CN114149553B - 组合聚醚、门板填充用聚氨酯材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚氨酯领域，具体涉及组合聚醚、门板填充用聚氨酯材料及其制备方法和应用。本发明提供的组合聚醚，包括如下重量份的原料：聚醚多元醇15‑30份、曼尼希聚醚15‑30份、聚酯多元醇40‑60份、泡沫稳定剂0.5‑2.5份、催化剂0.3‑1份、开孔剂1‑5份、水8‑12份。采用本发明提供的组合聚醚制备的聚氨酯材料具有优异的耐温性能，适于作为耐高温轻质隔音门板填充材料。

Description

组合聚醚、门板填充用聚氨酯材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及聚氨酯领域，具体涉及组合聚醚、门板填充用聚氨酯材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国建筑行业的不断发展，对门业的品质也提出了更高的要求。传统的防撬门板填充材料大多为岩棉，实木或者蜂窝纸等材料，一方面其生产方式不环保对人体有危害，另一方面门体容易受潮变形使用寿命短。硬质聚氨酯由于具有质量轻，隔热效果好，易于加工等优点受到广泛关注，其在防撬门行业也是一种理想的填充材料，此外硬质聚氨酯具有良好的绝热性能，并可现场注射成型，和门体结合一体，加工制造过程便捷，大大提高门业生产效率。
以聚氨酯作为门板填充材料，目前市场上常用的门体发泡工艺是后发泡，也即静电喷涂后发泡，静电喷涂后的面板一旦沾上泡沫，由于聚氨酯材料粘接性好，很难清理干净，费时费力并且影响外观质量。采用门体前发泡工艺能够得到表面干净且一次合格率高的门体，但是门板内的聚氨酯泡沫必须经过静电喷涂面漆的高温烘烤工序。而目前国内静电喷涂工艺的烘烤温度一般在180-220℃，加热时间在20-30分钟，现有聚氨酯材料耐高温性能不足，在该温度下易发生变形。
发明内容
本发明的目的在于克服现有聚氨酯材料耐高温性能不足，将其应用到门板填充材料中无法承受高温烘烤温度导致变形的缺陷，进而提供一种组合聚醚、门板填充用聚氨酯材料及其制备方法和应用。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种组合聚醚，包括如下重量份的原料：
优选的，所述聚醚多元醇是以蔗糖为起始剂的聚醚多元醇，官能度为4-7，羟值为280-350mgKOH/g；
所述曼尼希聚醚是通过曼尼希碱和环氧丙烷聚合而成的聚醚多元醇，官能度为4-5，羟值320-490mgKOH/g；
所述聚酯多元醇是苯酐聚酯多元醇，官能度2，羟值200-350mgKOH/g。
优选的，所述聚醚多元醇选自聚醚多元醇S300B、聚醚多元醇RF 350G、聚醚多元醇RF S325、聚醚多元醇RF 7280X中的一种或多种；
所述曼尼希聚醚选自曼尼希聚醚RF 3776和/或曼尼希聚醚RF 3777M；
所述聚酯多元醇选自聚酯多元醇PS3152、聚酯多元醇PS2352、聚酯多元醇PS2412中的一种或多种。
优选的，所述泡沫稳定剂为聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物；所述催化剂为胺类催化剂和/或有机金属催化剂；所述开孔剂为聚氧化烯烃-聚硅氧烷共聚物。
优选的，所述泡沫稳定剂选自泡沫稳定剂M8805、泡沫稳定剂M8818、泡沫稳定剂M8193、泡沫稳定剂M8860中的一种或多种；
所述催化剂选自双(二甲氨基乙基)醚、三亚乙基二胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪中的一种或多种；
所述开孔剂选自开孔剂O-501。
优选的，所述水为去离子水。
本发明中，所述聚醚多元醇S300B、聚醚多元醇RF 350G、聚醚多元醇RF S325、聚醚多元醇RF 7280X均为佳化化学股份有限公司生产；所述曼尼希聚醚RF 3776、曼尼希聚醚RF3777M均为佳化化学股份有限公司生产；所述聚酯多元醇PS3152、聚酯多元醇PS2352、聚酯多元醇PS2412为斯泰潘(南京)化学有限公司生产。
在本发明中所述泡沫稳定剂为本领域常规使用的稳定剂，优选自江苏美思德化学股份有限公司生产的泡沫稳定剂M8805、泡沫稳定剂M8818、泡沫稳定剂M8193、泡沫稳定剂M8860。
