CN110144036A - 一种全水低密度聚氨酯包装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于聚氨酯技术领域，公开了一种全水低密度聚氨酯包装材料及其制备方法，由A组分和B组分按质量比为1:(1‑2)混合组成。其中A组分由聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、聚醚多元醇Ⅲ、聚醚多元醇Ⅳ、匀泡剂、水、催化剂和增溶剂组成，B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。所制得的组分A环境友好，不含破坏臭氧层的氯氟烃、氢氯氟烃等物质，储存稳定性超过12个月。与多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应，制得的泡沫密度6‑8kg/m3，能够用作包装填充材料。

Description

一种全水低密度聚氨酯包装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯技术领域，特别是涉及一种全水低密度聚氨酯包装材料。
背景技术
随着中国经济的高速发展以及人们对环境保护意识增强，而HCFC-141b对臭氧层有一定的破坏作用，根据《蒙特利尔议定书》的决议，HCFC-141b在欧美等发达国家已停止使用，在第五条款国已经进入了逐步的淘汰阶段。水作为发泡剂，不会对臭氧层造成破坏，是最安全、环保的发泡剂。
聚氨酯可以直接对各种复杂的包装物及模具进行现场浇筑填充，成型快，操作方便，运输方便。而市场上常用的聚苯乙烯泡沫包装材料需要预先在模具中成型，根据包装物品的外形切割成具体的形状，运输极不方便。
市场上常用的全水聚氨酯包装材料，泡沫密度一般8-10kg/m3，其A组份储存稳定性差，易出现分层，易出现烧心、塌泡等现象，极大的限制了在包装行业的应用。
CN108148167A公开了一种全水低密度开孔硬质聚氨酯喷涂泡沫，密度7-16kg/m3，开孔率≥60％，并未提到其保质期，经发明人实验，发现存在保质期短(不足6个月)及需要现场搅拌、不便使用的问题。
CN107915821A公开了一种聚氨酯泡沫及其制备方法，密度6-13kg/m3，并未提到其保质期，经发明人实验，同样发现存在保质期短(不足6个月)及需要现场搅拌、不便使用的问题。
CN106008889B公布了一种包装聚氨酯泡沫材料及其制备方法，密度9-21kg/m3，密度偏高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种全水低密度聚氨酯包装材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：
一种全水低密度聚氨酯包装材料，由A组分和B组分按质量比为1:(1-2)混合组成；
其中，所述的A组分按重量份数计包括：20-35份聚醚多元醇Ⅰ、5-10份聚醚多元醇Ⅱ、5-10份聚醚多元醇Ⅲ、20-35份聚醚多元醇Ⅳ、0.5-1.5份匀泡剂、15-25份水、1-4份催化剂和5-15份增溶剂；
所述的B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
其中，所述的聚醚多元醇Ⅰ为甘油起始剂，粘度为600-1000MPa·s/25℃，羟值为31-37mgKOH/g；
所述的聚醚多元醇Ⅱ为甘油起始剂，粘度为300-500MPa·s/25℃，羟值为200-500mgKOH/g；
所述的聚醚多元醇Ⅲ为丙二醇起始剂，粘度为100-400MPa·s/25℃，羟值为50-120mgKOH/g；
所述的聚醚多元醇Ⅳ为山梨醇类多元醇，官能度为4-5，粘度为2000-3000MPa·s/25℃，羟值为300-500mgKOH/g。
其中，所述的聚醚多元醇Ⅰ为亚东集团的YD-330N、长华化学的CHE-330N、东大一诺威的EP-330NG中的一种或两种以上的组合；
所述的聚醚多元醇Ⅱ为亚东集团的YD-303、天津三石化的TMN-450、句容宁武的NJ3030中的一种或两种以上的组合；
所述的聚醚多元醇Ⅲ为长华化学的CHE-210、CHE-220、佳化化学的JH-210、句容宁武的NJ-210、NJ-220中的一种或两种以上的组合；
所述的聚醚多元醇Ⅳ为亚东集团的YD-6205、句容宁武的NJ-6209或烟台顺达公司的SD1026中的一种或两种以上的组合。
其中，所述的匀泡剂为非水解硅碳类表面活性剂。
其中，所述的匀泡剂为赢创的EP-R-S82、迈图的L580或美思德的AK8818中的一种或两种以上的组合。
其中，所述的水为市政自来水。
其中，所述的催化剂为二甲基乙醇胺DMEA、五甲基二亚乙基三胺PC5、双(二甲氨基乙基)醚70％的一缩二丙二醇溶液A-1、PT303、PT306、三乙希二胺33％的一缩二乙二醇的溶液A33、N，N-二甲基环己胺PC8、N，N-二甲基苄胺BDMA中两种以上的组合。
其中，所述的增溶剂为聚氧乙烯山梨醇酐单油酸脂T-80。
其中，所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯为万华PM200、拜耳44V20、巴斯夫M20S、陶氏MR200或亨斯曼5005中的一种或两种以上的组合。
