CN114181364A - 高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚和制备方法、聚氨酯垫块及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚和制备方法、聚氨酯垫块及其制备方法，属于聚氨酯技术领域。本发明所述的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚，包含以下质量份数的原料：20‑40份聚醚多元醇A，20‑40份聚醚多元醇B，10‑30份聚醚多元醇C，5‑10份聚醚多元醇D，2‑3份泡沫稳定剂、2‑4份催化剂，2‑4份泡沫开孔剂，0.08‑0.12份水，5‑10份磷酸三(2‑氯丙基)酯，0‑5份二甲基甲酰胺。本发明所述的组合聚醚可以显著降低反应温度，用其制备的聚氨酯垫块具有较高的强度，无烧芯和开裂现象；同时本发明提供了一种组合聚醚的制备方法和聚氨酯泡沫的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚和制备方法、聚氨酯垫块及其制备方法，属于聚氨酯技术领域。
背景技术
近年来，随着国内高速铁路和LNG垫块材料等行业的快速发展以及无砟轨道的兴起，对于垫块提出了更高的要求。传统的橡胶减震垫块已经不能满足速度日益提升的这类行业的发展需要，性能远远优于橡胶减震的聚氨酯垫块受到了铁路建设部门的亲睐。
垫块材料对于泡沫的阻燃、压缩强度和尺寸稳定性要求较高，随着市场需求增加及对垫块利用率要求的提高，大量的聚氨酯块泡生产厂家逐渐增加模具尺寸，从前期的0.3立方米提高到现在的1.5立方米左右，以满足市场需求。
但是，随着模具尺寸的增大，聚氨酯内部的热量释放增加，而聚氨酯保温性能较好，垫块内部极易出现烧芯、开裂等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚，可以显著降低反应温度，用其制备的聚氨酯垫块具有较高的强度，无烧芯和开裂现象；同时本发明提供了一种简单便捷、易于工业化生产的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚的制备方法和聚氨酯泡沫的制备方法。
本发明所述的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚，包含以下质量份数的原料：20-40份聚醚多元醇A，20-40份聚醚多元醇B，10-30份聚醚多元醇C，5-10份聚醚多元醇D，2-3份泡沫稳定剂、2-4份催化剂，2-4份泡沫开孔剂，0.08-0.12份水，5-10份磷酸三(2-氯丙基)酯，0-5份二甲基甲酰胺；
所述聚醚多元醇A粘度在25℃时为10500-12500mPa·s、羟值为370-390mgKOH/g；
所述聚醚多元醇B粘度在25℃时为550-1100mPa·s、羟值为330-370mgKOH/g；
所述聚醚多元醇C粘度在25℃时为33000-37000mPa·s、羟值为460-495mgKOH/g；
所述聚醚多元醇D粘度在25℃时为220-280mPa·s、羟值为225-245mgKOH/g。
所述聚醚多元醇A、所述聚醚多元醇B、所述聚醚多元醇C、所述聚醚多元醇D的粘度可分别独立地为本领域常规粘度，例如为动力粘度。所述动力粘度一般采用旋转粘度计测得。
优选的，所述聚醚多元醇A为河北亚东集团有限公司生产的牌号为YD-380的聚醚多元醇，其水分含量一般为0.15％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇A总质量的百分比。
优选的，所述聚醚多元醇B为河北亚东集团有限公司生产的牌号为RF-8335的聚醚多元醇，其水分含量一般为0.15％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇B总质量的百分比。
优选的，所述聚醚多元醇C为佳化化学(上海)有限公司生产的牌号为RF6482的聚醚多元醇，其水分含量一般为0.15％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇C总质量的百分比。
优选的，所述聚醚多元醇D为佳化化学(上海)有限公司生产的牌号为YD-VE701的聚醚多元醇，其水分含量一般为0.05％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇D总质量的百分比。
