CN108329448A - 一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、聚氨酯硬质泡沫及其制备和应用 - Google Patents

一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、聚氨酯硬质泡沫及其制备和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、聚氨酯硬质泡沫及其制备和应用。一种组合聚醚，其包括如下各组分：聚醚多元醇、聚酯多元醇、有机硅高沸物醇化物、泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂和发泡剂。本发明的聚氨酯硬质泡沫的原料中添加了有机硅高沸物醇解物，一定程度上解决了有机硅高沸物的回收和处理问题，降低了聚氨酯板材保温材料的生产成本，提高了产品的环保价值；采用水作为发泡剂，制得的产品ODP＝0、GWP＝1，与本领域常规的使用物理发泡剂的产品具有更低的ODP和GWP值，具备了优异的环境友好性能。

Description

一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、聚氨酯硬质泡沫及其制备 和应用
技术领域
本发明涉及聚氨酯领域，具体而言，涉及一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、聚氨酯硬质泡沫及其制备和应用。
背景技术
随着有机硅工业的迅速发展，甲基氯硅烷的产量越来越大，带来了有机硅高沸物的大量产出。有机硅高沸物是生产甲基氯硅烷过程中产生的一种带有刺激性气味和强腐蚀性的高沸点混合物，有机硅高沸物的沸程为80～215℃。有机硅高沸物的处理工艺复杂、商业价值不高等缺点导致了有机硅高沸物的库存积压比较严重，从而产生了严重的安全隐患和环保压力。降低有机硅高沸物的处理成本、增加处理产品的附加值成为了迫切需要解决的问题。将有机硅高沸物醇化物作为聚氨酯板材的添加原料，简化了有机硅高沸物的处理工艺，增加了有机硅高沸物的应用领域和产品附加值。
聚氨酯发泡剂按照发泡原理的不同分为物理发泡剂和化学发泡剂两种，以物理发泡剂的使用最为广泛。第一代物理发泡剂代表产品为CFC-11，但其ODP值较高，具有很强的臭氧层破坏作用，根据《蒙特利尔协定》已经在全球范围内禁止使用。第二代发泡剂的代表产品为HCFC-141b，仍然具备一定的臭氧层破坏作用和温室气体效应，根据《蒙特利尔协定》和《京都议定书》的相关规定，发达国家已经全面禁止使用，发展中国家正在逐步淘汰，且近几年有淘汰速度加快的趋势。目前国内外聚氨酯板材产品生产商主要使用环戊烷作为发泡剂的替代品，但环戊烷的闪点较低易燃易爆，存在较为严重的生产和贮存安全隐患，增加了聚氨酯板材产品的生产成本；另一方面，采用环戊烷作为物理发泡剂的聚氨酯板材产品导热系数偏高，因而保温效果较差。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于解决了有机硅高沸物处理工艺复杂、对环境污染的问题，为有机硅高沸物的处理和利用提供了一个新的途径；解决了采用物理发泡剂导致的臭氧层破坏和温室气体效应以及聚氨酯板材产品导热系数偏高、保温效果差的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种组合聚醚，其包括如下以重量份数计的各组分：
聚醚多元醇 40-60份
聚酯多元醇 20-40份
有机硅高沸物醇化物 10-20份
泡沫稳定剂 1-5份
催化剂 3-8份
阻燃剂 15-30份
发泡剂 3-8份
所述发泡剂为水，优选去离子水。
所述有机硅高沸物醇化物的制备方法包括以下步骤：减压蒸馏取有机硅高沸物140～160℃沸程的馏分，将该馏分与乙醇在80℃的条件下进行回流醇解反应，得到有机硅高沸物醇化物。
所述聚醚多元醇为聚醚多元醇605、聚醚多元醇305、聚醚多元醇4450中的一种或多种；
所述聚酯多元醇为聚酯多元醇PS-2412、聚酯多元醇PS-2002中的一种或其组合；
所述泡沫稳定剂为B8545、LK443中的一种或其组合；泡沫稳定剂B8545购于赢创特种化学(上海)有限公司，泡沫稳定剂LK443购于空气化工产品(中国)投资有限公司。
所述催化剂为A-33、Dabco T-12、DMP-30、N,N-二甲基环己胺、醋酸钾中的一种或多种；
所述阻燃剂为磷酸三(2-氯-1-甲基乙基)酯TCPP。
一种如上述所述的组合聚醚的制备方法，其包括以下步骤：将聚醚多元醇、聚酯多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂和发泡剂充分混合，常温搅拌1.5-2.0小时即可。
一种聚氨酯原料组合物，其包括A组分和B组分，所述A组分为如上述所述的组合聚醚；所述B组分为异氰酸酯；所述A组分和B组分的质量比为1:1.5-2.0，优选为1:1.5。
所述B组分为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，优选PM-200；所述PM-200购于烟台万华聚氨酯股份有限公司。
