CN108559059A - 聚氨酯发泡剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚氨酯发泡剂及其制备方法，所述聚氨酯发泡剂包括质量比为A：B＝100:70～80的A组分和B组分，所述A组分包括按比例分配的聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂、表面活性剂、阻燃剂、扩链剂、交联剂和泡沫稳定剂；所述B组分包括按比例分配的异氰酸酯发泡剂和泡沫稳定剂。本发明还提供了一种聚氨酯发泡剂的制备方法，本发明的聚氨酯发泡剂的制备方法制得的聚氨酯发泡剂的有效提升了聚氨酯发泡剂的抗氧化率和固化速度，同时提升了本发明聚氨酯发泡剂的使用硬度。

Description

聚氨酯发泡剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯发泡剂及其制备方法，属于密封材料技术领域。

背景技术

聚氨酯发泡剂全称单组分聚氨酯泡沫填缝剂，是一种高性能的泡沫材料，俗称发泡剂、发泡胶、PU填缝剂，其保温性能是各种泡沫材料中最优的，同时，聚氨酯发泡剂具有优异的材料强度，是目前冰箱、太阳能、热力管道、建筑、冷链等保温领域常用的保温材料。进一步的，聚氨酯发泡剂是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物；它是一种将聚氨酯预聚物﹑发泡剂﹑催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。当物料从气雾罐中喷出时，沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。适用范围广。具有前发泡、高膨胀、收缩小等优点，且泡沫的强度良好、粘接力高固化后的泡沫具有填缝﹑粘结﹑密封﹑隔热﹑吸音等多种效果,是一种环保节能﹑使用方便的建筑材料,可适用于密封堵漏﹑填空补缝﹑固定粘结,保温隔音,尤其适用于塑钢或铝合金门窗和墙体间的密封堵漏及防水，然而现有技术中的聚氨酯发泡剂随着使用时间的加长，会逐渐氧化，致使聚氨酯发泡剂的寿命大大降低。

有鉴于此，确有必要提供一种新的聚氨酯发泡剂及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氨酯发泡剂的制备方法，本发明的聚氨酯发泡剂的制备方法制备工艺简单，方便大范围推广使用。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种聚氨酯发泡剂，所述聚氨酯发泡剂包括质量比为A：B＝100:70～80的A组分和B组分，所述A组分由以下原料组成(质量百分比)：

所述B组分由以下原料组成(质量百分比)：

异氰酸酯 75～90％

发泡剂 45～55％

泡沫稳定剂 5～10％。

作为本发明的进一步改进，所述聚醚多元醇是以丙三醇为起始剂，数均分子量为4500～5000，且用环氧丙烷封端的聚氧化丙烯三元醇。

作为本发明的进一步改进，所述聚酯多元醇为数均分子量为4500～5000的芳香族聚酯多元醇。

作为本发明的进一步改进，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、纯MDI、碳化二亚胺改性MDI和MDI-50的至少两种混合而成。

作为本发明的进一步改进，所述催化剂为二甲基环己胺、二甲基苄胺、三乙胺、吡啶中任一种或多种的组合。

作为本发明的进一步改进，所述表面活性剂为多聚甲基硅氧烷和磺化的蓖麻醇钠盐。

作为本发明的进一步改进，所述聚氨酯发泡剂还包含0.5～1％硼砂与0.5～2％聚乙烯醇。

本发明还提供了一种聚氨酯发泡剂的制备方法，包括以下步骤：

制作A组分，将聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂、表面活性剂、阻燃剂、扩链剂和交联剂转移至反应釜中搅拌60min，所述反应釜的搅拌转速为250～270r/min,并控制所述反应釜内的温度为40℃；搅拌60min后所述反应釜中加入发泡剂继续搅拌30min；

制作B组分，将异氰酸酯、泡沫稳定剂按照比例加入另一反应釜中进行混合，控制所述反应釜的搅拌转速为130～140r/min,并控制所述反应釜内的温度为60℃；搅拌45min后所述反应釜中加入发泡剂继续搅拌30min；

将所述A组分和所述B组分按比例A：B＝100:70～80灌入气雾罐中，制得聚氨酯发泡剂。

本发明的有益效果是：本发明的聚氨酯发泡剂及其制备方法通过控制A组分、B组分中各原料的原料比及反应条件，有效提升了聚氨酯发泡剂的抗氧化率和固化速度，同时提升了本发明聚氨酯发泡剂的使用硬度，有效提升了本发明聚氨酯发泡剂适用范围。

