CN114149554B - 救生设备用聚氨酯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种救生设备用聚氨酯组合物及其制备方法，属于聚氨酯应用技术领域。本发明甲组分与乙组分按质量比1：1.4‑1.6混合，其中：(1)甲组分由以下重量份数的原料组成：聚醚多元醇A 30‑50、聚醚多元醇B20‑30、聚醚多元醇C15‑25、聚醚多元醇D5‑15、化学发泡剂0.5‑2.5、催化剂0.5‑2.0、泡沫稳定剂2.0‑4.0；本发明所述的救生设备用聚氨酯组合物，用其制备的聚氨酯材料具有密度低、闭孔率高、强度高、易成型的优点；同时本发明提供了一种简单便捷、易于工业化生产的制备方法。

Description

救生设备用聚氨酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种救生设备用聚氨酯组合物及其制备方法，属于聚氨酯应用技术领域。
背景技术
聚氨酯作为一种保温填充材料，具有导热系数低、密度低、易成型的特点，广泛用于冰箱、管道、冷库保温等领域。
船舶的救生设备有救生艇、救生筏、救生浮具、救生衣、救生圈等，一般都为充气式，外包裹层一般为塑料或者橡胶。在水中其浮力大，可保证水上遇难者的安全。但是塑料、橡胶包裹层的抗磨损能力差，长时间使用或者触碰尖锐物(如水中的树枝或其他锋利物等)易出现裂口，导致内部气体外泄，水流入包裹层中造成危险。
聚氨酯作为填充材料，具有密度低、闭孔率高的特点，可用做救生设备的内部填充材料，一是聚氨酯材料密度低，可以为救生设备提供较大的浮力；二是聚氨酯材料闭孔率高，可有效防止救生设备吸水情况；三是聚氨酯材料具有一定强度，可以达到很好的支撑效果；另外，传统的充气式救生设备外包裹层受损，水极易流入包裹层中造成人员受伤。
但是现有的救生设备用聚氨酯材料的闭孔率、强度等有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种救生设备用聚氨酯组合物，用其制备的聚氨酯材料具有密度低、闭孔率高、强度高、易成型的优点；同时本发明提供了一种简单便捷、易于工业化生产的制备方法。
本发明所述的救生设备用聚氨酯组合物，包括甲组分和乙组分，甲组分与乙组分按质量比1：1.4-1.6混合，其中：
(1)甲组分由以下重量份数的原料组成：
Figure BDA0003383590240000011
所述聚醚多元醇A为官能度为3.5-4.5，羟值为420-450mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇B为官能度为4.5-5.5，羟值为445-475mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇C为官能度为3.5-4.5，羟值为305-335mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇D为官能度为2.5-3.5，羟值为330-350mgKOH/g的聚醚多元醇；
(2)乙组分为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。
优选的，化学发泡剂为水。
优选的，催化剂为N,N-二甲基环己胺(Y-12)、三亚乙基二胺(A33)或1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪中的一种或多种。
优选的，泡沫稳定剂为M-8818，生产厂家为：江苏美思德化学股份有限公司。
所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯优选烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的PM200或者巴斯夫公司生产的M20S。
所述聚醚多元醇A、B、C、D优选为山东一诺威新材料有限公司自主研发生产的聚醚多元醇，分别为R8243、R6207、R6332、C305。
一种救生设备用聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C与聚醚多元醇D加入到搅拌釜中，搅拌，再将化学发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂依次加入搅拌釜中，搅拌，甲组分制备完成；
(2)将制备好的甲组分与乙组分以1：1.4-1.6的质量比例搅拌，反应后即得到所述的救生设备用聚氨酯材料。
本发明使用自主研发生产的已市售的四种聚醚多元醇为主体，搭配催化剂、化学发泡剂、泡沫稳定剂使用，聚醚多元醇R8243、R6207、R6332、C305为自主研发生产聚醚，R8243其官能度羟值均高，可为泡沫提供高的强度；R6207其官能度羟值均高，为山梨醇聚醚，用其制备的泡沫结构规整，导热系数及闭孔率高；R6332适用于全水发泡体系；C305官能度羟值均低，可有效降低甲体系的粘度，可促进甲乙组分的充分混合；化学发泡剂选用水，其与乙组分反应生成二氧化碳气体，对环境及安全无损坏，符合环保要求；本发明催化剂选用低气味催化剂A33以及少量的其他Y-12、PC-41，可有效降低发泡过程中的气味，另一方面，通过增加或减少催化剂的用量可以控制反应速度，可以达到快速成型的效果。
本发明使用聚氨酯作为救生设备的填充材料，在救生设备外包裹层受损的情况下，制备的聚氨酯材料可有效阻止水流入包裹层中，防止危险的发生。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1)使用本发明所述的救生设备用聚氨酯组合物，制备的聚氨酯材料具有密度低、闭孔率高、强度高、易成型的优点，制备成救生设备时，不会因外包裹层的磨损导致内部气体外泄造成危险；
2)本发明提供的制备方法简单便捷、能耗低，且易于大规模工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
以下实施例中所用原料均为市售产品，用量均为重量份数。
R8243、R6207、R6332、C305为山东一诺威新材料有限公司自主研发生产的聚醚多元醇；
实施例1-3中的乙组分为烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的PM200；
实施例4-6中的乙组分为巴斯夫公司生产的M20S。
实施例1-3
甲组分组成：
表1
实施例1 实施例2 实施例3
R8243 40 40 50
R6207 25 25 25
R6332 25 25 20
C305 10 10 5
水 1.0 1.6 1.6
A33 0.6 0.6 0.6
PC-41 0.2 0.2 0.2
M-8818 2.0 2.0 2.0
制备甲组分时，将甲组分中的原料以上述比例投入搅拌釜中，搅拌均匀即得到甲组分。将甲组分与乙组分以1:1.5比例(25℃)混合，反应即得到救生设备用聚氨酯材料。
具体指标如下：
表2
指标 实施例1 实施例2 实施例3
聚氨酯材料启发时间s 50 48 48
聚氨酯材料成型时间min 15.0 14.5 14.5
聚氨酯材料芯密度kg/m3 119.7 83.7 84.0
闭孔率％ 91.65 92.58 91.93
压缩强度KPa 1271 746 751
以上实施例制备的聚氨酯材料启发时间慢，泡沫流平时间充足，适合制备体积较大的救生设备；催化剂使用低气味催化剂A33搭配PC-41，发泡过程中挥发气味小；此方法制备的救生设备用聚氨酯材料闭孔率高，强度高。
实施例4-6
甲组分组成：
表3
实施例4 实施例5 实施例6
R8243 40 40 40
R6207 25 25 25
R6332 25 25 25
C305 10 10 10
水 1.6 1.6 1.6
Y-12 0.3 0.6 0.6
A33 0.6 0.6 0.6
PC-41 0.2 0.2 0.2
M-8818 2.0 2.0 3.0
制备甲组分时，将甲组分中的原料以上述比例投入搅拌釜中，搅拌均匀即得到甲组分。将甲组分与乙组分以1:1.5比例(25℃)混合，反应即得到救生设备用聚氨酯材料。
具体指标如下：
表4
指标 实施例5 实施例6 实施例7
聚氨酯材料启发时间s 35 29 29
聚氨酯材料成型时间min 12.0 10.0 10.0
聚氨酯材料芯密度kg/m3 82.9 82.2 82.3
闭孔率％ 92.31 91.68 92.78
压缩强度KPa 753 759 761
以上实施例制备的聚氨酯材料启发时间快，泡沫流平时间短，适合制备体积较小的救生设备；此方法制备的救生设备用聚氨酯材料闭孔率高，强度高。

