CN112225859A - 一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂及其制备方法，属于聚氨酯泡沫催化剂领域。一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂，主要包括以下组分：叔胺类化合物、碱石灰、有机酸金属盐；通过在本催化剂中加入碱石灰，碱石灰中主要为氢氧化钠，在对本催化剂的灌装、密封过程中，能够与空气中的酸性气体进行反应，以改善叔胺类化合物的储存环境，更便于叔胺类化合物的储存，且反应后氢氧化钠与酸性气体反应后水解呈碱性，能够提高叔胺类化合物的催化效果，同时，碱石灰中还含有氧化钙，在加工时将催化剂加入到聚氨酯泡沫的生产过程中时，氧化钙能够与聚氨酯泡沫的下端排出的水汽进行反应吸收，降低聚氨酯泡沫下端的水分，以提高聚氨酯泡沫下端硬度。

Description

一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯泡沫催化剂技术领域，尤其涉及一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂及其制备方法。
背景技术
聚氨酯泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物，聚氨酯泡有软泡和硬泡两种，软泡为开孔结构，硬泡为闭孔结构；
在聚氨酯泡沫的生产过程中，通过添加催化剂，能够促进聚氨酯泡沫生产效率，如需要促进异氰酸酯和聚醚或醇的反应，也就是聚氨酯分子链增长和交联的反应，一般选用金属类催化剂，如促进异氰酸酯和水的反应，也就是促进发泡反应，通常情况下选择胺类催化剂如叔胺；
叔胺在保存时需要储存在阴凉干燥处，且需要防酸性的腐蚀，而在灌装及存储时，难免会与空气接触，进而与空气中的酸性气体接触，以腐蚀叔胺，降低叔胺的催化效果，而在聚氨酯泡沫生产时，常常会因为加热而聚氨酯泡沫下部层面排出的水汽与发泡混合物反应，以使得聚氨酯泡沫的下层多孔、发软，影响聚氨酯泡沫的质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决叔胺在保存时需要储存在阴凉干燥处，且需要防酸性的腐蚀，而在灌装及存储时，难免会与空气接触，进而与空气中的酸性气体接触，以腐蚀叔胺，降低叔胺的催化效果，而在聚氨酯泡沫生产时，常常会因为加热而聚氨酯泡沫下部层面排出的水汽与发泡混合物反应，以使得聚氨酯泡沫的下层多孔、发软，影响聚氨酯泡沫的质量的问题，而提出的一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂，主要包括以下组分：叔胺类化合物、碱石灰、有机酸金属盐。
优选的，各组分分数比为：叔胺化合物：8.0-9.0份；碱石灰：0.5-1份；有机酸金属盐：0.1-0.5份。
优选的，所述有机酸金属盐为蓖麻油酸金属盐、二月桂酸亚锡、三新癸酸铋中的一种或多种。
一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，主要包括以下步骤：
S1、制备叔胺类化合物；
S2、制备碱石灰；
S3、将有机酸金属盐及制得的碱石灰添加至叔胺类化合物中，并通过搅拌机对碱石灰与叔胺类化合物的混合物进行搅拌、混合，混合温度为5-20℃，得到催化剂溶液；
S4、通过罐体对制得的催化剂溶液进行灌装、密封。
优选的，步骤S1中在制造叔胺类化合物时，采用将醇和伯胺反应制得叔胺。
优选的，在制备叔胺的过程中，添加Cu或Ni中的一种或几种以催化醇和伯胺的反应。
优选的，步骤S2中制备碱石灰主要包括以下步骤：
A、选取天然碱放入粉碎机中进行粉碎，粉碎后向其中加入水，对粉碎后天然碱进行溶解，并静置12-15小时对溶解后的天然碱进行澄清；
B、将石灰乳加入清液中进行苛化反应；
