CN108017767A - 一种低密度聚氨酯软泡及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低密度聚氨酯软泡，按照重量份数计，其配方为：聚醚多元醇90～95份，聚合物多元醇10～12份，水5～6份，胺类催化剂0.3～0.35份，有机锡催化剂0.5～0.6份，LBA发泡剂13～35份，表面活性剂2.2～2.5份，异氰酸酯65～70份。由于LBA发泡剂为一种绿色环保的液体发泡材料，生产过程中，对工人的工作环境有较大的改善，同时基本不产生大气污染。总体来说，软泡的密度及各项物性指标均符合产品的技术要求，是一款绿色环保的低密度海绵产品。

Description

一种低密度聚氨酯软泡及其制备方法
技术领域
本发明属于海绵发泡技术领域，涉及一种低密度聚氨酯软泡及其制备方法。
背景技术
聚氨酯软泡产品主要原料为聚醚多元醇(PPG)和异氰酸酯(TDI)。通常使用水与-NCO基团反应生成CO2气体来发泡，配合使用二氯甲烷(MC发泡剂)等助发泡剂来生产低密度聚氨酯海绵。针对这两种助发泡剂的环境污染作了很多研究：二氯甲烷的ODP和GWP值较低，但是在美国，二氯甲烷已被确认是一种可疑致癌物，对工人健康的损害和周边环境的影响不可忽视。随着我国环保事业的深入推进，绝不能以牺牲环境为代价来谋求经济发展，因此对聚氨酯软泡行业也提出了绿色环保的更高要求。
霍尼韦尔公司推出的Solst i ce-LBA(反式-1-氯-3，3，3-三氟丙烯)是一种液体卤化烯烃，也称为LBA发泡剂。开发该产品的目的是为了取代应用于硬泡中的HFCs及HCFCs发泡剂。该产品的ODP值为0，GWP值<5，属于非诱变和非致畸物质。LBA发泡剂是一种绿色环保的液体发泡材料，该产品的沸点19℃，二氯甲烷的沸点39.75℃，沸点相差20℃对于发泡过程来说，工艺性与发泡性均有较大的不同。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，通过实验研发，选择合适的催化剂和匀泡剂，优化生产工艺，设计一种利用绿色环保的LBA发泡剂来生产低密度聚氨酯软泡的配方及一步法制备方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种低密度聚氨酯软泡，其特征在于，按照重量份数计，其配方为：
聚醚多元醇90～95份，
聚合物多元醇10～12份，
水5～6份，
胺类催化剂0.3～0.35份，
有机锡催化剂0.5～0.6份，
LBA发泡剂13～35份，
表面活性剂2.2～2.5份，
异氰酸酯65～70份。
其中，聚氨酯软泡的NCO指数115％～118％。
其中，LBA发泡剂的添加量为多元醇类物质总质量的20～50％。
本发明还公开了一种低密度聚氨酯软泡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料的准备：按照配方将所述原料准备好，其中，A组份由聚醚多元醇、聚合物多元醇、水、胺类催化剂、有机锡催化剂、LBA发泡剂、表面活性剂按配方量混合在一起，搅拌30～50s使其充分混合，B组份为单一的异氰酸酯成分；
(2)混合：将步骤(1)准备好的A组份、B组份原料混合，以6000rpm的速度搅拌3～4s；
(3)乳白：将混合物快速倒入模具中，观察其由半透明变至全浑浊、发白的粘稠液体；
(4)凝胶：观察上升的泡沫体停止增长，并有大量气泡从表皮吐出。
步骤(1)中，原料温度18℃～20℃。
步骤(2)中，采用机头搅拌时间3～4s。
步骤(3)中，乳白时间为9～15s。
步骤(4)中，凝胶时间为80～100s。
工艺说明：使用LBA发泡剂1：1取代MC发泡剂，来降低海绵的密度；降低原材料的初始温度，增加催化剂的用量。LBA发泡剂的沸点较低，前期发泡速率比MC发泡剂要快，通过调节提高催化剂的用量以促使凝胶反应加速，防止发泡速率过快导致的开裂甚至塌泡。
在生产工艺上，降低原材料的初始温度来抑制发泡剂的初期损耗。因LBA的沸点仅为19℃，原料初始温度过高会导致反应初期的发泡剂损失过大，进而导致产品发泡倍率不足的弊端。通过降低原材料初始温度来防止LBA发泡剂过早沸腾逸出。
与现有技术相比，本低密度聚氨酯软泡及其生产工艺具有以下优点:由于LBA发泡剂为一种绿色环保的液体发泡材料，生产过程中，对工人的工作环境有较大的改善，同时基本不产生大气污染。总体来说，D15-LBA软泡的密度及各项物性指标均符合产品的技术要求，是一款绿色环保的低密度海绵产品。
具体实施方式
本低密度聚氨酯软泡，按照重量份数计，其配方为：聚醚多元醇90份，聚合物多元醇10份，水5份，胺类催化剂0.35份，有机锡催化剂0.6份，LBA发泡剂25份，表面活性剂2.2份，异氰酸酯65份。
其中，聚氨酯软泡的NCO指数115％。
其中，LBA发泡剂的添加量为多元醇类物质总质量的38％。
本低密度聚氨酯软泡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料的准备：按照配方将所述原料准备好，其中，A组份由聚醚多元醇、聚合物多元醇、水、胺类催化剂、有机锡催化剂、LBA发泡剂、表面活性剂按配方量混合在一起，搅拌30～50s使其充分混合，B组份为单一的异氰酸酯成分；
(2)混合：将步骤(1)准备好的A组份、B组份原料混合，以6000rpm的速度搅拌3～4s；
(3)乳白：将混合物快速倒入模具中，观察其由半透明变至全浑浊、发白的粘稠液体；
(4)凝胶：观察上升的泡沫体停止增长，并有大量气泡从表皮吐出。
步骤(1)中，原料温度18℃～20℃。
步骤(2)中，采用机头搅拌时间3～4s。
步骤(3)中，乳白时间为9～15s。
步骤(4)中，凝胶时间为80～100s。
分别对二氯甲烷和LBA发泡剂生产出来的低密度聚氨酯海绵进行物理性能测试，成品物性测试结果参见表1，D15-MC为采用MC发泡剂发泡而成的聚氨酯软泡，D15-LBA为采用LBA发泡剂发泡而成的聚氨酯软泡。
表1成品物性测试报告
从测试报告中可看出，使用LBA发泡剂的D15-LBA软泡密度符合生产要求，各项物性指标与使用MC作为发泡剂的D15-MC各项物性指标相近，配方中LBA和MC的发泡用量一样，D15-LBA软泡的密度及各项物性指标均符合产品的技术要求，是一款绿色环保的低密度海绵产品。

