CN116410434A - 一种聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用 - Google Patents

一种聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116410434A
CN116410434A CN202310168311.8A CN202310168311A CN116410434A CN 116410434 A CN116410434 A CN 116410434A CN 202310168311 A CN202310168311 A CN 202310168311A CN 116410434 A CN116410434 A CN 116410434A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyester
polyurethane
polyester polyol
parts
hard foam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310168311.8A
Other languages
English (en)
Inventor
董桂菊
张广洪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Langfang Huayu Innovation Technology Co ltd
Original Assignee
Langfang Huayu Innovation Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Langfang Huayu Innovation Technology Co ltd filed Critical Langfang Huayu Innovation Technology Co ltd
Priority to CN202310168311.8A priority Critical patent/CN116410434A/zh
Publication of CN116410434A publication Critical patent/CN116410434A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4202—Two or more polyesters of different physical or chemical nature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4205—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups
    • C08G18/4208—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing cyclic groups containing aromatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4244—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G18/4247—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups derived from polyols containing at least one ether group and polycarboxylic acids
    • C08G18/425—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing oxygen in the form of ether groups derived from polyols containing at least one ether group and polycarboxylic acids the polyols containing one or two ether groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/141—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521—Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/02—CO2-releasing, e.g. NaHCO3 and citric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/14—Saturated hydrocarbons, e.g. butane; Unspecified hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/18—Binary blends of expanding agents