本发明中，所述催化剂为胺类催化剂和/或有机金属催化剂，优选为胺类催化剂，进一步优选为空气化工有限公司生产的双(二甲氨基乙基)醚、三亚乙基二胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪。
本发明中所述开孔剂可为本领域常规开孔剂，优选为聚氧化烯烃-聚硅氧烷共聚物，进一步优选为江苏美思德化学股份有限公司生产的O-501。
本发明还提供一种上述所述组合聚醚的制备方法，包括如下步骤：将聚醚多元醇、曼尼希聚醚、聚酯多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、开孔剂、水混合均匀即得。
优选的，搅拌混合温度为15-20℃，搅拌混合时间为0.5-1h。
本发明还提供一种上述所述组合聚醚或上述所述的制备方法制备得到的组合聚醚在制备聚氨酯材料中的应用。
优选的，所述聚氨酯材料为门板填充用聚氨酯材料。
本发明还提供一种门板填充用聚氨酯材料，其原料包括上述所述组合聚醚或上述所述的制备方法制备得到的组合聚醚。
优选的，其原料还包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯，多亚甲基多苯基多异氰酸酯中NCO质量含量为30-32％。
优选的，所述组合聚醚与多亚甲基多苯基多异氰酸酯的质量比为1:(1-1.05)，优选的，组合聚醚与多亚甲基多苯基多异氰酸酯的质量比为1:1。
优选的，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯选自多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200、多亚甲基多苯基多异氰酸酯44V20、多亚甲基多苯基多异氰酸酯M20S中的一种或多种。
本发明还提供一种上述所述的门板填充用聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤：将所述组合聚醚与多亚甲基多苯基多异氰酸酯混合后即得。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的组合聚醚，以聚醚多元醇、曼尼希聚醚、聚酯多元醇作为主料，三者相互配合，同时配合泡沫稳定剂、催化剂、开孔剂和水，所得组合聚醚可与多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应制得聚氨酯，与现有聚氨酯材料相比，本发明聚氨酯材料具有更好的耐热性能，同时本发明在配方中加入开孔剂，同其它组分相互配合，开孔率能够达到85％以上，具有良好的吸音性能，将其作为耐高温轻质隔音门板填充材料，具有低密度高开孔性能，整体门板填充密度25kg/m3左右，压缩强度高，门板轻质易运输安装。
2)本发明提供的组合聚醚，进一步的，所述聚醚多元醇是以蔗糖为起始剂的聚醚多元醇，官能度为4-7，羟值为280-350mgKOH/g；所述曼尼希聚醚是通过曼尼希碱和环氧丙烷聚合而成的聚醚多元醇，官能度为4-5，羟值320-490mgKOH/g；所述聚酯多元醇是苯酐聚酯多元醇，官能度2，羟值200-350mgKOH/g。本发明进一步限定了聚醚多元醇、曼尼希聚醚、聚酯多元醇，苯酐聚酯多元醇具有更耐热的苯环结构，曼尼希聚醚不仅具有自催化作用，同时其含有芳香环结构，同特定的聚醚多元醇相互配合，可大大提高聚氨酯材料的耐热性能，开孔率，密度，压缩强度等性能。
3)本发明提供的组合聚醚，进一步的，所述聚醚多元醇选自聚醚多元醇S300B、聚醚多元醇RF 350G、聚醚多元醇RF S325、聚醚多元醇RF 7280X中的一种或多种；所述曼尼希聚醚选自曼尼希聚醚RF 3776和/或曼尼希聚醚RF 3777M；所述聚酯多元醇选自聚酯多元醇PS3152、聚酯多元醇PS2352、聚酯多元醇PS2412中的一种或多种。本发明采用上述特定的聚醚多元醇、曼尼希聚醚、聚酯多元醇作为主原料，可有效保证所制得的聚氨酯耐高温性能，开孔率，密度，压缩强度等性能。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
本发明以下实施例和对比例中所用原料来源如下。
聚醚多元醇S300B，官能度为4.2，羟值为350mgKOH/g，生产厂家为佳化化学股份有限公司；
