CN109749613A - 一种环境友好型喷涂用组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合物和制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种组合聚醚，以重量份数为基准计，其包含以下组分：50‑60份聚酯多元醇A、20‑30份聚酯多元醇B、20‑30份聚醚多元醇C、2‑3份泡沫稳定剂、5‑10份催化剂、20‑30份阻燃剂、20‑30份发泡剂和1.0‑1.5份水；其中所述发泡剂为FEA‑1100第四代发泡剂。本申请还涉及上述组合聚醚的制备方法、包含上述组合聚醚的聚氨酯泡沫原料组合物、利用上述组合聚醚和异氰酸酯制备的聚氨酯泡沫及其制备方法。本申请的聚氨酯泡沫制品具有较低的导热系数，较高的高温尺寸稳定性，且对环境友好，无污染。

Description

一种环境友好型喷涂用组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合 物和制备方法

技术领域

本申请涉及聚氨酯和保温材料技术领域，具体来说，本申请涉及一种环境友好型喷涂用组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合物和制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，建筑节能逐渐走进寻常百姓的生活，聚氨酯泡沫作为保温材料在建筑保温领域有着不可替代的优势，施工条件低，墙面平整度低、水平、垂直、弧面墙体均可喷涂施工，相比较聚氨酯泡沫板材产品施工便捷性上优势明显，同时聚氨酯喷涂泡沫又有着绝佳的阻燃性能，在建筑保温节能领域聚氨酯喷涂泡沫越来越不可或缺。

目前在建筑保温领域聚氨酯喷涂大多还在采用HCFC-141b为发泡剂的聚氨酯泡沫作为保温材料。以HFC-245fa、HFC-365mfc为代表的第三代发泡剂因为极高的GWP值在美国、欧盟等发达国家地区逐渐面临淘汰的境地，环戊烷作为一款环保性的发泡剂在聚氨酯保温领域也有着广泛的应用，但是因为其易燃易爆的特性在喷涂领域无法替代HCFC-141b，常规喷涂产品在耐高温方面普遍较差。

因此，开发一款真正环保且施工安全，不易燃易爆的新型发泡剂且性能优异的产品作为喷涂领域用组合聚醚已被提上议程。

发明内容

本申请之目的在于提供一种环境友好型喷涂用组合聚醚，从而解决上述现有技术中的技术问题。具体来说，本申请克服现有技术中在喷涂过程中对环境造成的破坏等问题，且在高温尺寸稳定性方面性能表现优异而提供了一种组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合物和制备方法。本发明的聚氨酯泡沫，采用了本发明的组合聚醚，显著提升了组合聚醚的环保性能,有效的提高了喷涂保温泡沫的尺寸变化率，并提高了泡沫的阻燃性能，本发明采用FEA-1100第四代发泡剂具有零ODP值，GWP值小于10，沸点33℃，不可燃，相比将HCFC-141b导热系数更低等优点，可以有效解决环境污染问题，本发明通过组合聚醚配方有效成分的调节充分发挥FEA-1100作为新型发泡剂的优势，做到真正的环保，节能。

本申请之目的还在于提供一种制备如上所述的组合聚醚的方法。

本申请之目的还在于提供一种包含如上所述的组合聚醚的聚氨酯泡沫原料组合物。

本申请之目的还在于提供一种利用如上所述的聚氨酯泡沫原料组合物制备的聚氨酯泡沫。

为了实现上述目的，本申请提供下述技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种组合聚醚，以重量份数为基准计，其包含以下组分：50-60份聚酯多元醇A、20-30份聚酯多元醇B、20-30份聚醚多元醇C、2-3份泡沫稳定剂、5-10份催化剂、20-30份阻燃剂、20-30份发泡剂和1.0-1.5份水；