全水低密度聚氨酯包装材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将20-35份聚醚多元醇Ⅰ、5-10份聚醚多元醇Ⅱ、5-10份聚醚多元醇Ⅲ、20-35份聚醚多元醇Ⅳ、0.5-1.5份匀泡剂、15-25份水、1-4份催化剂和5-15份增溶剂，10-35℃条件下搅拌0.5-1h，制得A组份；
(2)将多亚甲基多苯基多异氰酸酯作为B组分，将步骤(1)的A组分与B组分按照质量比1：(1-2)混合均匀，经过低压或高压聚氨酯发泡机混合发泡。
同现有技术相比，本发明的突出效果在于：
(1)本发明通过聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、聚醚多元醇Ⅲ、聚醚多元醇Ⅳ、匀泡剂、水、催化剂和增溶剂的有效搭配，所制得的组分A，储存稳定性超过12个月。与多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应，制得的泡沫密度6-8kg/m3。
(2)本发明的全水低密度聚氨酯包装材料无需现场搅拌，方便使用。
下面结合具体实施例对本发明的全水低密度聚氨酯包装材料及其制备方法作进一步说明。
具体实施方式
实施例1
一种全水低密度聚氨酯包装材料，由A组分和B组分按质量比约为1:1.3通过低压聚氨酯发泡机发泡形成；
其中，所述的A组分包括：11kg CHE-330N、4kg TMN-450、3kg JH-210、10kg SD-1026、0.7kg EP-R-S82、10kg水、0.3kg DMEA、0.1kg A-1、0.5kg A33、4kg T-80；
所述的B组分为57.2kg PM200。
上述全水低密度聚氨酯包装材料的制备方法，步骤如下：
(1)将11kg CHE-330N、4kg TMN-450、3kg JH-210、10kg SD-1026、0.7kg EP-R-S82、10kg水、0.3kg DMEA、0.1kg A-1、0.5kg A33、4kg T-80，在室温条件下500r/min的转速搅拌1小时，即可得到A组份。
(2)将PM200作为B组份，将步骤(1)的A组份与B组份按照质量比1:1.3混合均匀，经过低压聚氨酯发泡机混合于包装箱中发泡成型。
A组份及低密度聚氨酯泡沫制品具体的测试数据如表1所示。
实施例2
一种全水低密度聚氨酯包装材料，由A组分和B组分按质量比约为1:1.5通过低压聚氨酯发泡机发泡形成；
其中，所述的A组分包括：12kg YD-330N、5kg TMN-450、3kg CHE-220、11kg SD-1026、0.6kg EP-R-S82、9kg水、0.5kg PC5、0.8kg PC-8、0.5kg BDMA、5kg T-80；
所述的B组分为70.5kg PM200。
上述全水低密度聚氨酯包装材料的制备方法，步骤如下：
(1)将12kg YD-330N、5kg TMN-450、3kg CHE-220、11kg SD-1026、0.6kg EP-R-S82、9kg水、0.5kg PC5、0.8kg PC-8、0.5kg BDMA、5kg T-80，在室温条件下500r/min的转速搅拌1小时，即可得到A组份。
(2)将PM200作为B组份，将步骤(1)的A组份与B组份按照质量比1:1.5混合均匀，经过低压聚氨酯发泡机混合于包装箱中发泡成型。
A组份及低密度聚氨酯泡沫制品具体的测试数据如表1所示。
实施例3
一种全水低密度聚氨酯包装材料，由A组分和B组分按质量比约为1:1通过高压聚氨酯发泡机发泡形成；
其中，所述的A组分包括：10kg YD-330N、3kg NJ3030、5kg NJ-210、12kg NJ-6209、0.7kg AK8818、11kg水、0.4kg PT303、0.4kg PC-8、1kg BDMA、5kg T-80；
所述的B组分为49kg M20S。
上述全水低密度聚氨酯包装材料的制备方法，步骤如下：
(1)将10kg YD-330N、3kg NJ3030、5kg NJ-210、12kg NJ-6209、0.7kg AK8818、11kg水、0.4kg PT303、0.4kg PC-8、1kg BDMA、5kg T-80，在室温条件下500r/min的转速搅拌1小时，即可得到A组份。
(2)将M20S作为B组份，将步骤(1)的A组份与B组份按照质量比1:1混合均匀，经过高压聚氨酯发泡机混合于包装箱中发泡成型。
A组份及低密度聚氨酯泡沫制品具体的测试数据如表1所示。
实施例4
一种全水低密度聚氨酯包装材料，由A组分和B组分按质量比约为1:1.4通过高压聚氨酯发泡机发泡形成；
其中，所述的A组分包括：10kg EP-330NG、4kg NJ3030、4kg NJ-220、11kg NJ-6209、0.5kg AK8818、12kg水、0.3kg A-1、0.7kg PT306、0.6kg PC8、6kg T-80；
所述的B组分为68.6kg 5005。
上述全水低密度聚氨酯包装材料的制备方法，步骤如下：
(1)将10kg EP-330NG、4kg NJ3030、4kg NJ-220、11kg NJ-6209、0.5kg AK8818、12kg水、0.3kg A-1、0.7kg PT306、0.6kg PC8、6kg T-80，在室温条件下500r/min的转速搅拌1小时，即可得到A组份。