具体实施方式

本发明提供了一种聚氨酯发泡剂，所述聚氨酯发泡剂包括质量比为A：B＝100:70～80的A组分和B组分，所述A组分由以下原料组成(质量百分比)：

所述B组分由以下原料组成(质量百分比)：

异氰酸酯 75～90％

发泡剂 45～55％

泡沫稳定剂 5～10％。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

所述A组分为(以质量百分数计)：

聚醚多元醇 65％

聚酯多元醇 17％

催化剂 20％

表面活性剂 5％

阻燃剂 4％；

扩链剂 1.2％

交联剂 0.8％

泡沫稳定剂 15％；

其中，所述聚醚多元醇是以丙三醇为起始剂，数均分子量为4500～5000，且用环氧丙烷封端的聚氧化丙烯三元醇；所述聚酯多元醇为数均分子量为4600的芳香族聚酯多元醇。所述发泡剂为二甲醚；所述催化剂为三乙醇胺和双(2-二甲氨基乙基)醚，所述三乙醇胺和双(2-二甲氨基乙基)醚的质量百分比为7:3；所述表面活性剂为质量比为3:7的多聚甲基硅氧烷和磺化的蓖麻醇钠盐；所述阻燃剂为磷酸三丁酯；所述扩链剂为2-咪唑烷酮；所述交联剂为甘油。

所述B组分为(以质量百分数计)：

异氰酸酯 80％

发泡剂 50％

泡沫稳定剂 7％。

其中，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和纯MDI的按照6:4混合的混合物；所述发泡剂为三氯三氟乙烷；所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂。

在本实施例中，通过控制聚醚多元醇的性质及聚酯多元醇为数均分子量，同时控制催化剂及表面活性剂中各组分的质量比，使得本实施例中制备的A组分与B组分混合制备的聚氨酯发泡剂具有较好的抗老化性，有效提升了本实施例中聚氨酯发泡剂的使用寿命。

实施例2

所述A组分为(以质量百分数计)：

聚醚多元醇 75％

聚酯多元醇 30％

催化剂 10％

表面活性剂 6％

阻燃剂 4.5％；

扩链剂 1.2％

交联剂 1.5％

泡沫稳定剂 22％；

其中，所述聚醚多元醇是以丙三醇为起始剂，数均分子量为4500～5000，且用环氧丙烷封端的聚氧化丙烯三元醇；所述聚酯多元醇为数均分子量为4500～5000的芳香族聚酯多元醇。所述发泡剂为1,1,2,2，-四氟乙烷；所述催化剂双(2-二甲氨基乙基)醚；所述表面活性剂为质量比为6:4的多聚甲基硅氧烷和磺化的蓖麻醇钠盐；所述阻燃剂为磷酸三丁酯；所述扩链剂为2-咪唑烷酮；所述交联剂为甘油。

所述B组分为(以质量百分数计)：

异氰酸酯 75％

发泡剂 40％

泡沫稳定剂 12％。

其中，所述异氰酸酯为质量比为5:5的纯MDI和碳化二亚胺改性MDI；所述发泡剂为二氯二氟甲烷；所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂。

在本实施例中，通过控制异氰酸酯中各组分的比例以及扩链剂和交联剂的种类及使用量，使得本实施例中制备的A组分与B组分混合制备的聚氨酯发泡剂具有较好的抗老化性同时，具有较高的硬度。

实施例3

所述A组分为(以质量百分数计)：

其中，所述聚醚多元醇是以甘油为起始剂，数均分子量为6500±100，且用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇；所述发泡剂为二甲醚；所述催化剂为N-乙基吗啉和NMM，所述N-乙基吗啉和所述NMM的质量百分比为6:4；所述表面活性剂为质量比为5:5的多聚甲基硅氧烷和磺化的蓖麻醇钠盐，所述多聚甲基硅氧烷和所述环氧丙烷的质量百分比为4:6；所述阻燃剂为磷酸甲苯-二苯酯所述扩链剂为2-咪唑烷酮；所述交联剂为甘油。

所述B组分为(以质量百分数计)：

异氰酸酯90％

发泡剂 42％

泡沫稳定剂 11％。

其中，所述异氰酸酯为质量比为7:3的碳化二亚胺改性MDI和MDI-50的混合物；所述发泡剂为DMFA；所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂。

在本实施例中，通过控制A组分制备过程中通过选取磺化的蓖麻醇钠盐和多聚甲基硅氧烷作为混合表面活性剂，同时控制A组分中聚醚多元醇的数均分子量，使得本实施例中制备的A组分与B组分混合制备的聚氨酯发泡剂具有较好的抗老化性同时，具有较高的使用强度。

表1给出了根据本发明实施例的组合获取的聚氨酯发泡剂的性能指标，与现有技术中的聚氨酯发泡剂相比本发明的聚氨酯发泡剂的抗氧化性及使用硬度，保证了聚氨酯发泡剂的实用性。