其中，所述发泡剂为FEA-1100第四代发泡剂；

所述聚酯多元醇A为粘度为1500-5000mPa·s、羟值为300-330mgKOH/g的聚酯多元醇；

所述聚酯多元醇B为粘度为11000-15000mPa·s、羟值为285-315mgKOH/g的聚酯多元醇；

所述聚醚多元醇C为粘度为13000-20000mPa·s、且羟值为170-210mgKOH/g的阻燃型聚醚多元醇；

所述聚醚多元醇A、所述聚醚多元醇B、所述聚醚多元醇C的粘度均为25℃的粘度。

在第一方面的一种具体实施方式中，所述聚酯多元醇A为斯泰潘(南京)化学有限公司生产的牌号为PS-3020的聚酯多元醇，其水分含量为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚酯多元醇A总质量的百分比；

和/或，所述聚酯多元醇B为爱敬(宁波)化工有限公司生产的牌号为AK POL-5001的聚酯多元醇，其水分含量为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇B总质量的百分比；

和/或，所述聚醚多元醇C为上海东大化学有限公司的牌号为DonFR 901B的阻燃聚醚多元醇，其水分含量为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇C总质量的百分比。

在第一方面的一种具体实施方式中，所述泡沫稳定剂包括硅酮类泡沫稳定剂。

在第一方面的一种具体实施方式中，所述催化剂为PT303、BX405、二丁基锡二月桂酸酯和PT306的混合物。

在第一方面的一种具体实施方式中，以重量份数为基准计，所述催化剂PT303的用量为4-5份；

和/或，所述催化剂BX405的用量为4-5份；

和/或，所述催化剂二丁基锡二月桂酸酯的用量为0.2-0.4份；

和/或，所述催化剂PT306的用量为4-5份。

在第一方面的一种具体实施方式中，所述阻燃剂为磷酸三(1-氯-2-丙基)酯；

和/或所述水为去离子水。

在第一方面的一种具体实施方式中，以重量份数为基准计，所述聚酯多元醇A的用量为50-60份；

和/或，所述聚酯多元醇B的用量为30-40份；

和/或，所述聚醚多元醇C的用量为10-15份；

和/或，所述泡沫稳定剂的用量为2-3份；

和/或，所述阻燃剂的用量为20-30份；

和/或，所述发泡剂的用量为20-30份；

和/或，所述水的用量为1.0-1.5份。

在第二方面中，本申请提供一种制备如第一方面所述的组合聚醚的方法，所述方法包括混合所述组合聚醚的各组分。

在第三方面中，本申请提供一种聚氨酯泡沫原料组合物，其特征在于，所述聚氨酯泡沫原料组合物包含A组分和B组分，其中A组分为如权利要求1-7中任一项所述的组合聚醚；其中B组分为异氰酸酯；且其中所述A组分和B组分的质量比为1:1.0-1:1.1。

在第三方面的一种具体实施方式中，所述A组分和B组分的质量比为1:1.0-1:1.05；

和/或，所述异氰酸酯为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。

在第四方面中，本申请提供一种利用如第三方面所述的聚氨酯泡沫原料组合物制备聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括将所述的A组分和所述的B组分混合，进行喷涂发泡，制得聚氨酯泡沫。

在第四方面的一种具体实施方式中，所述发泡所用仪器为喷涂发泡机。

在第五方面中，本申请提供一种通过如第四方面所述的方法制备的聚氨酯泡沫。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于(1)本发明的聚氨酯泡沫制品相比较常规聚氨酯泡沫制品具有较低的导热系数；(2)本发明的喷涂泡沫制品相比较常规喷涂聚氨酯泡沫制品具有较高的高温尺寸稳定性；(3)本发明的聚氨酯泡沫制品相比较常规喷涂泡沫制品对环境友好，无污染。

具体实施方式

除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适用的情况下，本申请中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。