    • C08J2203/184—Binary blends of expanding agents of chemical foaming agent and physical blowing agent, e.g. azodicarbonamide and fluorocarbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C08J2375/06—Polyurethanes from polyesters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本申请提供一种高阻燃、高抗压强度且保温效果好的聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用。所述聚氨酯硬泡组合聚酯，包括以下重量份的原料：40～48份聚酯多元醇1、10～12份聚酯多元醇2、6～10份物理发泡剂、1.1～2.4份化学发泡剂、20～35份阻燃剂、2～4份催化剂和1～2份表面活性剂，其中，所述聚酯多元醇1和所述聚酯多元醇2各自独立地为由芳香化合物与多元醇合成的聚酯多元醇；该聚氨酯硬泡组合聚酯提高了制备出的聚氨酯硬泡产品的阻燃性能，使氧指数可达到GB/T8624‑2006中B1级(≧30％)要求，降低了制备出的聚氨酯硬泡产品的导热系数，可达到GB/T 3399中导热系数值≦0.024[W/m·k]的要求，同时可使聚氨酯硬泡产品的抗压强度≧150kpa。

Description

一种聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用
技术领域
本公开涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用。
背景技术
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，英文名称是polyurethane，它是一种高分子材料。聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。
硬质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯硬泡，聚氨酯硬泡多为闭孔结构，具有绝热效果好、重量轻比强度大等优良特性，一般而言，较低密度的聚氨酯硬泡主要用作保温材料，较高密度的聚氨酯硬泡可用作结构材料。
多元醇和异氰酸酯是聚氨酯发泡体系的两个主要组成部分，聚氨酯用多元醇主要有聚醚多元醇和聚酯多元醇，多元醇、异氰酸酯和发泡剂混合，产生的小分子气体被封存于固化后的体系中，就形成了泡孔。
随着聚氨酯硬泡的工业发展，对产品的保温性能、阻燃性能、产品的抗压强度以及产品生产过程中对环境的影响都有着更高的要求。为了解决臭氧的消耗问题，现有的聚氨酯发泡工艺中将发泡剂HCFC-141b(一氟二氯乙烷)进行了更改替换，在各类发泡剂替代品中，以正戊烷最具代表性，它具有抗老化性能、ODP(Ozone Depletion Potential，臭氧消耗潜能)值为零等优点，但是正戊烷的分子量小、非极性、气相热导率高且易燃，也给聚氨酯配方带来了一系列不好的影响，例如组合料互溶性差、泡孔结构差、导热系数提高、氧指数降低等，因此还需要对多元醇、发泡剂、催化剂等原料进行适当调整来改善配方体系的泡沫结构、降低导热系数，提高氧指数，以提升聚氨酯硬泡的阻燃、保温效果以及抗压强度。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种高阻燃、高抗压强度且保温效果好的聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用。
本申请第一方面提供一种聚氨酯硬泡组合聚酯，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0004096930850000021
其中，所述聚酯多元醇1和所述聚酯多元醇2各自独立地为由芳香化合物与多元醇合成的聚酯多元醇。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述聚酯多元醇1由苯二甲酸酐、苯二甲酸、咪唑-4，5-二羧酸中的一种或几种与三羟甲基丙烷、二甘醇、乙二醇中的一种或几种聚合而成，官能度为2～3，羟值为200～240mgKOH/g，粘度为4000～8000cps。
优选地，所述聚酯多元醇1由苯二甲酸酐、咪唑-4，5-二羧酸及三羟甲基丙烷聚合而成。
所述聚酯多元醇2由苯二甲酸酐、对苯二甲酸中的一种或几种与二甘醇、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇中的一种或几种聚合而成，官能度为2～3，羟值为300～330mgKOH/g，粘度为2500～3000cps。
优选地，所述聚酯多元醇2由苯二甲酸酐、二甘醇及新戊二醇聚合而成。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述物理发泡剂包括戊烷，优选为正戊烷。