C、对苛化液澄清后，却所得清液经一次蒸发后，进行过滤以除去杂质盐；
D、滤液经二次蒸发后，再过滤除盐，最后将滤液熬制成碱石灰。
优选的，步骤D中在制成碱石灰后，对碱石灰进行研磨，并对研磨后的碱石灰过筛网筛选得到碱石灰粉末。
优选的，筛网的目数为150-200目。
优选的，步骤S4中所述搅拌机为磁传动化工搅拌机。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂及其制备方法，具备以下有益效果：
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明通过在本催化剂中加入叔胺类化合物，叔胺类化合物能够促进聚氨酯泡沫生产中的异氰酸酯和水的反应，即促进聚氨酯泡沫发泡反应；
通过在本催化剂中加入有机酸金属盐，有机酸金属盐能够促进聚氨酯泡沫生产中的异氰酸酯和聚醚或醇的反应，即聚氨酯分子链增长和交联的反应；
通过在本催化剂中加入碱石灰，碱石灰中主要为氢氧化钠，在对本催化剂的灌装、密封过程中，能够与空气中的酸性气体进行反应，以改善叔胺类化合物的储存环境，更便于叔胺类化合物的储存，且反应后氢氧化钠与酸性气体反应后水解呈碱性，能够提高叔胺类化合物的催化效果，同时，碱石灰中还含有氧化钙，在加工时将催化剂加入到聚氨酯泡沫的生产过程中时，氧化钙能够与聚氨酯泡沫的下端排出的水汽进行反应吸收，降低聚氨酯泡沫下端的水分，以提高聚氨酯泡沫下端硬度，同时反应产物水解呈碱性，进一步促进叔胺类化合物的催化效果。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，主要包括以下步骤：
先制备叔胺类化合物，需要理解的是叔胺类化合物为十二叔胺、十二十四叔胺、双十八叔胺中的一种或几种；
在制备叔胺类化合物时，采用将醇和伯胺反应制得叔胺，并在制备过程中加入Cu和Ni中以催化醇和伯胺的反应，提高反应效率；
然后制备碱石灰，具体制备的操作为：
选取天然碱放入粉碎机中进行粉碎，粉碎后向其中加入水，对粉碎后天然碱进行溶解，并静置12-15小时对溶解后的天然碱进行澄清；将石灰乳加入清液中进行苛化反应；对苛化液澄清后，却所得清液经一次蒸发后，进行过滤以除去杂质盐；滤液经二次蒸发后，再过滤除盐，最后将滤液熬制成碱石灰，并对碱石灰进行研磨，并对研磨后的碱石灰过筛网筛选得到碱石灰粉末，筛网的目数为175目；
然后将有机酸金属盐及制得的碱石灰添加至叔胺类化合物中，其中，叔胺化合物选取8.0份、碱石灰选取0.5份、有机酸金属盐选取0.1份，并通过搅拌机对碱石灰与叔胺类化合物的混合物进行搅拌、混合，混合温度为12.5℃，得到催化剂溶液；
需要理解的是，有机酸金属盐为蓖麻油酸金属盐、二月桂酸亚锡、三新癸酸铋的混合物
然后对制得催化剂溶液进行灌装，在灌装前需要先对罐体中填充保护氮气，以排出罐体中的空气，进而在将催化剂溶液灌装后，能够降低催化剂溶液与空气的接触面积，即空气中的酸性气体不易于与叔胺类化合物接触，对叔胺类化合物进行保护；
通过在本催化剂中加入叔胺类化合物，叔胺类化合物能够促进聚氨酯泡沫生产中的异氰酸酯和水的反应，即促进聚氨酯泡沫发泡反应；
通过在本催化剂中加入有机酸金属盐，有机酸金属盐能够促进聚氨酯泡沫生产中的异氰酸酯和聚醚或醇的反应，即聚氨酯分子链增长和交联的反应；
通过在本催化剂中加入碱石灰，碱石灰中主要为氢氧化钠，在对本催化剂的灌装、密封过程中，能够与空气中的酸性气体进行反应，以改善叔胺类化合物的储存环境，更便于叔胺类化合物的储存，且反应后氢氧化钠与酸性气体反应后水解呈碱性，能够提高叔胺类化合物的催化效果，同时，碱石灰中还含有氧化钙，在加工时将催化剂加入到聚氨酯泡沫的生产过程中时，氧化钙能够与聚氨酯泡沫的下端排出的水汽进行反应吸收，降低聚氨酯泡沫下端的水分，以提高聚氨酯泡沫下端硬度，同时反应产物水解呈碱性，进一步促进叔胺类化合物的催化效果。