本申请中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果记载组分、物理或其它性质(如分子量，熔体指数等)是100至1000，意味着明确列举了所有的单个数值，例如100，101,102等，以及所有的子范围，例如100到166,155到170,198到200等。对于包含小于1的数值或者包含大于1的分数(例如1.1，1.5等)的范围，则适当地将1个单位看作0.0001，0.001，0.01或者0.1。对于包含小于10(例如1到5)的个位数的范围，通常将1个单位看作0.1。这些仅仅是想要表达的内容的具体示例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合都被认为清楚记载在本申请中。还应指出，本文中的术语“第一”、“第二”等不限定先后顺序，只是为了区分不同结构的物质。

关于化学化合物使用时，除非明确地说明，否则单数包括所有的异构形式，反之亦然(例如，“己烷”单独地或共同地包括己烷的全部异构体)。另外，除非明确地说明，否则用“一个”，“一种”或“该”形容的名词也包括其复数形式。

术语“包含”，“包括”，“具有”以及它们的派生词不排除任何其它的组分、步骤或过程的存在，且与这些其它的组分、步骤或过程是否在本申请中披露无关。为消除任何疑问，除非明确说明，否则本申请中所有使用术语“包含”，“包括”，或“具有”的组合物可以包含任何附加的添加剂、辅料或化合物。相反，除了对操作性能所必要的那些，术语“基本上由……组成”将任何其他组分、步骤或过程排除在任何该术语下文叙述的范围之外。术语“由……组成”不包括未具体描述或列出的任何组分、步骤或过程。除非明确说明，否则术语“或”指列出的单独成员或其任何组合。

在一种具体实施方式中，本发明提供了一种组合聚醚，其包括如下按照重量份数计的各组分：50-60份聚酯多元醇A、20-30份聚酯多元醇B、20-30份聚醚多元醇C、2-3份泡沫稳定剂、5-10份催化剂、20-30份阻燃剂、20-30份发泡剂和1.0-1.5份水；

所述发泡剂为FEA-1100第四代发泡剂；

所述聚酯多元醇A为粘度为1500-5000mPa·s、羟值为300-330mgKOH/g的聚酯多元醇；

所述聚酯多元醇B为粘度为11000-15000mPa·s、羟值为285-315mgKOH/g的聚酯多元醇；

所述聚醚多元醇C为粘度为13000-20000mPa·s、且羟值为170-210mgKOH/g的阻燃型聚醚多元醇；

所述聚醚多元醇A、所述聚醚多元醇B、所述聚醚多元醇C的粘度均为25℃的粘度。

所述聚醚多元醇A、所述聚醚多元醇B和所述聚酯多元醇C的粘度可分别独立地为本领域常规粘度，例如为动力粘度。所述动力粘度一般采用旋转粘度计测得。

较佳地，所述聚酯多元醇A为斯泰潘(南京)化学有限公司生产的牌号为PS-3020的聚醚多元醇，其水分含量一般为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇A总质量的百分比。

较佳地，所述聚酯多元醇B为爱敬(宁波)化工有限公司生产的牌号为AK POL-5001的聚酯多元醇，其水分含量一般为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇B总质量的百分比。

较佳地，所述聚醚多元醇C为上海东大化学有限公司的牌号为DonFR 901B的阻燃聚醚多元醇，其水分含量一般为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇C总质量的百分比。

所述泡沫稳定剂可为本领域常规的泡沫稳定剂，较佳地为硅酮类泡沫稳定剂。较佳地，所述硅酮类泡沫稳定剂为上海麦豪化工科技有限公司生产的牌号为S-8164的硅酮类泡沫稳定剂。

所述催化剂采用本领域常规的催化剂，较佳地所述催化剂为PT303、BX405二丁基锡二月桂酸酯和PT306的复合催化剂。所述复合催化剂即为PT303、BX405、二丁基锡二月桂酸酯和PT306的的混合物。

