CN112521904A - 一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶及其制备方法 - Google Patents

一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶及其制备方法，包含以下质量配比的组分：聚醚多元醇，35～45份；硬泡交联剂3‑7份，催化剂1.5‑2.0份，稳定剂2.5～5.0份，有机磷类阻燃增塑剂25‑40份，二苯基甲烷二异氰酸酯14‑28份，超临界二氧化碳10‑16份，尤其特别适合在冬季严寒的地区的工程使用，使用过程中不会流挂，产品中的压力仍然可以让物料完全喷出，降低损耗，减少浪费，节约成本。

Description

一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶及其制备方法。
背景技术
单组份聚氨酯泡沫胶是一种湿气固化的聚氨酯产品，环保节能，方便，简单使用的建筑材料，产品具有粘结，密封，吸音，隔热，防水等作用，单组份聚氨酯泡沫胶是正常使用温度为5℃～40℃，施工现场及使用环境和场所的温度和适度对产品的性能有很大的影响，合适的温度和极高的湿度，可以得到更好的产品性能。
但是在-30℃～0℃低温的环境中，传统产品会出现一系列的问题：产品的固化速度和抛射剂气化速度会急剧下降，这样就会造成产品打出后流挂严重，根本无法形成泡沫，也就无法起到作用，抛射剂的压力不足会造成瓶中的物料不能喷射完全，甚至无法喷出，有些产品可以做到在0℃～-10℃泡沫固化中产品不出现脆性，或者不起粉，如果是在-30℃环境中会出现固化时间长，出现产品起粉问题，严重影响产品使用，目前单组份聚氨酯泡沫胶使用的催化剂，几乎都是二吗啉二乙基醚(DMDEE)，为了使产品在低温下反应速度加快，都会增加催化剂的用量，但是这种催化剂的用量的增加会对产品的储存性和保质期产生不利的影响，目前市场的气雾剂类单组份聚氨酯使用的其他抛射剂大多是二甲醚，丙丁烷，戊烷，134a等低沸点的有机溶剂，这些溶剂在产品使用过程中，有机挥发气体挥发到空气中，而不能循环使用，既浪费资源，又污染环境，目前市场的气雾剂类单组份聚氨酯都是以750mL的容量为主，物料的重量最多的为725g左右，单支容量小，使用范围非常有限，使用后的包装不可循环使用，浪费大量的资源。
发明内容
针对现有产品存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供在-30℃或-25℃或-28℃或-10℃或0℃均能低温中正常使用，并且具有一定阻燃性能，产品在-30℃～60℃温度环境中使用，可以得到良好粘结性能，优异的阻燃性能；特别是产品在-30℃能够正常使用，产品的不会因为温度很低出现性能问题，节约成本，减少浪费，无VOC排放，绿色节能减排。本产品的产品重量可以根据工程使用的要求，最高重量可以做到7kg，包装材料可以回收循环使用。
为了解决在-30℃～0℃施工使用问题，本发明所采取的技术方案是：一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶，包含以下质量配比的组分：聚醚多元醇40份；硬泡交联剂5份，催化剂1.5-2.0份，稳定剂2.5～5.0份，有机磷类阻燃增塑剂25-40份，二苯基甲烷二异氰酸酯14-28份，超临界二氧化碳10-16份；超临界二氧化碳可以降低聚合物体系的界面张力,对聚合物熔体有很好的增塑作用,因而可以降低聚合物的玻璃化转变温度，具有类似气体的扩散性及液体的溶解能力，同时兼具低粘度，低表面张力，性质介于液体和气体之间的一种状态，对高聚物有很好的溶解能力，扩散系数大、无毒、不燃、化学惰性、无溶剂残留、价廉易得、使用安全、不污染环境等独特优点；