优选地，所述化学发泡剂包括水和甲酸。
优选地，甲酸、水和戊烷之间的关系为：2<0.15甲酸+水+0.2戊烷<3。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述阻燃剂包括磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯的一种或两种。
优选地，所述阻燃剂包括磷酸三乙酯和三(2-氯乙基)磷酸酯，所述磷酸三乙酯和三(2-氯乙基)磷酸酯的质量比优选为1.2～1.5：1。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述催化剂包括胺类催化剂和金属催化剂。
所述胺类催化剂包括五甲基二亚乙基三胺和2-羟基-N，N，N-三甲基-1-丙胺的甲酸盐。
优选地，所述五甲基二亚乙基三胺和所述2-羟基-N，N，N-三甲基-1-丙胺的甲酸盐的质量比为1：2～4。
所述金属催化剂包括异辛酸钾和醋酸钾。
优选地，所述异辛酸钾和所述醋酸钾的质量比为3～5：1。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述表面活性剂包括有机硅树脂表面活性剂，优选为Si-C型有机硅表面活性剂。
本申请第二方面提供一种聚氨酯硬泡组合聚酯的制备方法，包括：
将所有组分混合均匀后得到所述聚氨酯硬泡组合聚酯。
优选地，先将所述聚酯多元醇1、聚酯多元醇2与所述甲酸混合均匀，搅拌时间为1～2min，转速为2500～3500r/min，然后再加入其他组分，对其进行搅拌直至混合均匀，得到所述聚氨酯硬泡组合聚酯。
本申请第三方面提供一种聚氨酯硬泡组合聚酯的应用，将所述聚氨酯硬泡组合聚酯和异氰酸酯混合发泡，得到聚氨酯硬泡，所述聚氨酯硬泡用于保温板材的生产。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述异氰酸酯包括多亚甲基多苯基异氰酸酯，所述异氰酸酯中-NCO的质量含量为30％～32％。
优选地，所述组合聚酯和所述异氰酸酯的质量比为1：1.6～1.7。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述聚氨酯硬泡的制备方法包括：将所述组合聚酯和所述异氰酸酯在高压发泡机内进行发泡，发泡温度为20～25℃，压力为100～130Bar，搅拌转速为3000～3500r/min。
本申请的有益效果包括：
1.聚酯多元醇1和聚酯多元醇2各自独立地为由芳香化合物与多元醇合成的聚酯多元醇，作为组合聚酯的主体原料，芳香化合物中的刚性基团不仅能提高聚氨酯硬泡的耐热性，同时又改善了聚氨酯硬泡的阻燃性，再配合添加的阻燃剂，可进一步提高制备出的聚氨酯硬泡产品的阻燃性能；在组合聚酯中同时引入化学发泡剂和物理发泡剂，通过调配化学发泡剂和物理发泡剂的含量，可以改善制备出的聚氨酯硬泡产品的阻燃性能，使氧指数可达到GB/T8624-2006中B1级(≧30％)要求。
2.该聚氨酯硬泡组合聚酯和异氰酸酯制备出的聚氨酯硬泡除了基本具有聚醚型聚氨酯硬泡的性质外，还具有泡沫细腻、韧性好的优点，使得聚氨酯硬泡产品的导热系数，可达到GB/T 3399中导热系数值≦0.024[W/m·k]的要求，同时可使聚氨酯硬泡产品的抗压强度≧150kpa。
具体实施方式
在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下可实现实施方案。
除非本申请中另外要求，在整个说明书和其后的权利要求书中，词语“包括”和“包含”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。
在整个本说明书中提到的“一实施方案”或“实施方案”或“一种优选地实施方式案”或“某些实施方案”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在一种优选地实施方式案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。
本申请第一方面提供一种聚氨酯硬泡组合聚酯，包括以下重量份的原料：
Figure BDA0004096930850000041
Figure BDA0004096930850000051
其中，所述聚酯多元醇1和所述聚酯多元醇2各自独立地为由芳香化合物与多元醇合成的聚酯多元醇。
在本发明中，所述聚酯多元醇1例如为40份、44份、45.6份、47.2份、或48份。
在本发明中，所述聚酯多元醇2例如为10份、10.4份、10.8份、11.2份、11.4份、11.6份或12份。
在本发明中，所述物理发泡剂例如为6份、7份、8份、9份或10份。
在本发明中，所述化学发泡剂例如为1.1份、1.3份、1.5份、1.7份、2份或2.4份。
在本发明中，所述阻燃剂例如为20份、25份、30份或35份。
在本发明中，所述催化剂例如为2份、3份或4份。
在本发明中，所述表面活性剂例如为1份、1.5份或2份。