聚醚多元醇7280X，官能度为4.5，羟值为280mgKOH/g，生产厂家为佳化化学股份有限公司；
曼尼希聚醚RF 3776，官能度为4，羟值为330mgKOH/g，生产厂家为佳化化学股份有限公司；
曼尼希聚醚RF 3777M，官能度为4.2，羟值为450mgKOH/g，生产厂家为佳化化学股份有限公司；
聚酯多元醇PS3152，官能度为2，羟值为315mgKOH/g，生产厂家为斯泰潘(南京)化学有限公司；
聚酯多元醇PS2412，官能度为2，羟值为241mgKOH/g，生产厂家为斯泰潘(南京)化学有限公司；
泡沫稳定剂M8860，生产厂家为江苏美思德化学股份有限公司；
泡沫稳定剂M8193，生产厂家为江苏美思德化学股份有限公司；
开孔剂O-501，生产厂家为江苏美思德化学股份有限公司；
催化剂双(二甲氨基乙基)醚、三亚乙基二胺，生产厂家均为空气化工有限公司。
多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PM200)，NCO质量含量为31％，生产厂家为万华化学有限公司；
多亚甲基多苯基多异氰酸酯(44V20)，NCO质量含量为31％，生产厂家为科思创聚合物(中国)有限公司；
多亚甲基多苯基多异氰酸酯(M20S)，NCO质量含量为31％，生产厂家为科思创聚合物(中国)有限公司。
实施例1
本实施例提供一种组合聚醚，所述组合聚醚的原料成分如下所示：
聚醚多元醇S300B 20kg
曼尼希聚醚RF 3776 20kg
聚酯多元醇PS3152 60kg
泡沫稳定剂M8860 2.5kg
开孔剂O-501 3kg
水 8kg
双(二甲氨基乙基)醚 0.2kg
三亚乙基二胺 0.4kg
所述组合聚醚的制备方法包括如下步骤：
将上述聚醚多元醇、曼尼希聚醚、聚酯多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、开孔剂、水在20℃条件下搅拌0.5h混合均匀即得所述组合聚醚。
本实施例还提供一种门板填充用聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤：
将上述制备得到的组合聚醚和PM200按照质量比1:1加入到高压发泡机中经高压发泡机混合后注射入门体模板内，得到所述门板填充用聚氨酯材料。
实施例2
本实施例提供一种组合聚醚，所述组合聚醚的原料成分如下所示：
所述组合聚醚的制备方法包括如下步骤：
将上述聚醚多元醇、曼尼希聚醚、聚酯多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、开孔剂、水在20℃条件下搅拌0.5h混合均匀即得所述组合聚醚。
本实施例还提供一种门板填充用聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤：
将上述制备得到的组合聚醚和44V20按照质量比1:1加入到高压发泡机中经高压发泡机混合后注射入门体模板内，得到所述门板填充用聚氨酯材料。
实施例3
本实施例提供一种组合聚醚，所述组合聚醚的原料成分如下所示：
聚醚多元醇S300B 15kg
聚醚多元醇7280X 15kg
曼尼希聚醚RF 3776 10kg
曼尼希聚醚RF 3777M 10kg
聚酯多元醇PS3152 20kg
聚酯多元醇PS2412 30kg
泡沫稳定剂M8193 1.5kg
开孔剂O-501 2kg
水 9kg
双(二甲氨基乙基)醚 0.3kg
三亚乙基二胺 0.2kg
所述组合聚醚的制备方法包括如下步骤：
将上述聚醚多元醇、曼尼希聚醚、聚酯多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、开孔剂、水在20℃条件下搅拌0.5h混合均匀即得所述组合聚醚。
本实施例还提供一种门板填充用聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤：
将上述制备得到的组合聚醚和M20S按照质量比1:1加入到高压发泡机中经高压发泡机混合后注射入门体模板内，得到所述门板填充用聚氨酯材料。
对比例1
本对比例提供一种门板填充用聚氨酯材料的制备方法，其与实施例1相比区别在于所述组合聚醚中不加入聚醚多元醇S300B，且曼尼希聚醚RF 3776的加入量为40kg。
对比例2