所述阻燃剂为市售添加型阻燃剂:磷酸三(1-氯-2-丙基)酯俗称TCPP；

较佳地，所述水为去离子水。

较佳地，所述聚酯多元醇A的用量为50-60份。

较佳地，所述聚酯多元醇B的用量为30-40份。

较佳地，所述聚醚多元醇C的用量为10-15份。

较佳地，所述泡沫稳定剂的用量为2-3份。

较佳地，所述催化剂PT303的用量为4-5份。

较佳地，所述催化剂BX405的用量为4-5份。

较佳地，所述催化剂二丁基锡二月桂酸酯的用量为0.2-0.4份。

较佳地，所述催化剂PT306的用量为4-5份。

较佳地，所述阻燃剂的用量为20-30份。

较佳地，所述发泡剂的用量为20-30份。

较佳地，所述水的用量为1.0-1.5份。

本发明所述组合聚醚可按照本领域常规制备方法进行制备，较佳地，所述混合在具有安全装置的混合容器中进行。较佳地，所述混合容器为混合釜。较佳地，所述混合在不锈钢容器中进行。较佳地，所述混合在搅拌条件下进行。较佳地，所述混合的时间为0.5～1小时，例如0.75小时。

本发明的技术方案之二：

本发明还提供了一种聚氨酯泡沫的原料组合物，其包括A组分和B组分；所述A组分为所述组合聚醚；所述B组分为异氰酸酯；所述A组分和B组分的质量比为1:1.0-1:1.1。

较佳地，所述A组分和B组分的质量比为1:1.0-1:1.05，例如1:1.02。

较佳地，所述异氰酸酯为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(简称聚合MDI)。所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯指纯二苯基甲烷二异氰酸酯与多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物。较佳地，所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的产品中，所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的含量为51.3％，百分比为质量百分比。

较佳地，所述聚合MDI为烟台万华生产的型号为PM200的聚合MDI。

本发明的技术方案之三：

本发明还提供了一种聚氨酯泡沫的制备方法，其包括如下步骤：将所述的A组分和所述的B组分混合，进行喷涂发泡，制得聚氨酯泡沫，即可。

所述聚氨酯泡沫的制备方法的条件可为本领域各种常规条件。

较佳地，所述发泡所用仪器为喷涂发泡机。

本发明的技术方案之四：

本发明还提供了一种由所述聚氨酯泡沫的制备方法所制得的聚氨酯泡沫。

较佳地，所述聚氨酯泡沫为硬质聚氨酯泡沫。

在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

实施例

下面将结合本申请的实施例，对本申请的技术方案进行清楚和完整的描述。如无特别说明，所用的试剂和原材料都可通过商业途径购买。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

以下实施例中所用到的原料来源如下：

聚酯多元醇PS-3020、购于斯泰潘(南京)化学有限公司。

聚酯多元醇AK POL-5001购于爱敬(宁波)化工有限公司。

聚醚多元醇DonFR 901B购于上海东大化学有限公司。

硅酮类泡沫稳定剂S-8164购于上海麦豪化工科技有限公司。

异氰酸酯为聚合MDI，购于烟台万华，型号PM200。

发泡剂FEA-1100采购于杜邦中国集团有限公司。

此外，在下面的实施例中根据以下标准来测定聚氨酯泡沫的性能：

导热系数根据GB/T 10295-2008来测定。

高温尺寸稳定性、低温尺寸稳定性根据GB/T 6342-1996来测定。

压缩强度根据GB/T 8813-2008来测定。

芯部密度根据GB/T 6343-95来测定。

实施例1-3

实施例1-3中组合聚醚的原料组合物及异氰酸酯的各组分的重量份数具体如表1所示。

表1实施例1到实施例3的原料组分配方。

(1)组合聚醚的制备

将除了异氰酸酯以外的其它组分在不锈钢混合釜中均匀混合45min，搅拌均匀即可。

(2)聚氨酯泡沫的制备

按照预定比例，使用喷涂机将所述的组合聚醚(A组分)和异氰酸酯(B组分)均匀喷塑于需要保温的墙体或管道表面即可。

效果实施例

将实施例1-3制成聚氨酯泡沫性能测试结果见下表2。

表2实施例1到实施例3的聚氨酯泡沫性能数据。

由表2可知，本发明所得的聚氨酯泡沫具有较高的高温尺寸稳定性以及更低的导热系数。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。