在本发明中，聚酯多元醇1和聚酯多元醇2各自独立地为由芳香化合物与多元醇合成的聚酯多元醇，作为组合聚酯的主体原料，芳香化合物中的刚性基团不仅能提高聚氨酯硬泡的耐热性，同时又改善了聚氨酯硬泡的阻燃性，聚酯多元醇1阻燃效果优于聚酯多元醇2，但是聚酯多元醇1的粘度较大，流动性差，不能和其他组分充分混合接触，不利于聚氨酯硬泡的制备，聚酯多元醇2的引入，可以调节组合聚酯的粘度，便于各组分和聚酯多元醇混合均匀，使发泡反应更加充分，但是聚酯多元醇2的阻燃效果不及聚酯多元醇1，所以聚酯多元醇1控制在40～48份，聚酯多元醇2控制在10～12份，可以提升组合聚酯的阻燃效果，粘度也便于聚氨酯硬泡的制备；在组合聚酯中同时引入化学发泡剂和物理发泡剂，通过调配化学发泡剂和物理发泡剂的含量，可以改善制备出的聚氨酯硬泡产品的阻燃性能，因为物理发泡剂为易燃气体，添加量过多，会降低组合聚酯的氧指数，而化学发泡剂和异氰酸酯反应生成的气体不支持燃烧，所以添加化学发泡剂利于提升氧指数，但是化学发泡剂加入过多，会和异氰酸酯反应，会削弱聚氨酯硬泡产品的强度，所以物理发泡剂控制在6～10份，化学发泡剂控制在1.1～2.4份，一方面能提升氧指数，另一方面保证产品的强度。再配合添加的阻燃剂，可进一步提高制备出的聚氨酯硬泡产品的阻燃性能，阻燃剂控制在20～35份，使氧指数可达到GB/T8624-2006中B1级(≧30％)要求，如果阻燃剂过少氧指数则无法达到GB/T8624-2006中B1级(≧30％)要求，过高会削弱聚氨酯硬泡的强度；该聚氨酯硬泡组合聚酯和异氰酸酯制备出的聚氨酯硬泡除了基本具有聚醚型聚氨酯硬泡的性质外，还具有泡沫细腻、韧性好的优点，使得聚氨酯硬泡产品的导热系数，可达到GB/T3399中导热系数值≦0.024[W/m·k]的要求，同时可使聚氨酯硬泡产品的抗压强度≧150kpa。
在本发明中，所述聚酯多元醇1由苯二甲酸酐、苯二甲酸、咪唑-4，5-二羧酸中的一种或几种与三羟甲基丙烷、二甘醇、乙二醇中的一种或几种聚合而成，官能度为2～3，羟值为200～240mgKOH/g，粘度为4000～8000cps。
优选地，所述聚酯多元醇1由苯二甲酸酐、咪唑-4，5-二羧酸及三羟甲基丙烷聚合而成。
具体的，咪唑-4，5-二羧酸属含氮杂环，苯二甲酸酐中含有苯环，两者均利于提高聚氨酯硬泡产品的阻燃性能，三羟甲基丙烷的引入使聚酯多元醇的分子中含有支链结构，利于提高产品的强度，同时利于聚酯多元醇与物理发泡剂的互溶，改善组合聚酯长时间存放会出现物理发泡剂和其他组分分层的问题。
优选地，所述聚酯多元醇1斯泰潘化学有限公司的聚酯PS-2132或PS-2412，进一步优选为聚酯PS-2132。
所述聚酯多元醇1的官能度例如为2、2.5或3，所述聚酯多元醇1的羟值，例如为200mgKOH/g、210mgKOH/g、220mgKOH/g、230mgKOH/g或240mgKOH/g。
在本发明中，所述聚酯多元醇2由苯二甲酸酐、对苯二甲酸中的一种或几种与二甘醇、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇中的一种或几种聚合而成，官能度为2～3，羟值为300～330mgKOH/g，粘度为2500～3000cps。
优选地，所述聚酯多元醇2由苯二甲酸酐、二甘醇及新戊二醇聚合而成。
具体的，所述聚酯多元醇2的粘度低于所述聚酯多元醇2的粘度，在制备聚氨酯硬泡的过程中，能改善原料的流动性，使聚酯多元醇能与聚氨酯充分接触，能改善聚氨酯泡孔的细腻度，泡孔壁更牢固，孔内气体不易逃逸，降低了聚氨酯硬泡的导热系数，以提升聚氨酯硬泡产品的保温效果。
优选地，所述聚酯多元醇2优选为北京德美科创的DM6001。
在本发明中，所述聚酯多元醇2的官能度例如为2、2.5或3，所述聚酯多元醇2的羟值，例如为300mgKOH/g、310mgKOH/g、320mgKOH/g或330mgKOH/g。
在本发明中，所述物理发泡剂包括戊烷，所述戊烷包括正戊烷和环戊烷中的一种或两种，例如为正戊烷、环戊烷或正戊烷和环戊烷的组合，优选为正戊烷。
具体的，正戊烷相对于环戊烷，制备出的聚氨酯硬泡的尺寸稳定性更好，聚氨酯硬泡在厚度方向及宽度方向的收缩比环戊烷的泡沫更小。
优选地，所述化学发泡剂包括水和甲酸。
优选地，所述甲酸、所述水和所述戊烷之间的关系为：2<0.15甲酸+水+0.2戊烷<3。
具体的，在制备聚氨酯硬泡时，水和甲酸均能和异氰酸酯发生化学反应生成二氧化碳，促使泡沫膨胀，因此可以降低正戊烷的添加量，正戊烷的添加量降低后，可以减小正戊烷带来的易燃的负面影响，更进一步的，提高了制备出的聚氨酯硬泡产品的阻燃性能；当组合聚酯中的水含量过高时，制备聚氨酯硬泡的化学反应中需要消耗更多的异氰酸酯，参与异氰酸酯聚合反应的量会减少，从而导致聚氨酯硬泡产品的强度降低；正戊烷在该体系中溶解性较低，当正戊烷的含量过高时，会使氧指数降低，影响聚氨酯硬泡产品的阻燃性能，而且短时间内更容易逃逸出来，特别是当履带机运转、有剪切力时的逃逸行为会产生气孔，影响外观效果以及泡沫的导热、粘接性能。
在本发明中，所述阻燃剂包括磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯的一种或两种。
