CN1244543A - 高密度超软聚氨酯泡沫的制备方法 - Google Patents

高密度超软聚氨酯泡沫的制备方法 Download PDF

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纪学锋
朱彬
张锋
阎敏
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Abstract

本发明涉及一种高密度超软聚氨酯泡沫的制备方法;它以混合聚醚多元醇和低指数的TDI为原料,在水发泡剂、稳泡剂、胺催化剂、锡催化剂存在下,一步制备高密度超软聚氨酯泡沫。泡沫密度为35—42kg/m3,压陷硬度小于3.5kg/314cm2,舒适系数大于2.8。本发明提供的产品可用于沙发和汽车坐垫领域。

Description

高密度超软聚氨酯泡沫的制备方法
本发明涉及一种高密度，超软聚氨酯泡沫的制备方法。
聚氨酯泡沫以其优越的物理性能受到人们的广泛重视。五十年代随着硅稳泡剂和发泡剂氟里昂(CFCs)的开发以及泡沫加工工艺的改进，聚氨酯泡沫的性能得以提高。但由于氟利昂气体对大气臭氧层有破坏作用，1985年3月维也纳国际环保会议和1987年9月蒙特利尔国际环保会议制定了保护臭氧层、限制并最终禁止使用氟里昂发泡剂的议定书。各国先后开发了二氯甲烷发泡剂，氢氟里昂(HCFC-123)发泡剂，三氯乙烷/丙酮发泡剂和全水发泡/软化剂技术。二氯甲烷、氢氟里昂、三氯乙烷/丙酮数种发泡剂虽然不是蒙特利尔国际会议禁用的物品，但仍然对环境有较大的危害，因此近年来，发展了全水发泡/软化剂技术。早期的聚氨酯泡沫就是采用水发泡，但水发泡会使泡沫生成大量脲键，脲键的存在使泡沫的硬度增大，手感变差，影响泡沫的物理性能。为了改善全水发泡的产品性能，国外各大公司先后开发了功能性添加剂一软化剂(如Arcol公司的Arcol DP-1022，Shell公司的Carapor2001)，改善了产品性能，泡沫开孔性、透气性良好。软化剂可以抑制全水发泡过程中脲键的生成，达到软化泡沫的目的，一般适用于20-30kg/m3密度泡沫的制备，而对于密度大于32kg/m3的泡沫，由于软化剂对泡沫结构的破坏，极易造成发泡过程塌泡，所以软化剂不适于高密度超软泡沫的制备。近年来，国外大公司使用特殊的聚醚多元醇来制备超软泡沫，聚醚分子量一般在6000-8000，需使用特殊催化剂来生产聚醚，成本比通用聚醚高，但泡沫性能优于一般的通用泡沫。
本发明的目的是使用通用聚醚(当量重＝800-1200)，选用适宜的稳泡剂、催化剂配比，采用全水发泡的方法来制备高密度超软聚氨酯泡沫。
本发明的目的是通过下述手段实现的：1)选用两种或多种通用环氧丙烷聚醚多元醇的混合物，使该混合物的平均官能度为2.2-2.8，VOH＝48-70；2)控制较低的异氰酸酯(TDI)指数，使TDI指数在80-100范围；3)选择适宜的稳泡剂、催化剂、水配比和操作工艺；制备方法是，依次准确称取聚醚多元醇、水、稳泡剂、胺催化剂加入一容器内搅拌均匀，静止2-4分钟，再称取锡催化剂加入搅匀，迅速加入称好的TDI，然后搅拌2-10秒钟，倒入发泡箱内，记录吐泡时间，泡沫高度，5分钟后，放入熟化箱，在120℃以下熟化20-30分钟。
聚醚多元醇为至少二种或多种通用环氧丙烷聚醚多元醇的混合物。平均官能度为2.2-2.8，VOH＝48-70，平均官能度最好为2.3-2.6，羟值50-60。异氰酸酯为软泡通用的TDI80/20，如银光的TDI80/20，及所有进口的TDI80/20。TDI指数为80-100，最好为85-95，TDI指数越小，泡沫越柔软，泡沫的永久压缩变形随着TDI指数的减小而增大。为了制备高密度的超柔软泡沫，水的用量是关键因素，水用量在2.2-2.8时(相对于100份聚醚而言)，可以制备密度在35-42kg/m3的超软泡沫。
稳泡剂为通用的L-580、B8110、B8002等，根据所需的泡沫孔结构，稳泡剂的用量可以在0.8-1.4份之间变化(相对于100份聚醚而言)，用量最好在1-1.2份。胺催化剂为常用的A1、A33、BDE、TEGOAMIN33等，用量视所用催化剂的类型而定。A1、BDE的用量最好为0.08-0.15(相对于100份聚醚而言)，A33、TEGOAMIN33的用量最好为0.22-0.3份。锡催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡等。辛酸亚锡的用量为0.22-0.30份(相对于100份聚醚而言)。
