CN113817129A - 一种新型聚氨酯泡沫材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型聚氨酯泡沫材料，涉及聚氨酯保温材料领域，旨在解决现有技术中一般的聚氨酯保温材料往往保温性能难以满足更高的要求的问题，采用的技术方案是，通过在原料中加入多元醇聚醚与改性异氰酸酯，能够在不改变生产设备和工艺的条件下，使生产出的聚氨酯泡沫在泡沫阻燃性方面有了很大提高，且泡沫导热系数优异，实现极佳的产品保温性能；本发明与现有技术相比，不需改变生产设备和工艺条件，大大提高生产效率，节约生产成本。

Description

一种新型聚氨酯泡沫材料
技术领域
本发明涉及聚氨酯保温材料领域，具体为一种新型聚氨酯泡沫材料。
背景技术
聚氨酯保温材料作为一种常用的保温材料类型，不仅使用范围广泛，且使用量极大，同时，其也常常被用于作为建筑用材料使用。而在使用过程中，其保温性能将大大决定其使用的范围的广泛性，尤其是在一些要求较高的环境中，对其保温性能则会具有更高的要求。
因此，提供一种具有更好的保温性能，相较于一般的聚氨酯保温材料的导热系数更低的新型聚氨酯泡沫材料是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中一般的聚氨酯保温材料往往保温性能难以满足更高的要求的问题，本发明公开了一种新型聚氨酯泡沫材料，采用的技术方案是，包括以下成分：
重量百分比为30-50％，分子量为500-800的蔗糖与环氧乙烷/环氧丙烷加聚物；
重量百分比为14-30％，分子量为500-800的山梨醇与环氧乙烷/环氧丙烷加聚物；
重量百分比为0-20％，分子量为100-300的脂族单胺或脂族二胺或脂族多胺与环氧乙烷/环氧丙烷加聚物；
重量百分比为5-15％，分子量为500-1000的线型聚环氧乙烷/环氧丙烷聚醚；
重量百分比为1-5％，包含至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子、分子量为60-500的其他化合物；
重量百分比为0.5-4.0％的水；
重量百分比为0.5-5.5％的胺类催化剂；
重量百分比为10-30％的发泡剂组合物；
重量百分比为1-15％的任选辅助剂材料和/或添加剂；
重量百分比为5-25％的改性异氰酸酯，改性异氰酸酯含HFO-1233zd(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)、HFO-1336mzz(1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯)复配的或各自单独的改性异氰酸酯。
作为本发明的一种优选技术方案，组合多元醇包含分子量为500-800，含至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子的化合物，它们可通过诸如环氧乙烷、环氧丙烷、氧化丁烯、氧化十二碳烯或氧化苯乙烯之类的氧化烯，优选环氧丙烷或环氧乙烷，与初始化合物之间的加成聚合来制备，诸如蔗糖和山梨醇之类的多羟基醇以及这类醇与水、甘油、丙二醇、乙二醇或二甘醇的混合物，作为起始化合物使用。通过使用按照本发明的这些多元醇，可获得通常所要求的硬质聚氨酯泡沫的机械性能。
作为本发明的一种优选技术方案，组合多元醇配方中还可包含1种分子量为100～300且包含至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子的化合物，它们是通过诸如环氧乙烷、环氧丙烷、氧化丁烯、氧化十二碳烯或氧化苯乙烯之类的氧化烯，优选环氧丙烷或环氧乙烷，与脂族单胺或脂族二胺或脂族多胺，如乙二胺、乙二胺的低聚物(如，二亚乙基三胺，三亚乙基四胺或五亚乙基六胺)、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基-或N-乙基二乙醇胺、1,3-丙二胺、1,3-丁二胺或1,4-丁二胺或者1,2-六亚甲基二胺、1,3-六亚甲基二胺、1,4-六亚甲基二胺、1,5-六亚甲基二胺或1,6-六亚甲基二胺之间的加成聚合获得的。
作为本发明的一种优选技术方案，组合多元醇配方中还包含分子量为500～1000且含有至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子的化合物，这些化合物是通过氧化烯与起始化合物之间的加成聚合获得的，氧化烯是诸如环氧乙烷、环氧丙烷、氧化丁烯、氧化十二碳烯或氧化苯乙烯之类，优选环氧丙烷或环氧乙烷，起始化合物是诸如水、丙二醇、乙二醇或二甘醇之类。
作为本发明的一种优选技术方案，组合多元醇配方还至少包含1种分子量为60～500且包含至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子的化合物，如乙二醇、二甘醇、甘油、丙二醇或季戊四醇等。
作为本发明的一种优选技术方案，组合多元醇配方还包含胺类催化剂，此类型的胺类催化剂的包括：三亚乙基二胺、N,N-二甲基环已胺、四亚甲基二胺、1-甲基-4-二甲氨乙基哌嗪、三乙胺、三丁胺、二甲基苄胺、N,N’,N”-三(二甲氨丙基)-六氢三嗪、二甲氨丙基甲酰胺、N,N,N’,N”-四甲基丁二胺、四甲基已二胺、五甲基二亚乙基三胺、四甲基二氨基乙基醚、二甲基哌嗪、1,2-二甲基咪唑,1-氮杂-双环-(3,3,0)－辛烷，双-(二甲氨丙基)-脲、N-乙基吗啉、N-环已基吗啉、2,3-二甲-3,4,5,6-基四氢嘧啶、三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、三-(N,N-二甲氨丙基)-s-六氢三嗪、氢氧化四甲铵、或者它们的混合物或类似的催化剂。
作为本发明的一种优选技术方案，发泡剂组合物是除了HFO-1233zd(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)、HFO-1336mzz(1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯)的一种或几种复配发泡剂以为的所有可使用发泡剂。
作为本发明的一种优选技术方案，多元醇配制物包含0.5-4.0重量份，优选1.0-2.0重量份水，每100重量份组合多元醇。
作为本发明的一种优选技术方案，所述辅助材料为二甲基聚硅氧烷。
作为本发明的一种优选技术方案，所述异氰酸酯是使用了HFO-1233zd(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)、HFO-1336mzz(1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯)的一种或几种复配的改性异氰酸酯。