优选地，所述阻燃剂包括磷酸三乙酯和三(2-氯乙基)磷酸酯，所述磷酸三乙酯和三(2-氯乙基)磷酸酯的质量比优选为1.2～1.5：1，进一步优选为1.3：1。
具体的，所述阻燃剂起到阻止泡沫燃烧的作用，聚酯多元醇1和聚酯多元醇2有一定的阻燃性能，当所述组合聚酯中聚酯多元醇1和聚酯多元醇2的型号和份数固定后，还需要用阻燃剂来调整组合物制品的阻燃等级(氧指数)，添加量少达不到阻燃要求，添加量过多会严重削聚氨酯硬泡制品的强度，因此添加量要适中，来平衡泡沫制品的阻燃和强度两方面。
在本发明中，所述催化剂包括胺类催化剂和金属催化剂。
所述胺类催化剂包括五甲基二亚乙基三胺和2-羟基-N，N，N-三甲基-1-丙胺的甲酸盐。
具体的，所述胺类催化剂用于促进聚酯多元醇与异氰酸酯的发泡反应。
优选地，所述五甲基二亚乙基三胺和所述2-羟基-N，N，N-三甲基-1-丙胺的甲酸盐的质量比为1：2～4，优选为1：3。
所述金属催化剂包括异辛酸钾和醋酸钾。
具体的，所述金属催化剂用于促进异氰酸酯自身的聚合反应。
优选地，所述异辛酸钾和所述醋酸钾的质量比为3～5：1，优选为4：1。
在本发明中，所述表面活性剂包括有机硅树脂表面活性剂，优选为Si-C型有机硅表面活性剂。
具体的，所述表面活性剂用于稳定泡沫、调节泡孔，利于聚酯多元醇与异氰酸酯的瞬间完全反应，使得泡沫制品更加细腻，导热系数更低。
优选地，所述表面活性剂为南京美思德新材料有限公司的M-8860、M-88716或迈图(上海)贸易有限公司的L-6642中的一种，优选为南京美思德新材料有限公司的M-8860。
本申请第二方面提供一种聚氨酯硬泡组合聚酯的制备方法，包括：
将所有组分混合均匀后得到所述聚氨酯硬泡组合聚酯。
优选地，先将所述聚酯多元醇1、聚酯多元醇2与所述甲酸混合均匀，搅拌时间为1～2min，转速为2500～3500r/min，然后再加入其他组分，对其进行搅拌直至混合均匀，得到所述聚氨酯硬泡组合聚酯。
具体的，为了防止高浓度的所述甲酸和所述胺类催化剂发生反应，所述甲酸和所述聚酯多元醇1及所述聚酯多元醇2先混合均匀，所述甲酸的浓度经稀释后再加入其他原料，用于防止高浓度的所述甲酸和所述胺类催化剂发生反应。
本申请第三方面提供一种聚氨酯硬泡组合聚酯的应用，将所述聚氨酯硬泡组合聚酯和异氰酸酯混合发泡，得到聚氨酯硬泡，所述聚氨酯硬泡用于保温板材的生产。
在本发明中，所述异氰酸酯包括多亚甲基多苯基异氰酸酯，所述异氰酸酯中-NCO的质量含量为30％～32％；优选为30.5％。
优选地，所述组合聚酯和所述异氰酸酯的质量比为1：1.6～1.7。
在本发明中，所述组合聚酯和所述异氰酸酯的质量比例如为1：1.6、1：1.65或1：1.7。
在本发明中，所述聚氨酯硬泡的制备方法包括：将所述组合聚酯和所述异氰酸酯在高压发泡机内进行发泡，发泡温度为20～25℃，压力为100～130Bar，搅拌转速为3000～3500r/min。
实施例
在以下实施例中，除特别说明外，各原料成分均为市售产品。
各原料如下所示：
1、聚酯多元醇1：斯泰潘化学有限公司的聚酯PS-2132；
2、聚酯多元醇2：北京德美科创的DM6001；
3、正戊烷
4、甲酸：浓度为85％的甲酸溶液；
5、水
6、阻燃剂：磷酸三乙酯和三(2-氯乙基)磷酸酯，质量比为1.3：1；
7、胺类催化剂：由五甲基二亚乙基三胺和羟基-N，N，N-三甲基-1-丙胺的甲酸盐按1：3比例混合而成；
8、金属催化剂：异辛酸钾溶液和醋酸甲溶液按4：1比例混合而成。
9、表面活性剂：南京美思德新材料有限公司的M-8860；
10、异氰酸酯：多亚甲基多苯基异氰酸酯，异氰酸酯中-NCO的质量含量为30.5％。
聚氨酯硬泡组合聚酯的制备方法为：
将所有组分混合均匀后得到所述聚氨酯硬泡组合聚酯。
组合聚酯硬泡的制备方法为：将所述组合聚酯和所述异氰酸酯在高压发泡机内进行发泡，发泡温度为20～25℃，压力为100～130Bar，搅拌转速为3000～3500r/min。
实施例1～6的原料配比，如表1所示，对比例1～6的原料配比，如表2所示。
表1实施例1～6的原料配比
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
聚酯多元醇1 40 44 45.6 45.6 47.2 48
聚酯多元醇2 10 11 11.4 11.4 11.8 12
正戊烷 8.55 8.3 7.82 7.0 6.59 7.76
甲酸 0.95 0.86 0.85 0.9 0.95 0.85
水 0.9 0.91 0.86 0.8 0.75 0.89
阻燃剂 35 30.6 29.14 30.2 28.55 26.5
胺类催化剂 1.6 1.42 1.45 1.3 1.25 1.2
金属催化剂 1.4 1.31 1.28 1.1 1.21 1.1
表面活性剂 1.6 1.6 1.6 1.7 1.7 1.7
异氰酸酯 160 160 170 170 165 170
表2对比例1～6的原料配比
对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6
聚酯多元醇1 57 45.6 45.6 45.6
聚酯多元醇2 57 11.4 11.4
聚醚多元醇1 45.6