本发明提供的制备方法，聚氨酯泡沫的密度为35-42kg/m3，压陷硬度小于3.5Kg/314cm2，舒适系数大于2.8。
本发明提供的产品，适用于高级沙发，汽车坐垫等领域。
本发明通过实施例进一步加以说明。
在烧杯中依次加入准确称量的聚醚多元醇、水、稳泡剂、胺催化剂，在2000-3000转/分速度下搅拌均匀，静止2-4分钟，称取锡催化剂搅拌均匀，迅速加入称好的TDI，然后搅拌2-10秒钟，倒入发泡箱内，记录吐泡时间，泡沫高度，五分钟后放入熟化箱，在120℃以下熟化20-30分钟。实验数据列于表1。表1实施例
         实施例   1   2   3   4   5
  原料性质   聚醚官能度f平均   2.4   2.6   2.2   2.4   2.4
  聚醚羟值VOH   56   56   56   56   56
  TDI指数   90   85   95   90   100
原料配比   聚醚(重量份)   100   100   100   100   100
  TDI(重量份)   31.2   27.8   28.4   31.2   32.7
  水量(重量份)   2.7   2.5   2.2   2.7   2.5
  稳泡剂B8110   1.2
  稳泡剂B8002   1.2
  稳泡剂L-580   1.2   1.4   0.8
  胺催化剂BDE   0.13   0.12   0.11
  胺催化剂A33   0.27   0.24
  锡催化剂-二月桂酸二丁基锡   0.26   0.23
  锡催化剂辛酸亚锡   0.23   0.27   0.23
操作条件
  吐泡时间(秒)   110   116   120   128   124
  熟化温度(℃)   120   120   120   120   120
  熟化时间(分)   30   30   30   30   30
产品性能   密度(Kg/m3)   35.0   38.2   41.8   36.2   38.1
  压  陷  硬  度Kg/314cm2
    25％   2.9   3.2   3.4   3.0   3.5
    65％   8.15   9.80   9.60   8.55   9.94
  负荷比(Sag系数)   2.81   2.88   2.82   2.85   2.84
  拉伸强度(KPa)   132   148   136   134   142
  撕裂强度(N/cm)   8.5   8.6   9.7   8.6   8.4
  伸长率(％)   210   198   180   200   174
  回弹率(％)   38   39   42   40   45
注：配方中各原料及助剂全部为重量份数

Claims (2)

1.一种高密度超软聚氨酯泡沫的制备方法，其特征是，采用两种或多种混合聚醚多元醇和低指数的异氰酸酯为原料，采用全水发泡工艺；聚醚多元醇的当量重800-1200、平均官能度2.2-2.8、羟值48-70，异氰酸酯指数80-100，水加入量2.2-2.8；制备方法是，依次称取100份聚醚多元醇、2.2-2.8份水、0.8-1.4份稳泡剂、0.08-0.3份胺催化剂，加入一容器内搅拌均匀，静止2-4分钟，再称取0.22-0.30份锡催化剂加入其中搅拌均匀，然后迅速加入称取好的异氰酸酯26-33份，搅拌2-10秒钟，倒入发泡箱内；五分钟后放入熟化箱，在120℃以下熟化20-30分钟。
2.按照权利要求1所述的高密度超软聚氨酯泡沫的制备方法，其特征是，原料聚醚多元醇的平均官能度为2.3-2.6，羟值＝50-60，异氰酸酯指数＝85-95，稳泡剂用量＝1.0-1.2(份)，胺催化剂(A1，BDE)为0.08-0.15(份)。
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