Claims (8)

1.一种低密度聚氨酯软泡，其特征在于，按照重量份数计，其配方为：
聚醚多元醇90～95份，
聚合物多元醇10～12份，
水5～6份，
胺类催化剂0.3～0.35份，
有机锡催化剂0.5～0.6份，
LBA发泡剂13～35份，
表面活性剂2.2～2.5份，
异氰酸酯65～70份。
2.根据权利要求1所述的低密度聚氨酯软泡，其特征在于，聚氨酯软泡的NCO指数115％～118％。
3.根据权利要求1所述的低密度聚氨酯软泡，其特征在于，LBA发泡剂的添加量为多元醇类物质总质量的20～50％。
4.一种低密度聚氨酯软泡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料的准备：按照配方将所述原料准备好，其中，A组份由聚醚多元醇、聚合物多元醇、水、胺类催化剂、有机锡催化剂、LBA发泡剂、表面活性剂按配方量混合在一起，搅拌30～50s使其充分混合，B组份为单一的异氰酸酯成分；
(2)混合：将步骤(1)准备好的A组份、B组份原料混合，以6000rpm的速度搅拌3～4s；
(3)乳白：将混合物快速倒入模具中，观察其由半透明变至全浑浊、发白的粘稠液体；
(4)凝胶：观察上升的泡沫体停止增长，并有大量气泡从表皮吐出。
5.根据权利要求4所述的低密度聚氨酯软泡的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，原料温度18℃～20℃。
6.根据权利要求4所述的低密度聚氨酯软泡的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，采用机头搅拌时间3～4s。
7.根据权利要求4所述的低密度聚氨酯软泡的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，乳白时间为9～15s。
8.根据权利要求4所述的低密度聚氨酯软泡的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，凝胶时间为80～100s。
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