聚醚多元醇2 11.4 11.4
正戊烷 7.0 7.0 7.0 7.0 12 8.5
甲酸 0.9 0.9 0.9 0.9 0 0.9
水 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1.3
阻燃剂 30.2 30.2 30.2 30.2 30.2 30.2
胺类催化剂 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3
金属催化剂 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
表面活性剂 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7
异氰酸酯 170 170 170 170 170 170
性能测试
对实施例1～6和对比例1～6得到的聚氨酯硬泡进行性能测试：
(1)芯密度，采用标准GB/T 6343测试聚氨酯硬泡的密度；
(2)氧指数，采用标准GB/T 8624-2006测试氧指数；
(3)导热系数，采用标准GB/T 3399测试导热系数；
(4)||厚度方向强度，采用标准GB/T 8813测试||厚度方向强度；
(5)⊥厚度方向强度，采用标准GB/T 8813测试⊥厚度方向强度；
采用上述实施例1～6制得的聚氨酯硬泡与对比例1～6的聚氨酯硬泡性能参数比较表如下：
表3实施例1～6的性能测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
芯密度(Kg/m3) 34.5 34.3 34.6 35.0 34.8 35.2
∥厚度方向强度(Kpa) 155 168 169 173 174 170
⊥厚度方向强度(Kpa) 116 121 122 123 118 119
氧指数(％) 30.2 30.2 30.3 30.5 30.4 30.1
导热系数(W/m·k) 0.0231 0.0233 0.0233 0.0236 0.0233 0.0231
表4对比例1～6的性能测试结果
对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6
芯密度(Kg/m3) 33.2 34.1 33.9 33.8 34.9 33.4
∥厚度方向强度(Kpa) 135 155 140 158 142 143
⊥厚度方向强度(Kpa) 110 113 111 115 116 112
氧指数(％) 27.1 30.1 29.8 29.5 27.2 30.3
导热系数(W/m·k) 0.0231 0.0256 0.0231 0.0237 0.0248 0.0257
通过实施例1～6和对比例1～6的性能测试结果可知，由本申请提供的聚氨酯硬泡组聚酯与异氰酸酯制备所得的聚氨酯硬泡产品的氧指数可达到GB/T8624-2006中B1级(≧30％)要求，导热系数可达到GB/T 3399中导热系数值≦0.024[W/m·k]的要求，且∥厚度方向强度≧150kpa，具有高阻燃、高抗压强度且保温效果好的优点，其中实施例4的氧指数最高，可达30.5％，导热系数可达到0.0236[W/m·k]，∥厚度方向强度可达到173Kpa。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种聚氨酯硬泡组合聚酯，其特征在于，包括以下重量份的原料：
Figure FDA0004096930840000011
其中，所述聚酯多元醇1和所述聚酯多元醇2各自独立地为由芳香化合物与多元醇合成的聚酯多元醇。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬泡组合聚酯，其特征在于，
所述聚酯多元醇1由苯二甲酸酐、苯二甲酸、咪唑-4，5-二羧酸中的一种或几种与三羟甲基丙烷、二甘醇、乙二醇中的一种或几种聚合而成，官能度为2～3，羟值为200～240mgKOH/g，粘度为4000～8000cps；
优选地，所述聚酯多元醇1由苯二甲酸酐、咪唑-4，5-二羧酸及三羟甲基丙烷聚合而成；
所述聚酯多元醇2由苯二甲酸酐、对苯二甲酸中的一种或几种与二甘醇、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇中的一种或几种聚合而成，官能度为2～3，羟值为300～330mgKOH/g，粘度为2500～3000cps；
优选地，所述聚酯多元醇2由苯二甲酸酐、二甘醇及新戊二醇聚合而成。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬泡组合聚酯，其特征在于，
所述物理发泡剂包括戊烷，优选为正戊烷；
优选地，所述化学发泡剂包括水和甲酸；
优选地，所述甲酸、所述水和所述戊烷之间的关系为：2<0.15甲酸+水+0.2戊烷<3。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬泡组合聚酯，其特征在于，所述阻燃剂包括磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯的一种或两种；