实施例2：
一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，主要包括以下步骤：
先制备叔胺类化合物，需要理解的是叔胺类化合物为十二叔胺、十二十四叔胺、双十八叔胺中的一种或几种；
在制备叔胺类化合物时，采用将醇和伯胺反应制得叔胺，并在制备过程中加入Cu和Ni中以催化醇和伯胺的反应，提高反应效率；
然后制备碱石灰，具体制备的操作为：
选取天然碱放入粉碎机中进行粉碎，粉碎后向其中加入水，对粉碎后天然碱进行溶解，并静置12-15小时对溶解后的天然碱进行澄清；将石灰乳加入清液中进行苛化反应；对苛化液澄清后，却所得清液经一次蒸发后，进行过滤以除去杂质盐；滤液经二次蒸发后，再过滤除盐，最后将滤液熬制成碱石灰，并对碱石灰进行研磨，并对研磨后的碱石灰过筛网筛选得到碱石灰粉末，筛网的目数为175目；
然后将有机酸金属盐及制得的碱石灰添加至叔胺类化合物中，其中，叔胺化合物选取9.0份、碱石灰选取1份、有机酸金属盐选取0.5份，并通过搅拌机对碱石灰与叔胺类化合物的混合物进行搅拌、混合，混合温度为12.5℃，得到催化剂溶液；
需要理解的是，有机酸金属盐为蓖麻油酸金属盐、二月桂酸亚锡、三新癸酸铋的混合物
然后对制得催化剂溶液进行灌装，在灌装前需要先对罐体中填充保护氮气，以排出罐体中的空气，进而在将催化剂溶液灌装后，能够降低催化剂溶液与空气的接触面积，即空气中的酸性气体不易于与叔胺类化合物接触，对叔胺类化合物进行保护；
通过在本催化剂中加入叔胺类化合物，叔胺类化合物能够促进聚氨酯泡沫生产中的异氰酸酯和水的反应，即促进聚氨酯泡沫发泡反应；
通过在本催化剂中加入有机酸金属盐，有机酸金属盐能够促进聚氨酯泡沫生产中的异氰酸酯和聚醚或醇的反应，即聚氨酯分子链增长和交联的反应；
通过在本催化剂中加入碱石灰，碱石灰中主要为氢氧化钠，在对本催化剂的灌装、密封过程中，能够与空气中的酸性气体进行反应，以改善叔胺类化合物的储存环境，更便于叔胺类化合物的储存，且反应后氢氧化钠与酸性气体反应后水解呈碱性，能够提高叔胺类化合物的催化效果，同时，碱石灰中还含有氧化钙，在加工时将催化剂加入到聚氨酯泡沫的生产过程中时，氧化钙能够与聚氨酯泡沫的下端排出的水汽进行反应吸收，降低聚氨酯泡沫下端的水分，以提高聚氨酯泡沫下端硬度，同时反应产物水解呈碱性，进一步促进叔胺类化合物的催化效果。
实施例3：
一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，主要包括以下步骤：
先制备叔胺类化合物，需要理解的是叔胺类化合物为十二叔胺、十二十四叔胺、双十八叔胺中的一种或几种；
在制备叔胺类化合物时，采用将醇和伯胺反应制得叔胺，并在制备过程中加入Cu和Ni中以催化醇和伯胺的反应，提高反应效率；
然后制备碱石灰，具体制备的操作为：
选取天然碱放入粉碎机中进行粉碎，粉碎后向其中加入水，对粉碎后天然碱进行溶解，并静置12-15小时对溶解后的天然碱进行澄清；将石灰乳加入清液中进行苛化反应；对苛化液澄清后，却所得清液经一次蒸发后，进行过滤以除去杂质盐；滤液经二次蒸发后，再过滤除盐，最后将滤液熬制成碱石灰，并对碱石灰进行研磨，并对研磨后的碱石灰过筛网筛选得到碱石灰粉末，筛网的目数为175目；
然后将有机酸金属盐及制得的碱石灰添加至叔胺类化合物中，其中，叔胺化合物选取8.5份、碱石灰选取0.75份、有机酸金属盐选取0.35份，并通过搅拌机对碱石灰与叔胺类化合物的混合物进行搅拌、混合，混合温度为12.5℃，得到催化剂溶液；
需要理解的是，有机酸金属盐为蓖麻油酸金属盐、二月桂酸亚锡、三新癸酸铋的混合物
然后对制得催化剂溶液进行灌装，在灌装前需要先对罐体中填充保护氮气，以排出罐体中的空气，进而在将催化剂溶液灌装后，能够降低催化剂溶液与空气的接触面积，即空气中的酸性气体不易于与叔胺类化合物接触，对叔胺类化合物进行保护；
