CN1093381A - 超大孔网络状聚氨酯材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可用作过滤材料、吸音材料、导 流材料和内衬材料的超大孔网络状聚氨酯材料的制 备方法。它以端羟基液体聚合物和多异氰酸为主要 原料，它的各组分及其用量的重量份是：端羟基液体 聚合物100；多异氰酸酯40—90；叔胺催化剂0.06— 0.5；醇胺催化剂0—2；锡盐催化剂0.1—0.6；发泡剂 3—7；助发泡剂6—24；泡沫稳定剂0.2—2和适量的 颜料。精确地按各组分用量范围投料，在高速搅拌下 混合均匀后倒入箱体中发泡和凝胶化，再经后熟化即 得到所需材料。

Description

本发明涉及一种高分子材料工程，特别是涉及一种可用作过滤材料，吸音材料、导流材料和内衬材料的聚氨酯材料的制备方法。

美国专利US-3，475，525中公开了一种用热空气除去泡沫孔壁的方法，这种方法解决了因一般生产方法制备的聚氨酯材料孔壁多而造成流体透过时阻力大的问题，在一定程度上改善了平均孔径小于1毫米的大孔聚氨酯泡沫的通透性，但是由于受到泡沫孔径的限制，其通透性仍然适应不了作为过滤材料、吸音材料、导流材料等的应用要求。

本发明的目的是克服上述背景技术的缺点，提供一种通过改变催化剂种类及其用量来调节制造过程中涉及到的发泡和凝胶化这两个主要反应的相对速度，从而能制备出大孔径、粗网络的聚氨酯材料的方法。它能广泛用于对流体通透性要求高的应用领域。例如：尘-气和油-气分离过滤、空调机冷气流分配板、音箱内吸音体以及内衬材料等方面。

本发明的目的可通过如下措施来达到：

包括发泡反应，凝胶化反应和熟化反应的超大孔网络状聚氨酯材料的制备方法，其特征在于：它采用分子量为300-6000、羟值为20-200的端羟基液体聚合物和多异氰酸酯为主要原料，它的各组成及其用量如下：

端羟基液体聚合物  100重量份

多异氰酸酯  46-90重量份

叔胺催化剂  0.06-0.5重量份

醇胺催化剂  0-2重量份

锡盐催化剂  0.1-0.6重量份

发泡剂-水  3-7重量份

助发泡剂  6-24重量份

泡沫稳定剂  0.2-2重量份

颜料  适量;

上述各组成中：

端羟基液体聚合物是指聚醚多元醇或聚酯多元或聚丁二烯多元醇或它们的苯乙烯和丙烯腈接枝物以及它们的混合物;

叔胺催化剂指三乙撑二胺或2，2′-二甲胺基乙醚或三乙胺或N-烷基吗啉或三乙醇胺或二乙醇胺及其混合物;

有机酸锡盐催化剂指二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡及其混合物;

发泡剂为水;

助发泡剂指氟里昂或二氯甲烷，或者是它们与低沸点烷的混合物;

泡沫稳定剂指硅油或含有聚乙二醇或聚乙二醇及聚丙二醇链段的水溶性硅油或含有聚乙二醇链段及有机基团的低分子量化合物;

多异氰酸酯指甲苯二异氰酸酯或二苯甲烷二异氰酸酯以及它们的工业粗产品的混合物或者改性物。

本发明的关键在于通过选择和确定催化剂的种类及其用量来调节制备过程中的发泡和凝胶化这两个主要反应的相对速度，使发泡反应完成时凝胶化反应也相继完成，同时通过选择和确定泡沫稳定剂的种类及其用量，获得适当的泡沫稳定性，使反应体系在发泡过程中，小气泡不断破裂，而互相贯通的大泡孔不断形成，并使气泡的破裂速度与发泡反应及凝胶化反应的速度相匹配。

将各组成精确计量后，按常规方法用高速搅拌机充分混合，然后将混匀的物料倒入箱体中进行发泡反应和凝胶化反应。待这两个反应完成后，放入烘箱加热熟化或者室温熟化。熟化后由箱体中取出，除去表皮即得超大孔，网络状聚氨酯材料。

本发明相比背景技术具有如下优点：

1、本发明所制备的超大孔网络状聚氨酯材料经络直径在0.1-0.8毫米，平均孔径在2-10毫米范围内。

2、由于本发明制备的材料经络较粗，因此该材料强度好。

3、由于本发明制备的材料孔径大，因此它的流体通透性好。它不仅可替代一般的大孔聚氨酯泡沫材料例如车、船内衬材料等，而且还可广泛地用作对流体通透性要求非常高的过滤材料、吸音材料、导流材料等。

4、本发明原料易得、工艺简单。

发明人曾对各组分及其用量作过大量的选择性实验，结合如下实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1：