优选地，所述阻燃剂包括磷酸三乙酯和三(2-氯乙基)磷酸酯，所述磷酸三乙酯和三(2-氯乙基)磷酸酯的质量比优选为1.2～1.5：1。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬泡组合聚酯，其特征在于，所述催化剂包括胺类催化剂和金属催化剂；
所述胺类催化剂包括五甲基二亚乙基三胺和2-羟基-N，N，N-三甲基-1-丙胺的甲酸盐；
优选地，所述五甲基二亚乙基三胺和所述2-羟基-N，N，N-三甲基-1-丙胺的甲酸盐的质量比为1：2～4；
所述金属催化剂包括异辛酸钾和醋酸钾；
优选地，所述异辛酸钾和所述醋酸钾的质量比为3～5：1。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯硬泡组合聚酯，其特征在于，所述表面活性剂包括有机硅树脂表面活性剂，优选为Si-C型有机硅表面活性剂。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种聚氨酯硬泡组合聚酯的制备方法，其特征在于，包括：
将所有组分混合均匀后得到所述聚氨酯硬泡组合聚酯；
优选地，先将所述聚酯多元醇1、聚酯多元醇2与所述甲酸混合均匀，搅拌时间为1～2min，转速为2500～3500r/min，然后再加入其他组分，对其进行搅拌直至混合均匀，得到所述聚氨酯硬泡组合聚酯。
8.根据权利要求1～6任意一项所述的一种聚氨酯硬泡组合聚酯的应用，其特征在于，将所述聚氨酯硬泡组合聚酯和异氰酸酯混合发泡，得到聚氨酯硬泡，所述聚氨酯硬泡用于保温板材的生产。
9.根据权利要求8所述的一种聚氨酯硬泡组合聚酯的应用，其特征在于，所述异氰酸酯包括多亚甲基多苯基异氰酸酯，所述异氰酸酯中-NCO的质量含量为30％～32％；
优选地，所述组合聚酯和所述异氰酸酯的质量比为1：1.6～1.7。
10.根据权利要求9所述的一种聚氨酯硬泡组合聚酯的应用，其特征在于，所述聚氨酯硬泡的制备方法包括：将所述组合聚酯和所述异氰酸酯在高压发泡机内进行发泡，发泡温度为20～25℃，压力为100～130Bar，搅拌转速为3000～3500r/min。
CN202310168311.8A 2023-02-27 2023-02-27 一种聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用 Pending CN116410434A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310168311.8A CN116410434A (zh) 2023-02-27 2023-02-27 一种聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310168311.8A CN116410434A (zh) 2023-02-27 2023-02-27 一种聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116410434A true CN116410434A (zh) 2023-07-11

Family

ID=87054015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310168311.8A Pending CN116410434A (zh) 2023-02-27 2023-02-27 一种聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116410434A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010095565A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Tosoh Corp 難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用の組成物、該組成物を用いた難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法、及び該製造方法により得られる難燃性硬質ポリウレタンフォーム
CN102300892A (zh) * 2009-01-30 2011-12-28 因温斯特技术公司 芳族聚酯多元醇、异氰脲酸酯改性的聚氨酯泡沫体及其制备方法
WO2013178623A1 (de) * 2012-05-30 2013-12-05 Basf Se Polyesterole zur herstellung von polyurethan-hartschaumstoffen
CN105884990A (zh) * 2016-06-14 2016-08-24 上海华峰材料科技研究院（有限合伙） 煤矿用难燃型聚氨酯加固抬升材料及其制备方法
CN107383330A (zh) * 2017-07-31 2017-11-24 镇江科特新材料有限公司 一种高阻燃环保型保温材料及其制备方法
