问题，同时各项指标满足使用要求。

Claims (10)

1.一种组合聚醚，其特征在于由如下重量百分比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于所述的聚醚多元醇A为使用季戊四醇作为其中一种或者全部的起始剂，官能度3～4、羟值为30～500mgKOH/g、粘度2000mpas以下的聚醚多元醇。
3.根据权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于所述的聚醚多元醇B为官能度3.5～4、羟值为170～500mgKOH/g的腰果壳多元醇。
4.根据权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于所述的聚醚多元醇C为官能度7～8、羟值为350～400mgKOH/g的蔗糖类多元醇。
5.根据权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于所述的聚醚多元醇D为官能度3.5～4.5、羟值为350～400mgKOH/g、粘度3000mpas以下的聚醚多元醇。
6.根据权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于所述的交联剂为三羟甲基氧化磷或其醚化物，抗氧剂为液态受阻酚类抗氧剂，催化剂为二甲氨基丙基胺二异丙醇与四甲基二亚丙基三胺的混合物，泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅类表面活性剂，化学发泡剂为水。
7.根据权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于所述的阻燃剂为聚磷酸铵APP类无机阻燃剂。
8.根据权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于所述的发泡添加剂为FA188。
9.一种采用权利要求1-8任一所述的组合聚醚制备的耐老化全水型泡沫板材，其特征在于由A组分与B组分组成，A组分与B组分的重量比为1：1.3～1.9；其中，
A组分，以重量百分数计：
B组分为甲基多苯基异氰酸酯与改性黑料DG5412的混合物，二者质量比为1:0.25～1.5。
10.一种权利要求9所述的耐老化全水型泡沫板材的制备方法，其特征在于步骤如下：
(1)A组分的制备：将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、交联剂、抗氧剂、催化剂、泡沫稳定剂、化学发泡剂、聚醚多元醇C、聚醚多元醇D依次混合，常温搅拌0.5～1小时，装桶为预混料；在实际生产前，加入阻燃剂与发泡添加剂，搅拌10min即可得到A组分；
(2)B组分的制备：甲基多苯基异氰酸酯与改性黑料DG5412混合；
(3)将A组分和B组分通过高压发泡机混合，然后注入模具进行间歇式或连续式生产熟化，最终得到全水型泡沫板材。
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