通过在本催化剂中加入叔胺类化合物，叔胺类化合物能够促进聚氨酯泡沫生产中的异氰酸酯和水的反应，即促进聚氨酯泡沫发泡反应；
通过在本催化剂中加入有机酸金属盐，有机酸金属盐能够促进聚氨酯泡沫生产中的异氰酸酯和聚醚或醇的反应，即聚氨酯分子链增长和交联的反应；
通过在本催化剂中加入碱石灰，碱石灰中主要为氢氧化钠，在对本催化剂的灌装、密封过程中，能够与空气中的酸性气体进行反应，以改善叔胺类化合物的储存环境，更便于叔胺类化合物的储存，且反应后氢氧化钠与酸性气体反应后水解呈碱性，能够提高叔胺类化合物的催化效果，同时，碱石灰中还含有氧化钙，在加工时将催化剂加入到聚氨酯泡沫的生产过程中时，氧化钙能够与聚氨酯泡沫的下端排出的水汽进行反应吸收，降低聚氨酯泡沫下端的水分，以提高聚氨酯泡沫下端硬度，同时反应产物水解呈碱性，进一步促进叔胺类化合物的催化效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂，其特征在于，主要包括以下组分：叔胺类化合物、碱石灰、有机酸金属盐。
2.根据权利要求1所述的用于聚氨酯泡沫生产的催化剂及其制备方法，其特征在于，各组分分数比为：
叔胺化合物：8.0-9.0份；
碱石灰：0.5-1份；
有机酸金属盐：0.1-0.5份。
3.根据权利要求1所述的用于聚氨酯泡沫生产的催化剂及其制备方法，其特征在于，所述有机酸金属盐为蓖麻油酸金属盐、二月桂酸亚锡、三新癸酸铋中的一种或多种。
4.一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，其特征在于，采用权利权要求1-3任一项所述的一种用于聚氨酯泡沫生产的催化剂，主要包括以下步骤：
S1、制备叔胺类化合物；
S2、制备碱石灰；
S3、将有机酸金属盐及制得的碱石灰添加至叔胺类化合物中，并通过搅拌机对碱石灰与叔胺类化合物的混合物进行搅拌、混合，混合温度为5-20℃，得到催化剂溶液；
S4、通过罐体对制得的催化剂溶液进行灌装、密封。
5.根据权利要求4所述的用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，其特征在于，步骤S1中在制造叔胺类化合物时，采用将醇和伯胺反应制得叔胺。
6.根据权利要求5所述的用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，其特征在于，在制备叔胺的过程中，添加Cu或Ni中的一种或几种以催化醇和伯胺的反应。
7.根据权利要求3所述的用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，其特征在于，步骤S2中制备碱石灰主要包括以下步骤：
A、选取天然碱放入粉碎机中进行粉碎，粉碎后向其中加入水，对粉碎后天然碱进行溶解，并静置12-15小时对溶解后的天然碱进行澄清；
B、将石灰乳加入清液中进行苛化反应；
C、对苛化液澄清后，却所得清液经一次蒸发后，进行过滤以除去杂质盐；
D、滤液经二次蒸发后，再过滤除盐，最后将滤液熬制成碱石灰。
8.根据权利要求7所述的用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，其特征在于，步骤D中在制成碱石灰后，对碱石灰进行研磨，并对研磨后的碱石灰过筛网筛选得到碱石灰粉末。
9.根据权利要求8所述的用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，其特征在于，筛网的目数为150-200目。
10.根据权利要求4所述的用于聚氨酯泡沫生产的催化剂的其制备方法，其特征在于，步骤S4中所述搅拌机为磁传动化工搅拌机。
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