所述泡沫稳定剂可为本领域常规的泡沫稳定剂，较佳地为硅酮类泡沫稳定剂。优选的，所述硅酮类泡沫稳定剂为上海麦浦新材料科技有限公司生产的牌号为S-884的硅酮类泡沫稳定剂。
所述泡沫开孔剂可为本领域常规的泡沫开孔剂，较佳地为表面活性剂类泡沫开孔剂。优选的，所述表面活性剂类泡沫开孔剂为常州市凯润石油制品有限公司生产的牌号为DR-33的开孔剂。
所述催化剂可为本领域常规的催化剂，优选的，为胺类催化剂催化剂。
优选的，所述胺类催化剂为叔胺类催化剂。优选的，所述叔胺类催化剂为N,N-二甲基-苄胺和N,N-二甲基-环己胺的复合催化剂。优选的，所述复合催化剂中，所述N,N-二甲基-苄胺和N,N-二甲基-环己胺的质量比为4:1。
优选的，所述二甲基甲酰胺为临沂长青化工有限公司生产。
优选的，所述磷酸三(2-氯丙基)酯为安徽润岳化工有限公司生产。
优选的，所述水为去离子水。
优选的，所述泡沫稳定剂的用量为2份。
优选的，所述泡沫开孔剂的用量为2份。
优选的，所述催化剂的用量为1.5份。
优选的，所述水的用量为0.05份。
优选的，所述磷酸三(2-氯丙基)酯的用量为5-10份。
优选的，所述二甲基甲酰胺的用量为0-5份。
本发明所述组合聚醚可按照本领域常规制备方法进行制备，例如，将所述组合聚醚的原料组合物的各组分混合均匀，即可。较佳地，所述混合在具有安全装置的混合容器中进行。较佳地，所述混合容器为混合釜。较佳地，所述混合在不锈钢容器中进行。较佳地，所述混合在搅拌条件下进行。较佳地，所述混合的时间为0.5～1小时，例如0.75小时。
一种高强度高密度低反应热聚氨酯垫块，使用所述的组合聚醚与异氰酸酯制备而成，组合聚醚与异氰酸酯的混合质量比例为1：1-1.2。
优选的，所述异氰酸酯为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(简称聚合MDI)。所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯指纯二苯基甲烷二异氰酸酯与多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物。较佳地，所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的产品中，所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的含量为51.3％，百分比为质量百分比。
较佳地，所述聚合MDI为烟台万华生产的型号为PM200的聚合MDI。
所述的聚氨酯垫块可用作铁路垫块和LNG管道垫块，按照本领域常识，在应用时，一般是A组分和B组分在使用前不予混合，且一般是即混合即用，且一般是注到门体内进行发泡。
一种高强度高密度低反应热聚氨酯垫块的制备方法，可以使用高压发泡机，将所述的组合聚醚与所述异氰酸酯进行混合，然后浇筑在模具中(如门体内)发泡，即得到所述的聚氨酯垫块。
优选的，发泡温度为23-28℃。进一步优选为25℃。
本发明选用高羟值的聚醚多元醇，为聚氨酯硬泡提供了更多的交联点，从而使聚氨酯泡沫具有更高的交联度，进而改善了聚氨酯泡沫的强度和开模性；除此之外本发明在不改变泡沫其他性能的前提下选用较温和的平衡性反应催化剂，延迟了发泡反应放热的过程，提高了散热的时间，很大程度降低了聚氨酯泡沫内部温度，所以制备的聚氨酯泡沫开模性进一步得到了改善，与此同时避免了泡沫内部因为温度过高产生的烧芯变黄的问题。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1)本发明制备的聚氨酯泡沫制品相比较常规的聚氨酯垫块具有较高的强度，较低的反应热，较好的开模性，避免了垫块因反应放热而产生的烧芯和开裂；
2)本发明采用水作为发泡剂，具有零污染等优点，利用本发明所述的组合聚醚生产的垫块具有对环境友好(不释放破坏臭氧层气体和温室气体)，耐候性好等优点；
3)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
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
以下实施例中所用到的原料来源如下：
所述聚醚多元醇YD380购于河北亚东集团有限公司。
所述聚醚多元醇RF8335购于佳化化学(上海)有限公司。
所述聚醚多元醇RF6482购于佳化化学(上海)有限公司。