Claims (5)

1.一种救生设备用聚氨酯组合物，包括甲组分和乙组分，其特征在于：甲组分与乙组分
按质量比1：1.4-1.6混合，其中：
(1)甲组分由以下重量份数的原料组成：
聚醚多元醇A 30-50
聚醚多元醇B 20-30
聚醚多元醇C 15-25
聚醚多元醇D 5-15
化学发泡剂 0.5-2.0
催化剂 0.5-2.0
泡沫稳定剂 2.0-4.0
(2)乙组分为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯；
聚醚多元醇A、B、C、D分别为R8243、R6207、R6332、C305；
化学发泡剂为水。
2.根据权利要求1所述的救生设备用聚氨酯组合物，其特征在于：催化剂为N,N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺或1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的救生设备用聚氨酯组合物，其特征在于：泡沫稳定剂为M-8818。
4.根据权利要求1所述的救生设备用聚氨酯组合物，其特征在于：聚合二苯基甲烷二异氰酸酯为PM200或者M20S。
5.一种权利要求1-4任一所述的救生设备用聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C与聚醚多元醇D加入到搅拌釜中，搅拌，再将化学发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂依次加入搅拌釜中，搅拌，甲组分制备完成；
(2)将制备好的甲组分与乙组分以1：1.4-1.6的质量比例搅拌，反应后即得到所述的救生设备用聚氨酯组合物。
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