Claims (13)

1.一种组合聚醚，以重量份数为基准计，其包含以下组分：50-60份聚酯多元醇A、20-30份聚酯多元醇B、20-30份聚醚多元醇C、2-3份泡沫稳定剂、5-10份催化剂、20-30份阻燃剂、20-30份发泡剂和1.0-1.5份水；

其中，所述发泡剂为FEA-1100第四代发泡剂；

所述聚酯多元醇A为粘度为1500-5000mPa·s、羟值为300-330mgKOH/g的聚酯多元醇；

所述聚酯多元醇B为粘度为11000-15000mPa·s、羟值为285-315mgKOH/g的聚酯多元醇；

所述聚醚多元醇C为粘度为13000-20000mPa·s、且羟值为170-210mgKOH/g的阻燃型聚醚多元醇；

所述聚醚多元醇A、所述聚醚多元醇B、所述聚醚多元醇C的粘度均为25℃的粘度。

2.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述聚酯多元醇A为斯泰潘(南京)化学有限公司生产的牌号为PS-3020的聚酯多元醇，其水分含量为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚酯多元醇A总质量的百分比；

和/或，所述聚酯多元醇B为爱敬(宁波)化工有限公司生产的牌号为AK POL-5001的聚酯多元醇，其水分含量为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇B总质量的百分比；

和/或，所述聚醚多元醇C为上海东大化学有限公司的牌号为DonFR 901B的阻燃聚醚多元醇，其水分含量为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇C总质量的百分比。

3.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述泡沫稳定剂包括硅酮类泡沫稳定剂。

4.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述催化剂为PT303、BX405、二丁基锡二月桂酸酯和PT306的混合物。

5.如权利要求4所述的组合聚醚，其特征在于，以重量份数为基准计，所述催化剂PT303的用量为4-5份；

和/或，所述催化剂BX405的用量为4-5份；

和/或，所述催化剂二丁基锡二月桂酸酯的用量为0.2-0.4份；

和/或，所述催化剂PT306的用量为4-5份。

6.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸三(1-氯-2-丙基)酯；

和/或所述水为去离子水。

7.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，以重量份数为基准计，所述聚酯多元醇A的用量为50-60份；

和/或，所述聚酯多元醇B的用量为30-40份；

和/或，所述聚醚多元醇C的用量为10-15份；

和/或，所述泡沫稳定剂的用量为2-3份；

和/或，所述阻燃剂的用量为20-30份；

和/或，所述发泡剂的用量为20-30份；

和/或，所述水的用量为1.0-1.5份。

8.一种制备如权利要求1-7中任一项所述的组合聚醚的方法，所述方法包括混合所述组合聚醚的各组分。

9.一种聚氨酯泡沫原料组合物，其特征在于，所述聚氨酯泡沫原料组合物包含A组分和B组分，其中A组分为如权利要求1-7中任一项所述的组合聚醚；其中B组分为异氰酸酯；且其中所述A组分和B组分的质量比为1:1.0-1:1.1。

10.如权利要求9所述的聚氨酯泡沫原料组合物，其特征在于，所述A组分和B组分的质量比为1:1.0-1:1.05；

和/或，所述异氰酸酯为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。

11.一种利用如权利要求9或10所述的聚氨酯泡沫原料组合物制备聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括将所述的A组分和所述的B组分混合，进行喷涂发泡，制得聚氨酯泡沫。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述发泡所用仪器为喷涂发泡机。

13.一种通过如权利要求11或12所述的方法制备的聚氨酯泡沫。