（1）按下列配方精确计量后，投入高速搅拌机混合：

羟值为56的聚醚三元醇  100克

三乙撑二胺  0.1克

或2，2′-二甲胺基乙醚  0.08克

辛酸亚锡  0.2克

水  6克

氟里昂-11  20克

泡沫稳定剂L-520  0.2克

甲苯二异氰酸酯TDI  73克

立索尔大红  0.5克

上述物料中三乙撑二胺和2，2′-二甲胺基乙醚可任选一种;泡沫稳定剂L-520为美国联合碳化物公司商品牌号，它属于水溶性硅油。

（2）混均的物料立即倒入箱体中进行发泡和凝胶化反应。

（3）反应完成后，放入烘箱加热熟化或室温熟化。

（4）熟化后从箱体中取出，除去表皮即得超大孔网络状聚氨酯材料，其经络直径为0.4毫米，平均孔径为3毫米。

实施例2

（1）按下列配方精确计量后，投入高速搅拌机混合：

聚醚三元醇和羟值28的接枝聚醚的2∶1（重量比）混合物  100克

三乙撑二胺和N-乙基吗啉的1∶2（重量比）混合物  0.2克

辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡的2∶1（重量比）混合物  0.46克

水  5.2克

二氯甲烷和戊烷的1∶1（重量比）混合物  7.5克

泡沫稳定剂L-520  0.4克

脂肪醇聚氧乙烯醚  0.6克

甲苯二异氰酸酯TDI和二苯甲烷二异氰酸酯MDI的7∶3（重量比）混合物  67克

（2）、（3）、（4）同实施例1。

按上述配方制备出来的超大孔网络状聚氨酯材料，其经络直径为0.6毫米，平均孔径为9毫米。

实施例3：

（1）按下列配方精确计量后，投入高速搅拌机混合：

羟值71的端羟基聚丁二烯和羟值56聚醚三元醇的1∶1（重量比）混合物  100克

三乙撑二胺和N-乙基吗啉的1∶2（重量比）混合物  0.2克

二乙醇胺  0.5克

辛酸亚锡  0.3克

水  6.5克

氟里昂-11和石油醚（BP30-60℃）的2∶1（重量比）混合物  12克

泡沫稳定剂L-520和吐温-80的1∶1混合物  0.4克

甲苯二异氰酸酯TDI和二苯甲烷二异氰酸酯MDI的工业粗产品的4∶1（重量比）的混合物  70克

（2）、（3）、（4）同实施例1。

按上述配方制备出来的超大孔网络状聚氨酯材料，其经络直径为0.7毫米，平均孔径为4毫米。

实施例4：

（1）按下列配方精确计量后，投入高速搅拌机混合：

羟值为28的接枝聚醚  100克

三乙撑二胺  0.4克

二月桂酸二丁基锡  0.6克

水  4.6克

二甲基硅油  0.1克

吐温-80  0.6克

氟里昂-11  24克

甲苯二异氰酸酸酯TDI  73克

上述物料吐温-80为含聚乙二醇链段和有机基团的非离子表面活性剂。

（2）、（3）、（4）同实施例1。

按上述配方制备出来的超大孔网络状聚氨酯材料，其经络直径为0.8毫米，平均孔径为3毫米。

Claims (3)

1、包括发泡反应、凝胶化反应和熟化反应的超大孔网络状聚氨酯材料的制备方法，其特征在于：它采用分子量为300-6000、羟值为20-200的端羟基液体聚合物和多异氰酸酯为主要原料，它的各组分及其用量如下：

端羟基液体聚合物  100重量份

多异氰酸酯        46-90重量份

叔胺催化剂        0.06-0.5重量份

醇胺催化剂        0-2重量份

锡盐催化剂        0.1-0.6重量份

发泡剂-水         3-7重量份

助发泡剂          6-24重量份

泡沫稳定剂        0.2-2重量份

颜料              适量；

上述各组成中：

端羟基液体聚合物是指聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚丁二烯多元醇或它们的苯乙烯和丙烯腈接枝物以及它们的混合物；

助发泡剂指二氯甲烷或氟里昂或与低沸点烷烃的混合物，混合的重量比为1∶5-5∶1；

泡沫稳定剂指硅油或含有聚乙二醇或聚乙二醇及聚丙二醇链段的水溶性硅油或含有聚乙二醇链段及有机基团的低分子量化合物；

多异氰酸酯指甲苯二异氰酸酯或二苯甲烷二异氰酸酯以及它们的工业粗产品的混合物或者改性物，混合的重量比为9∶1-6∶4。

2、根据权利要求1所述的超大孔网络状聚氨酯材料的制备方法，其特征在于：叔胺或/和醇胺催化剂指三乙撑二胺或2，2′-二甲胺基乙醚或三乙胺或N-烷基吗啉或三乙醇胺或二乙醇胺及其混合物;有机酸锡盐催化剂指二月桂酸二丁基锡或/和辛酸亚锡及其混合物，混合重量比为5∶1-1∶5。

3、根据权利要求1所述的超大孔网络状聚氨酯材料的制备方法，其特征在于使用含聚乙二醇链段和有机基团的非离子表面活性剂与传统的水溶性硅油或二甲基硅油共同作为泡沫稳定剂。