所述聚醚多元醇由聚醚二元醇和聚醚三元醇按1:1比例混合所得，所述聚醚二元醇的羟值为56mgKOH/g，分子量为2000，所述聚醚三元醇的羟值为36mgKOH/g，分子量为5000；此类高活性聚醚具有低羟值，高活性，低VOC，伯羟基含量高达90％，在低温下反应速度快，也可减少催化剂的用量；高活性聚醚三元醇黏度比传统产品使用的聚醚黏度更高一些，此类聚醚可以有效提升产品的拉伸强度和回弹性，具有优异的低温弹性和抗老化性能；所述硬泡交联剂的羟值为800mgKOH/g，官能度为4，25℃黏度为4000mPa·s。
优选的，所述有机磷类阻燃增塑剂为含氮17％，含磷15％，含溴12％，羟值20mgKOH/g，25℃黏度为18mPa·s，沸点210℃。
优选的，稳定剂为有机硅泡沫稳定剂；这种有机硅泡沫稳定剂在低温下依然可以对产品起到乳化作用，起到成核和稳定泡孔的作用。
优选的，催化剂为二吗啉三乙基醚类；主要用于水汽固化单组份聚氨酯泡沫，配入该催化剂产品的存储稳定性比DMDEE好，适当增加此催化剂的用量可以加快产品泡沫的固化速度，而又不会对产品的贮存稳定性产生不利的影响。
优选的，所述单组份聚氨酯泡沫胶能够在温度-30～0℃正常使用。
优选的，一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶制备方法包括如下步骤：
1)将聚醚多元醇，硬泡交联剂，稳定剂，有机磷类阻燃增塑剂，催化剂，按照配比加入到容器内，搅拌均匀，常温搅拌均匀，在搅拌过程中可持续加温，温度控制在45～60℃，得到预聚体；
2)通过灌装设备将步骤1)的预聚体和二苯基甲烷二异氰酸酯按照配比加入到耐高压无缝钢瓶中；
3)通过二氧化碳高压灌装设备将超临界二氧化碳按照配比加入到步骤2)的耐高压无缝钢瓶中，通过摇摆设备使罐中的物料混合均匀，装上把手和喷管等附属设施。
优选的，所述耐高压无缝钢瓶的容量可达到7kg。
本发明的有益效果在于：
1、产品的使用范围更广，尤其特别适合在冬季严寒的地区的工程使用，使用过程中不会流挂，产品中的压力仍然可以让物料完全喷出，降低损耗，减少浪费，节约成本。
2、产品可根据工程使用的要求配制更高的重量，最高可以做到7kg，使用范围大，相比较于700g的普通产品，使用更方便。
3、产品使用耐高压钢瓶，并且可以回收循环使用，普通产品的铁质气雾罐因为回收利用困难，大多被抛弃。
4、产品使用无污染的二氧化碳，无VOC排放，不使用市场上普遍使用的低沸点的有机溶剂，如丙丁烷，二甲醚，戊烷，134a等等。
附图说明
图1为本发明单组份聚氨酯泡沫胶制备方法流程图。
图2为本发明超临界二氧化碳制作流程图。
图3为本发明超临界二氧化碳工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用与限定本发明。
实施例1
按照以下质量分数配比各组分：高活性聚醚三元醇15，高活性聚醚二元醇25，高活性硬泡交联剂5，强发泡催化剂1.5，有机硅泡沫稳定剂2.5，有机磷增塑剂25，在容器中搅拌均匀，配制成混合料；
高活性聚醚三元醇：10LD76E，山东蓝星东大有限公司；
高活性聚醚二元醇：GE-220E，山东蓝星东大有限公司；
高活性硬泡交联剂：GR-403G，山东蓝星东大有限公司；
强发泡催化剂：二吗啉三乙基醚(DMEEG)，江苏溧阳雨田化工有限公司有机硅泡沫稳定剂：Tegostab B8526，赢创工业股份公司
有机磷阻燃增塑剂：FR668，江苏海睿化工有限公司
二苯基甲烷二异氰酸酯：PM2025，烟台万华聚氨酯集团
制备方法：以及二苯基甲烷二异氰酸酯16份，二氧化碳11份，通过气雾剂生产灌装设备，按照组合料，苯基甲烷二异氰酸酯，二氧化碳，顺序加入到耐压钢瓶中，震摇混合均匀，15℃～40℃的环境存放24～48小时就可以做成成品。
实施例2
按照以下质量分数配比各组分：高活性聚醚三元醇17份，高活性聚醚二元醇13份，高活性硬泡交联剂5份，强发泡催化剂1.8份，有机硅泡沫稳定剂3.5份，有机磷增塑剂27份，在容器中搅拌均匀，配制成混合料；
配制好的混合料，以及二苯基甲烷二异氰酸酯19份，二氧化碳14份，通过生产灌装设备，按照组合料，苯基甲烷二异氰酸酯，二氧化碳顺序加入到耐压钢瓶中，震摇混合均匀，15℃～40℃的环境存放24～48小时就可以做成成品。