本对比例提供一种门板填充用聚氨酯材料的制备方法，其与实施例1相比区别在于所述组合聚醚中不加入曼尼希聚醚RF 3776，且聚酯多元醇PS3152的加入量为80kg。
对比例3
本对比例提供一种门板填充用聚氨酯材料的制备方法，其与实施例1相比区别在于所述组合聚醚中不加入聚酯多元醇PS3152，且曼尼希聚醚RF 3776的加入量为80kg。
测试例
对上述实施例1-3和对比例1-3制备的门板填充用聚氨酯材料性能进行测试，其中各性能测试数据所对应使用的测试方法如下：
制品模塑密度测试根据中国国家标准GB/T 6343-2009进行；压缩强度测试根据中国国家标准GB/T8813-2008进行；开孔率依据ASTM-D2856进行，尺寸稳定性依据GB/T8811-2008进行。
表1聚氨酯材料性能测试结果
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种应用于门板填充用聚氨酯材料的组合聚醚，其特征在于，包括如下重量份的原料：
聚醚多元醇15-30份
曼尼希聚醚15-30份
聚酯多元醇40-60份
泡沫稳定剂0.5-2.5份
催化剂0.3-1份
开孔剂1-5份
水8-12份；
所述聚醚多元醇选自聚醚多元醇S300B、聚醚多元醇RF 350G、聚醚多元醇RF S325、聚醚多元醇RF 7280X中的一种或多种；
所述曼尼希聚醚选自曼尼希聚醚RF 3776和/或曼尼希聚醚RF 3777M；
所述聚酯多元醇选自聚酯多元醇PS3152、聚酯多元醇PS2352、聚酯多元醇 PS2412中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述泡沫稳定剂为聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯烃共聚物；所述催化剂为胺类催化剂和/或有机金属催化剂；所述开孔剂为聚氧化烯烃-聚硅氧烷共聚物。
3.根据权利要求2所述的组合聚醚，其特征在于，所述泡沫稳定剂选自泡沫稳定剂M8805、泡沫稳定剂M8818、泡沫稳定剂M8193、泡沫稳定剂M8860中的一种或多种；
所述催化剂选自双（二甲氨基乙基）醚、三亚乙基二胺、三（二甲氨基丙基）六氢三嗪中的一种或多种；
所述开孔剂选自开孔剂O-501。
4.一种权利要求1-3任一项所述组合聚醚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚醚多元醇、曼尼希聚醚、聚酯多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、开孔剂、水混合均匀即得。
5.权利要求4所述的制备方法制备得到的组合聚醚在制备聚氨酯材料中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述聚氨酯材料为门板填充用聚氨酯材料。
7.一种门板填充用聚氨酯材料，其特征在于，其原料包括权利要求1-3任一项所述组合聚醚或权利要求4所述的制备方法制备得到的组合聚醚。
8.根据权利要求7所述的聚氨酯材料，其特征在于，其原料还包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯，多亚甲基多苯基多异氰酸酯中NCO质量含量为30-32%。
9.根据权利要求8所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述组合聚醚与多亚甲基多苯基多异氰酸酯的质量比为1:（1-1.05）。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯材料，其特征在于，
组合聚醚与多亚甲基多苯基多异氰酸酯的质量比为1:1。
11.根据权利要求8所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯选自多亚甲基多苯基多异氰酸酯PM200、多亚甲基多苯基多异氰酸酯44V20、多亚甲基多苯基多异氰酸酯M20S中的一种或多种。
12.一种权利要求7-11任一项所述的门板填充用聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述组合聚醚与多亚甲基多苯基多异氰酸酯混合后即得。
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