表1为实施例1～3制备所得聚氨酯发泡剂的性能指标。

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3
				密度(kg/m3)	62	64	59
抗氧化率(％)	70	66	76
				压陷硬度(N)	190	210	197
抗拉强度(Kpa)	0.4	0.5	0.46
				撕裂强度(kN/m)	0.44	0.25	0.3
伸长率(％)	100	97	105
				外观	平整，无起皮	较平整，无起皮	平整，无起皮

表1实施例1～3制备所得聚氨酯发泡剂的性能指标

实施例4

针对上述实施例1-3，本发明分别对在完成A组分与B组分混合后，再增加分别增加C组分：将硼砂与聚乙烯醇按照配比放入反应釜中进行混合搅拌，所述A组分、B组分、C组分制备结束后，按照(A+B：C)＝80:1的质量比分别将A组分、B组分、C组分灌入气雾罐中，双组份聚氨酯发泡剂制备结束。

具体的，在上述实施例1的基础上，加入0.5硼砂与0.5聚乙烯醇；

具体的，在上述实施例2的基础上，加入0.8％硼砂与1.0％聚乙烯醇；

具体的，在上述实施例3的基础上，加入1.0％硼砂与2.0％聚乙烯醇。

通过检测双组份聚氨酯发泡剂的使用实验效果，对比加入C组分的发泡剂与现有产品的拟合力，通过测试，当对该发泡剂使用在木质、金属门窗后，加入C组分的发泡剂与没有加入使用加入C组分的发泡剂相比，加入C组分的发泡剂的产品的拟合力提高40％-65％。通过C组分，增加使用产品的拟合力。

本发明还提供了一种聚氨酯发泡剂的制备方法，包括以下步骤：

制作A组分，将聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂、表面活性剂、阻燃剂、扩链剂和交联剂转移至反应釜中搅拌60min，所述反应釜的搅拌转速为250～270r/min,并控制所述反应釜内的温度为40℃；搅拌60min后所述反应釜中加入发泡剂继续搅拌30min；

制作B组分，将异氰酸酯、泡沫稳定剂按照比例加入另一反应釜中进行混合，控制所述反应釜的搅拌转速为130～140r/min,并控制所述反应釜内的温度为60℃；搅拌45min后所述反应釜中加入发泡剂继续搅拌30min；

将所述A组分和所述B组分按比例A：B＝100:70～80灌入气雾罐中，制得聚氨酯发泡剂。

本发明的聚氨酯发泡剂的制备方法通过控制聚氨酯发泡剂制备过程中的参数，方便了所述聚氨酯发泡剂的制备。

在完成A组分与B组分混合后，再增加分别增加C组分：将硼砂与聚乙烯醇按照配比放入反应釜中进行混合搅拌，所述A组分、B组分、C组分制备结束后，按照(A+B)：C＝80:1的质量比分别将A组分、B组分、C组分灌入气雾罐中。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种聚氨酯发泡剂，其特征在于：所述聚氨酯发泡剂包括质量比为A：B＝100:70～80的A组分和B组分，所述A组分由以下原料组成(质量百分比)：

所述B组分由以下原料组成(质量百分比)：

异氰酸酯75～90％

发泡剂45～55％

泡沫稳定剂5～10％。

2.根据权利要求所述的聚氨酯发泡剂，其特征在于：所述聚醚多元醇是以丙三醇为起始剂，数均分子量为4500～5000，且用环氧丙烷封端的聚氧化丙烯三元醇。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡剂，其特征在于：所述聚酯多元醇为数均分子量为4500～5000的芳香族聚酯多元醇。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡剂，其特征在于：所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、纯MDI、碳化二亚胺改性MDI和MDI-50的至少两种混合而成。

5.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡剂，其特征在于：所述催化剂为二甲基环己胺、二甲基苄胺、三乙胺、吡啶中任一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡剂，其特征在于：所述表面活性剂为多聚甲基硅氧烷和磺化的蓖麻醇钠盐。

7.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡剂，其特征在于，所述聚氨酯发泡剂还包含0.5～1％硼砂与0.5～2％聚乙烯醇。

8.一种聚氨酯发泡剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

制作A组分，将聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂、表面活性剂、阻燃剂、扩链剂和交联剂转移至反应釜中搅拌60min，所述反应釜的搅拌转速为250～270r/min,并控制所述反应釜内的温度为40℃；搅拌60min后所述反应釜中加入发泡剂继续搅拌30min；

制作B组分，将异氰酸酯、泡沫稳定剂按照比例加入另一反应釜中进行混合，控制所述反应釜的搅拌转速为130～140r/min,并控制所述反应釜内的温度为60℃；搅拌45min后所述反应釜中加入发泡剂继续搅拌30min；

将所述A组分和所述B组分按比例A：B＝100:70～80灌入气雾罐中，制得聚氨酯发泡剂。