本发明在生产过程中可以在不改变原有设备和工艺的条件下进行。
本发明的有益效果：本发明通过在原料中加入多元醇聚醚与改性异氰酸酯，能够在不改变生产设备和工艺的条件下，使生产出的聚氨酯泡沫在泡沫阻燃性方面有了很大提高，且泡沫导热系数优异，实现极佳的产品保温性能；本发明与现有技术相比，不需改变生产设备和工艺条件，大大提高生产效率，节约生产成本。
具体实施方式
实施例1
本实施例公开了一种新型聚氨酯泡沫材料的第一种实施方式，采用的技术方案是，组合多元醇配方所使用的原料：
聚醚A:30份以蔗糖为基础的分子量为500-800的聚环氧丙烷聚醚多元醇；
聚醚B:30份以山梨醇为基础的分子量为500-800的聚环氧丙烷聚醚多元醇；
聚醚C:20份以乙二胺为基础的分子量为100-300的聚环氧丙烷聚醚多元醇；
聚醚D:15份以环氧丙烷为基础的分子量为500的聚醚多元醇；
聚醚E:5份以丙二醇为基础的分子量为600的聚环氧丙烷聚醚多元醇；
除组合多元醇以外的其他组分有：
胺类催化剂：2.5份的胺类催化剂为发泡型催化剂、凝胶型催化剂的组合物，其中，所述发泡型催化剂为五甲基二乙烯三胺；所述凝胶型催化剂为二甲基环已胺；
发泡剂：20份；
辅助材料：2.5份二甲基聚硅氧烷；
改性异氰酸酯：125份5％的HFO-1233zd(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)。
用以上几种原料按配方比例配制成组合多元醇，然后取配制后的组合多元醇100重量份，与发泡剂和改性异氰酸酯反应，制作生成新型聚氨酯泡沫材料。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
发泡剂：16份；
改性异氰酸酯：132份10％的HFO-1233zd(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
发泡剂：13份；
改性异氰酸酯：140份15％的HFO-1233zd(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
发泡剂：10份；
改性异氰酸酯：148份20％的HFO-1233zd(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)。
对实施例1-4进行物理性能检测，检测结果如下：
Figure BDA0003316170360000051
根据测试结果可知，当按照本发明的组合多元醇配方和发泡剂、改性异氰酸酯混合生产产品时，所获得的聚氨酯泡沫材料均能有极佳的阻燃导热性能，并且表现出符合实际要求的优异性能。
上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于，包括以下成分：
聚醚D、聚醚E、聚醚F、水、胺类催化剂、发泡剂、辅助材料和改性异氰酸酯；
所述聚醚D为线性氧化烯聚醚，分子量为500-1000；
所述聚醚E为包含至少2个能与所述异氰酸酯反应的氢原子且分子量为60-500的化合物；
所述聚醚F为多羟基醇或多羟基醇混合物与氧化烯的加聚物，分子量为500-800。
2.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于：所述聚醚F包括聚醚A和聚醚B；
所述聚醚A为蔗糖与氧化烯的加聚物；
所述聚醚B为山梨醇与氧化烯的加聚物。
3.根据权利要求2所述的一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于，各组分重量百分比如下：
30-50％聚醚A、14-30％聚醚B、5-15％聚醚D、1-5％聚醚E、0.5-4％水、0.5-5.5％胺类催化剂、10-30％发泡剂、1-15％辅助材料、5-25％改性异氰酸酯。
4.根据权利要求3所述的一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于：所述改性异氰酸酯为HFO-1233zd(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)、HFO-1336mzz(1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯)中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于：还包括聚醚C，所述聚醚C为脂族单胺或脂族二胺或脂族多胺与氧化烯的加聚物，分子量为100-300；所述聚醚C的重量百分比为0-20％。
6.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于：所述多羟基醇混合物为多羟基醇与水、甘油、丙二醇、乙二醇或二甘醇的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于：所述聚醚D为氧化烯与水、丙二醇、乙二醇或二甘醇的加聚物。
8.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于：所述聚醚E为氧化烯与乙二醇、二甘醇、甘油、丙二醇或季戊四醇的加聚物。
9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于：所述氧化烯为环氧乙烷、环氧丙烷、氧化丁烯、氧化十二碳烯或氧化苯乙烯。
10.根据权利要求1所述的一种新型聚氨酯泡沫材料，其特征在于：所述胺类催化剂包括三亚乙基二胺、N,N-二甲基环已胺、四亚甲基二胺、1-甲基-4-二甲氨乙基哌嗪、三乙胺、三丁胺、二甲基苄胺、N,N’,N”-三(二甲氨丙基)-六氢三嗪、二甲氨丙基甲酰胺、N,N,N’,N”-四甲基丁二胺、四甲基已二胺、五甲基二亚乙基三胺、四甲基二氨基乙基醚、二甲基哌嗪、1,2-二甲基咪唑,1-氮杂-双环-(3,3,0)－辛烷，双-(二甲氨丙基)-脲、N-乙基吗啉、N-环已基吗啉、2,3-二甲-3,4,5,6-基四氢嘧啶、三乙醇胺、二乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、三-(N,N-二甲氨丙基)-s-六氢三嗪、氢氧化四甲铵中的至少一种；
所述辅助材料为二甲基聚硅氧烷。
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