所述聚醚多元醇YD-VE701河北亚东集团有限公司。
硅酮类泡沫稳定剂S-884购于上海麦浦新材料科技有限公司。
表面活性剂类开孔剂DR-33购于常州市凯润石油制品有限公司。
二甲基甲酰胺(DMF)购于临沂长青化工有限公司生产
磷酸三(2-氯丙基)酯购于安徽润岳化工有限公司。
异氰酸酯为聚合MDI，购于烟台万华，型号PM200。
实施例1-4
具实施例1-4中组合聚醚的原料组合物及异氰酸酯的各组分的重量份数体如表1所示。
表1
(1)组合聚醚的制备
将异氰酸酯外的其它组分在不锈钢混合釜中均匀混合45min，搅拌均匀即可。
(2)聚氨酯泡沫的制备
将所述的组合聚醚和异氰酸酯按照比例在25℃反应，注入对应尺寸模具中制得高密度聚氨酯泡沫垫块。
效果实施例
将实施例1-4制成高密度聚氨酯泡沫垫块与对比例产品(浙江大众隔热科技有限公司，DZPU)进行比较，测试结果见下表2。
表2
由表2可知，本发明所得的高密度聚氨酯泡沫垫块具有更高的强度、更低的反应热和开模性。
上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。
Claims (10)
1.一种高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚，其特征在于：包含以下质量份数的原料：20-40份聚醚多元醇A，20-40份聚醚多元醇B，10-30份聚醚多元醇C，5-10份聚醚多元醇D，2-3份泡沫稳定剂、2-4份催化剂，2-4份泡沫开孔剂，0.08-0.12份水，5-10份磷酸三(2-氯丙基)酯，0-5份二甲基甲酰胺；
所述聚醚多元醇A粘度在25℃时为10500-12500mPa·s、羟值为370-390mgKOH/g；
所述聚醚多元醇B粘度在25℃时为550-1100mPa·s、羟值为330-370mgKOH/g；
所述聚醚多元醇C粘度在25℃时为33000-37000mPa·s、羟值为460-495mgKOH/g；
所述聚醚多元醇D粘度在25℃时为220-280mPa·s、羟值为225-245mgKOH/g。
2.根据权利要求1所述的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚，其特征在于：泡沫稳定剂为硅酮类泡沫稳定剂。
3.根据权利要求1所述的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚，其特征在于：催化剂为胺类催化剂。
4.根据权利要求1所述的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚，其特征在于：胺类催化剂为N,N-二甲基-苄胺和N,N-二甲基-环己胺的复合催化剂。
5.根据权利要求1所述的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚，其特征在于：泡沫开孔剂为表面活性剂类泡沫开孔剂。
6.一种权利要求1-5任一所述的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块用组合聚醚的制备方法，其特征在于：将原料混合均匀即可。
7.一种高强度高密度低反应热聚氨酯垫块，其特征在于：使用权利要求1-5任一所述的组合聚醚与异氰酸酯制备而成，组合聚醚与异氰酸酯的混合质量比例为1：1-1.2。
8.根据权利要求7所述的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块，其特征在于：异氰酸酯为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。
9.一种高强度高密度低反应热聚氨酯垫块的制备方法，其特征在于：使用高压发泡机，将权利要求1-5任一所述的组合聚醚与所述异氰酸酯进行混合，然后浇筑在模具中发泡，即得到所述的聚氨酯垫块。
10.根据权利要求9所述的高强度高密度低反应热聚氨酯垫块的制备方法，其特征在于：发泡温度为23-28℃。
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2021
- 2021-12-15 CN CN202111535304.4A patent/CN114181364B/zh active Active
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