一种聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其包括以下步骤：将如上述所述的聚氨酯原料组合物中的A组分和B组分混合、发泡、浇注成型。
所述的发泡设备为高压发泡机，物料温度为20-30℃；所述的浇注成型在双履带连续成型机中进行，履带温度为50-60℃。
一种如上述所述的制备方法制得的聚氨酯硬质泡沫。
一种如上述所述的聚氨酯硬质泡沫作为保温板材(如夹芯板、彩钢板、铝箔板、水泥卷纸板等，其厚度为30mm-200mm)在建筑外墙、中央空调管道和冷链运输中的应用，
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的聚氨酯硬质泡沫的原料中添加了有机硅高沸物醇解物，一定程度上解决了有机硅高沸物的回收和处理问题，降低了聚氨酯板材保温材料的生产成本，提高了产品的环保价值；
(2)本发明的聚氨酯硬质泡沫采用水作为发泡剂，制得的产品ODP＝0、GWP＝1，与本领域常规的使用物理发泡剂的产品具有更低的ODP和GWP值，具备了优异的环境友好性能；
(3)本发明的聚氨酯硬质泡沫具有优异的压缩强度、尺寸稳定性和阻燃性等性能，各项指标均符合国家标准GB/T 21558-2008要求；
(4)本发明的聚氨酯原料组合物质量稳定性良好，其制备方法有很强的可操作性，符合聚氨酯保温板材连续化、批量生产的工艺要求；
(5)本发明的聚氨酯硬质泡沫保温板在建筑行业、空调制冷以及冷链运输行业具备广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)A组分的制备：
聚醚多元醇605 30份
聚醚多元醇4450 30份
聚酯多元醇PS-2412 25份
有机硅高沸物醇化物 15份
B8545 1.80份
A-33 1.0份
Dabco T-12 0.12份
DMP-30 1.20份
N,N-二甲基环己胺 0.8份
醋酸钾 0.40份
TCPP 25份
水 5.0份
根据上述配方，将聚醚多元醇、聚酯多元醇、有机硅高沸物醇化物、泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂和发泡剂依次加入反应釜中，常温搅拌1.5h，制得A组分。
(2)B组分为聚合异氰酸酯PM-200。
(3)将A组分和B组分按照1：1.6的质量比混合，制备得到聚氨酯保温板材产品。
实施例2
(1)A组分的制备：
聚醚多元醇605 20份
聚醚多元醇4450 40份
聚酯多元醇PS-2002 30份
有机硅高沸物醇化物 10份
B8545 1.90份
A-33 1.2份
Dabco T-12 0.10份
DMP-30 1.00份
N,N-二甲基环己胺 1.0份
醋酸钾 0.35份
TCPP 22份
水 4.0份
根据上述配方，将聚醚多元醇、聚酯多元醇、有机硅高沸物醇化物、泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂和发泡剂依次加入反应釜中，常温搅拌1.5h，制得A组分。
(2)B组分为聚合异氰酸酯PM-200。
(3)将A组分和B组分按照1：1.5的质量比混合，制备得到聚氨酯保温板材产品。
实施例3
(1)A组分的制备：
聚醚多元醇605 20份
聚醚多元醇4450 40份
聚酯多元醇PS-2412 20份
有机硅高沸物醇化物 20份
B8545 2.0份
A-33 1.1份
Dabco T-12 0.15份
DMP-30 1.10份
N,N-二甲基环己胺 1.2份
醋酸钾 0.32份
TCPP 23份
水 4.5份
根据上述配方，将聚醚多元醇、聚酯多元醇、有机硅高沸物醇化物、泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂和发泡剂依次加入反应釜中，常温搅拌2.0h，制得A组分。
(2)B组分为聚合异氰酸酯PM-200。
(3)将A组分和B组分按照1：1.6的质量比混合，制备得到聚氨酯保温板材产品。
对比例
(1)A组分的制备：
聚醚多元醇605 40份
聚醚多元醇4450 30份
聚酯多元醇PS-2412 30份
B8545 2.0份
A-33 1.1份
Dabco T-12 0.15份
DMP-30 1.10份
N,N-二甲基环己胺 1.2份
醋酸钾 0.32份
TCPP 23份
水 4.5份
根据上述配方，将聚醚多元醇、聚酯多元醇、有机硅高沸物醇化物、泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂和发泡剂依次加入反应釜中，常温搅拌2.0h，制得A组分。
(2)B组分为聚合异氰酸酯PM-200。
(3)将A组分和B组分按照1：1.6的质量比混合，制备得到聚氨酯保温板材产品。
表1为实施例和对比实施例的聚氨酯保温板材的产品性能指标：
性能指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
密度kg/m3 40.8 41.6 41.2 41.5
压缩强度KPa 160 158 165 143
导热系数W/m.K 0.021 0.021 0.021 0.021
吸水率V/V％ 2.8 2.6 2.4 2.5
尺寸稳定性％ 1.1 1.3 1.1 1.1