(2)将5005作为B组份，将步骤(1)的A组份与B组份按照质量比1:1.4混合均匀，经过高压聚氨酯发泡机混合于包装箱中发泡成型。
A组份及低密度聚氨酯泡沫制品具体的测试数据如表1所示。
实施例5
一种全水低密度聚氨酯包装材料，由A组分和B组分按质量比约为1:1.8通过高压聚氨酯发泡机发泡形成；
其中，所述的A组分包括：11kg EP-330NG、3kg YD-303、5kg NJ-220、12kg SD-1026、0.6kg EP-R-S82、8kg水、0.3kg PC5、1.5kg PT306、4kg T-80；
所述的B组分为81kg PM200。
上述全水低密度聚氨酯包装材料的制备方法，步骤如下：
(1)将11kg EP-330NG、3kg YD-303、5kg NJ-220、12kg SD-1026、0.6kg EP-R-S82、8kg水、0.3kg PC5、1.5kg PT306、4kg T-80，在室温条件下500r/min的转速搅拌1小时，即可得到A组份。
(2)将PM200作为B组份，将步骤(1)的A组份与B组份按照质量比1:1.8混合均匀，经过高压聚氨酯发泡机混合于包装箱中发泡成型。
A组份及低密度聚氨酯泡沫制品具体的测试数据如表1所示。
表1
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全水低密度聚氨酯包装材料，其特征在于：由A组分和B组分按质量比为1:(1-2)混合组成；
其中，所述的A组分按重量份数计包括：20-35份聚醚多元醇Ⅰ、5-10份聚醚多元醇Ⅱ、5-10份聚醚多元醇Ⅲ、20-35份聚醚多元醇Ⅳ、0.5-1.5份匀泡剂、15-25份水、1-4份催化剂和5-15份增溶剂；
所述的B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的全水低密度聚氨酯包装材料，其特征在于：所述的聚醚多元醇Ⅰ为甘油起始剂，粘度为600-1000MPa·s/25℃，羟值为31-37mgKOH/g；
所述的聚醚多元醇Ⅱ为甘油起始剂，粘度为300-500MPa·s/25℃，羟值为200-500mgKOH/g；
所述的聚醚多元醇Ⅲ为丙二醇起始剂，粘度为100-400MPa·s/25℃，羟值为50-120mgKOH/g；
所述的聚醚多元醇Ⅳ为山梨醇类多元醇，官能度为4-5，粘度为2000-3000MPa·s/25℃，羟值为300-500mgKOH/g。
3.根据权利要求2所述的全水低密度聚氨酯包装材料，其特征在于：所述的聚醚多元醇Ⅰ为亚东集团的YD-330N、长华化学的CHE-330N、东大一诺威的EP-330NG中的一种或两种以上的组合；
所述的聚醚多元醇Ⅱ为亚东集团的YD-303、天津三石化的TMN-450、句容宁武的NJ3030中的一种或两种以上的组合；
所述的聚醚多元醇Ⅲ为长华化学的CHE-210、CHE-220、佳化化学的JH-210、句容宁武的NJ-210、NJ-220中的一种或两种以上的组合；
所述的聚醚多元醇Ⅳ为亚东集团的YD-6205、句容宁武的NJ-6209或烟台顺达公司的SD1026中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的全水低密度聚氨酯包装材料，其特征在于：所述的匀泡剂为非水解硅碳类表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的全水低密度聚氨酯包装材料，其特征在于：所述的匀泡剂为赢创的EP-R-S82、迈图的L580或美思德的AK8818中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的全水低密度聚氨酯包装材料，其特征在于：所述的水为市政自来水。
7.根据权利要求1所述的全水低密度聚氨酯包装材料，其特征在于：所述的催化剂为二甲基乙醇胺DMEA、五甲基二亚乙基三胺PC5、双(二甲氨基乙基)醚70％的一缩二丙二醇溶液A-1、PT303、PT306、三乙希二胺33％的一缩二乙二醇的溶液A33、N，N-二甲基环己胺PC8、N，N-二甲基苄胺BDMA中两种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的全水低密度聚氨酯包装材料，其特征在于：所述的增溶剂为聚氧乙烯山梨醇酐单油酸脂T-80。
9.根据权利要求1所述的全水低密度聚氨酯包装材料，其特征在于：所述的多亚甲基多苯基多异氰酸酯为万华PM200、拜耳44V20、巴斯夫M20S、陶氏MR200或亨斯曼5005中的一种或两种以上的组合。
10.权利要求1-9任一项所述全水低密度聚氨酯包装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将20-35份聚醚多元醇Ⅰ、5-10份聚醚多元醇Ⅱ、5-10份聚醚多元醇Ⅲ、20-35份聚醚多元醇Ⅳ、0.5-1.5份匀泡剂、15-25份水、1-4份催化剂和5-15份增溶剂，10-35℃条件下搅拌0.5-1h，制得A组份；
(2)将多亚甲基多苯基多异氰酸酯作为B组分，将步骤(1)的A组分与B组分按照质量比1：(1-2)混合均匀，经过低压或高压聚氨酯发泡机混合发泡。
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