实施例3
按照以下质量分数配比各组分：高活性聚醚三元醇20份，高活性聚醚二元醇20份，高活性硬泡交联剂5份，强发泡催化剂2份，有机硅泡沫稳定剂5份，有机磷增塑剂30份，在容器中搅拌均匀，配制成混合料；
配制好的组合料，以及二苯基甲烷二异氰酸酯26份，二氧化碳16份，通过生产灌装设备，按照组合料，苯基甲烷二异氰酸酯，二氧化碳顺序加入到耐压钢瓶中，震摇混合均匀，15℃～40℃的环境存放24～48小时就可以做成成品。
产品性能检测：
检测条件：温度-30℃，湿度50％
Figure BDA0002810800620000061
Figure BDA0002810800620000071
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、产品的使用范围更广，尤其特别适合在冬季严寒的地区的工程使用，使用过程中不会流挂，产品中的压力仍然可以让物料完全喷出，降低损耗，减少浪费，节约成本。
2产品可根据工程使用的要求配制更高的重量，最高可以做到7kg，使用范围大，相比较于700g的普通产品，使用更方便。
3、产品使用耐高压钢瓶，并且可以回收循环使用，普通产品的铁质气雾罐因为回收利用困难，大多被抛弃。
4、产品使用无污染的二氧化碳，无VOC排放，不使用市场上普遍使用的低沸点的有机溶剂，如丙丁烷，二甲醚，戊烷，134a等等。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶，其特征在于，包含以下质量配比的组分：聚醚多元醇40份；硬泡交联剂5份，催化剂1.5-2.0份，稳定剂2.5～5.0份，有机磷类阻燃增塑剂25-40份，二苯基甲烷二异氰酸酯14-28份，超临界二氧化碳10-16份，所述聚醚多元醇由聚醚二元醇和聚醚三元醇按1:1比例混合所得，所述聚醚二元醇的羟值为56mgKOH/g，分子量为2000，所述聚醚三元醇的羟值为36mgKOH/g，分子量为5000，所述硬泡交联剂的羟值为800mgKOH/g，官能度为4，25℃黏度为4000mPa·s。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶，其特征在于，所述有机磷类阻燃增塑剂为含氮17％，含磷15％，含溴12％，羟值20mgKOH/g，25℃黏度为18mPa·s，沸点210℃。
3.根据权利要求1所述的一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶，其特征在于，稳定剂为有机硅泡沫稳定剂。
4.根据权利要求1所述的一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶，其特征在于，催化剂为二吗啉三乙基醚类。
5.根据权利要求1所述的一种耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶，其特征在于，所述单组份聚氨酯泡沫胶能够在温度-30～0℃正常使用。
6.根据权利要求1所述的耐低温又阻燃的单组份聚氨酯泡沫胶制备方法包括如下步骤：
1)将聚醚多元醇，硬泡交联剂，稳定剂，有机磷类阻燃增塑剂，催化剂，按照配比加入到容器内，搅拌均匀，常温搅拌均匀，在搅拌过程中可持续加温，温度控制在45～60℃，得到预聚体；
2)通过灌装设备将步骤1)的预聚体和二苯基甲烷二异氰酸酯按照配比加入到耐高压无缝钢瓶中；
3)通过二氧化碳高压灌装设备将超临界二氧化碳按照配比加入到步骤2)的耐高压无缝钢瓶中，通过摇摆设备使罐中的物料混合均匀，装上把手和喷管等附属设施。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述耐高压无缝钢瓶的容量可达到7kg。
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