Claims (10)

1.一种组合聚醚，其特征在于：其包括如下以重量份数计的各组分：
聚醚多元醇 40-60份
聚酯多元醇 20-40份
有机硅高沸物醇化物 10-20份
泡沫稳定剂 1-5份
催化剂 3-8份
阻燃剂 15-30份
发泡剂 3-8份
所述发泡剂为水。
2.根据权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于：所述有机硅高沸物醇化物的制备方法包括以下步骤：减压蒸馏取有机硅高沸物140～160℃沸程的馏分，将该馏分与乙醇在80℃的条件下进行回流醇解反应，得到有机硅高沸物醇化物。
3.根据权利要求1或2所述的组合聚醚，其特征在于：
所述聚醚多元醇为聚醚多元醇605、聚醚多元醇305、聚醚多元醇4450中的一种或多种；
和/或，所述聚酯多元醇为聚酯多元醇PS-2412、聚酯多元醇PS-2002中的一种或其组合；
和/或，所述泡沫稳定剂为B8545、LK443中的一种或其组合；
和/或，所述催化剂为A-33、Dabco T-12、DMP-30、N,N-二甲基环己胺、醋酸钾中的一种或多种；
和/或，所述阻燃剂为TCPP。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的组合聚醚的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：将聚醚多元醇、聚酯多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂和发泡剂充分混合，常温搅拌即可。
5.一种聚氨酯原料组合物，其特征在于：其包括A组分和B组分，所述A组分为如权利要求1-3中任一项所述的组合聚醚；所述B组分为异氰酸酯；所述A组分和B组分的质量比为1:1.5-2.0。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯原料组合物，其特征在于：所述B组分为聚合异氰酸酯PM-200。
7.一种聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：将如权利要求5或6所述的聚氨酯原料组合物中的A组分和B组分混合、发泡、浇注成型。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的发泡设备为高压发泡机，物料温度为20-30℃；所述的浇注成型在双履带连续成型机中进行，履带温度为50-60℃。
9.一种如权利要求7或8所述的制备方法制得的聚氨酯硬质泡沫。
10.一种如权利要求9所述的聚氨酯硬质泡沫作为保温板材在建筑外墙、中央空调管道和冷链运输中的应用。
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