CN111909339A (zh) * 2020-08-10 2020-11-10 万华化学（烟台）容威聚氨酯有限公司 烷烃类发泡b1级阻燃聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
CN113637136A (zh) * 2021-07-26 2021-11-12 万华建筑科技有限公司 一种混合发泡剂组合聚醚及聚氨酯硬泡

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010095565A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Tosoh Corp 難燃性硬質ポリウレタンフォーム製造用の組成物、該組成物を用いた難燃性硬質ポリウレタンフォームの製造方法、及び該製造方法により得られる難燃性硬質ポリウレタンフォーム
CN102300892A (zh) * 2009-01-30 2011-12-28 因温斯特技术公司 芳族聚酯多元醇、异氰脲酸酯改性的聚氨酯泡沫体及其制备方法
WO2013178623A1 (de) * 2012-05-30 2013-12-05 Basf Se Polyesterole zur herstellung von polyurethan-hartschaumstoffen
CN105884990A (zh) * 2016-06-14 2016-08-24 上海华峰材料科技研究院（有限合伙） 煤矿用难燃型聚氨酯加固抬升材料及其制备方法
CN107383330A (zh) * 2017-07-31 2017-11-24 镇江科特新材料有限公司 一种高阻燃环保型保温材料及其制备方法
CN111909339A (zh) * 2020-08-10 2020-11-10 万华化学（烟台）容威聚氨酯有限公司 烷烃类发泡b1级阻燃聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
CN113637136A (zh) * 2021-07-26 2021-11-12 万华建筑科技有限公司 一种混合发泡剂组合聚醚及聚氨酯硬泡

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110054752B (zh) 一种低密度硬质聚氨酯泡沫及其制备方法
KR100507847B1 (ko) 경질 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 보냉재
CN109021281B (zh) 一种复合发泡剂及其制备聚氨酯泡沫的用途
CN101519485A (zh) 一种宽温域阻尼减振聚氨酯微孔弹性体材料及其制备方法
CN104497259A (zh) 组合聚醚、原料组合物、聚氨酯泡沫及其制备方法和应用
CN109851750B (zh) 一种分子链硬段阻燃聚氨酯泡沫的制备方法
CN106167540A (zh) 连续式生产聚氨酯板材用高阻燃组合聚醚及其制备方法
CN105153390A (zh) 环保型聚氨酯发泡轮胎组合料及其制备方法
CN105461895B (zh) 组合聚醚、聚异氰脲酸酯泡沫及其原料组合物和制备方法
CN106832207B (zh) 高阻燃热水器水箱用组合聚醚及其制备方法和应用
CN116410434A (zh) 一种聚氨酯硬泡组合聚酯、制备方法及应用
CN109021280B (zh) 一种聚氨酯泡沫的制备方法及聚氨酯泡沫
CN103068924A (zh) 聚异氰脲酸酯组合物
CN109942774B (zh) 一种分子链硬段阻燃聚氨酯泡沫
CN111454417A (zh) 全水阻燃改性喷涂聚氨酯泡沫及其制备方法
CN113321849B (zh) 一种高效协同阻燃剂及其制备方法和应用
CN111454419B (zh) 一种全水发泡半硬质pu泡沫
CN108329448A (zh) 一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、聚氨酯硬质泡沫及其制备和应用
WO2004065447A1 (en) Composition for preparing rigid polyurethane foam and rigid polyurethane foam made therefrom
JP4178390B2 (ja) 硬質ポリウレタンフォーム成形用組成物、及び該組成物を用いた硬質ポリウレタンフォームの製造方法
CN102786650B (zh) 一种发泡平稳的聚异氰脲酸酯泡沫材料及其制备方法
JPH0364312A (ja) 硬質ウレタンフォームの製造法
CN113637145B (zh) 一种高储存稳定性聚氨酯组合料及其制备方法
CN113501928B (zh) 一种无卤阻燃泡沫材料及其制备方法和应用
CN103382263B (zh) 环保型发泡剂生产聚氨酯硬质泡沫的方法及产品

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination