環保型阻燃高回彈泡沫材料及其製備方法

2023-04-23 05:32:56 1

專利名稱：：環保型阻燃高回彈泡沫材料及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種環保型阻燃高回彈泡沫材料及其製備方法，具體涉及一種無阻燃劑的阻燃型高回彈泡沫材料及其製備方法。
背景技術：
：聚氨酯全稱為聚氨基甲酸，是主鏈上含有重複氨基甲酸酯基團(NHC00)的大分子化合物的統稱。它是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，還可含有醚、酯、脲、縮二脲，脲基甲酸酯等基團。目前聚氨酯泡沫塑料應用廣泛。軟質泡沫塑料主要用於家具及交通工具各種墊材、隔音材料等；硬質泡沫塑料主要用於家用電器隔熱層、屋牆面保溫防水噴塗泡沫、管道保溫材料、建築板材、冷藏車及冷庫隔熱材等；半硬泡沫塑料用於汽車儀錶板、方向盤等。市場上已有各種規格用途的泡沫塑料組合料(雙組分預混料)，主要用於(冷熟化)高回彈泡沫塑料、半硬泡沫塑料、澆鑄及噴塗硬泡沫塑料等。高回彈聚氨酯泡沫材料是聚氨酯泡沫材料的一種。目前高回彈聚氨酯泡沫材料在技術上有兩大挑戰，一是製備環保泡沫材料(及不能使用常規的B料TDI和MDI的混合物)，二是無阻燃劑條件下的阻燃性能。
發明內容本發明的發明人經過大量實驗發現，使用特定組成可以解決上述問題。本發明提供了一種用於形成環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料的組合物，所述組合物包括以下組分(A)聚醚多元醇、交聯劑和複合胺催化劑；以及(B)改性MDI。在本發明的一個優選實例中，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇、活性聚醚多元醇、阻燃型聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、聚四氫呋喃多元醇和/或雜環改性聚醚多元醇。在本發明的一個優選實例中，所述聚醚多元醇的用量是80-99重量％，較好是85-98重量％，更好為86-94重量％，最後為88-92重量％，以A組分的總重量計。在本發明的一個優選實例中，所述交聯劑選自二乙醇胺。在本發明的一個優選實例中，所述交聯劑的用量是0.1-5重量份，較好0.5-3重量份，更好0.5-2重量份，最好0.5-1.5重量份，以100重量份的聚醚多元醇為基準。在本發明的一個優選實例中，所述複合胺催化劑為EF600和/或EF700。在本發明的一個優選實例中，所述複合胺催化劑的用量是0.5-5重量份，較好為0.5-2重量份，更好為0.5-1.5重量份，最好為0.5-1.0重量份，以100重量份聚醚多元醇為基準。在本發明的一個優選實例中，所述A組分包括以下組分40-60重量份的GEP-330NY；60-40重量份的NC701；0.7-1.1重量份的交聯劑；0.6-1.0重量份的複合胺催化劑；0.8-1.2重量份的矽油3415；2.7-3.2重量份的水，其中GEP-330NY和NC701的重量份之和為100，其他組分的重量份數以100重量份的GEP-330NY和NC701為基準。在本發明的一個優選實例中，所述改性MDI包括warmate8019。本發明還提供了一種環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料，所述泡沫材料由以下組分作為主要組分形成(A)聚醚多元醇、交聯劑和複合胺催化劑；以及(B)改性MDI。本發明的環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料在滿足其基本物理性能(如拉伸強度、延伸率、壓縮永久變形、壓縮強度以及撕裂強度等)前提下，其氣味、甲醛、冷凝以及胺的指標達到汽車環保材料標準PV3900、PV3925、PV3015和PV3937的要求。本發明的環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料在不添加任何阻燃劑的情況下，得到的高回彈泡沫阻燃性能良好，氧指數可達26。具體實施例方式本文所公開的「範圍」以下限和上限的形式。可以分別為一個或多個下限，和一個或多個上限。給定範圍是通過選定一個下限和一個上限進行限定的。選定的下限和上限限定了特別範圍的邊界。所有可以這種方式進行限定的範圍是包含和可組合的，即任何下限可以與任何上限組合形成一個範圍。例如，針對特定參數列出了60-120和80-110的範圍，理解為60-110和80-120的範圍也是預料到的。此外，如果列出的最小範圍值1和2，和如果列出了最大範圍值3，4和5，則下面的範圍可全部預料到1-3、1-4、1-5、2-3、2-4、和2-5。在本發明中，除非有其他說明，組合物的各組分的含量範圍以及其優選範圍之間可以相互組合形成新的技術方案。在本發明中，除非有其他說明，各個技術方案的技術特徵可以相互組合形成新的技術方案。為了簡要目的，申請人在說明書中省略了這些組合的具體描述，但是可以認為，本說明書的公開範圍已經具體包含了這些通過組合得到的技術方案。在本發明中，除非有其他說明，「其組合」表示所述各元件的多組分混合物，例如兩種、三種、四種以及直到最大可能的多組分混合物。在本發明中，除非有其他說明，所有「份」和百分數(％)都指重量百分數。在本發明中，除非有其他說明，所有組合物中各組分的百分數之和為100%。在本發明中，除非有其他說明，數值範圍「a-b」表示a到b之間的任意實數組合的縮略表示，其中a和b都是實數。例如數值範圍「0-5」表示本文中已經全部列出了「0-5」之間的全部實數，「0-5」只是這些數值組合的縮略表示。在本發明中，除非有其他說明，整數數值範圍「a-b」表示a到b之間的任意整數組合的縮略表示，其中a和b都是整數。例如整數數值範圍「1-N」表示1、2……N，其中N是整數。在本說明書中提到所有文獻(包括專利公開文本以及非專利公開文獻)都以引用的方式全文插入於此，作為本說明書的一部分。為了簡要起見，本說明書不再對上述文獻的全文進行描述，但並不表示上述文獻的內容並沒有公開在本說明書中。如果沒有明確指出，則本發明中所用的術語「一種」是指「至少一種」。在本發明中，除非有其他說明，所述「烷基」表示C1-C8烷基，例如C1-C6烷基、C1-C4烷基，較好是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基。在本發明中，除非有其他說明，所述「芳基」表示C6-C20芳基，例如C6-C12芳基、C6-C10芳基，較好是苯基等。本發明一方面提供了一種用於形成環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料的組合物，所述組合物包括以下組分(A)聚醚多元醇、交聯劑和複合胺催化劑；以及(B)改性MDI。在本發明中，所述聚醚多元醇是常規的，它可以是本領域中常用的聚醚多元醇。通常，聚醚多元醇是由起始劑(含活性氫基團的化合物)與環氧乙烷(E0)、環氧丙烷(P0)、環氧丁烷(B0)等在催化劑存在下經加聚反應製得。常用的聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇、活性聚醚多元醇、阻燃型聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、聚四氫呋喃多元醇和/或雜環改性聚醚多元醇。在本發明的一個優選實例中，所述聚醚多元醇選自高活性聚醚多元醇GEP330NY，購自中國石化集團資產經營管理有限公司上海高橋分公司和聚合物多元醇NC701，購自美國陶氏化學工業公司。在本發明中，所述聚醚多元醇的用量是常規的，本領域的普通技術人員根據本發明的描述再結合其專業知識可以直接得到所述聚醚多元醇的用量。在本發明的一個優選實例中，所述聚醚多元醇的用量是80-99重量％，較好是85-98重量％，更好為86-94重量％，最後為88-92重量％，以A組分的總重量計。在本發明中，所述交聯劑是常規的，它可以是本領域中常用的交聯劑。通常，交聯劑是一些含有多官能團的活性氫化物，如分子量較小的多元醇和多元胺等的化合物，如1，4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三羥甲基丙烷等。而含有氨基和叔氨原子的多元醇也可以用作交聯劑，並且它們對異氰酸酯和多元醇的反應還具有一定的催化作用，如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等。在本發明的一個優選實例中，所述交聯劑選自CL-420，購自美國氣體化工產品(中國)投資有限公司。在本發明中，所述交聯劑的用量是常規的，本領域的普通技術人員根據本發明的描述再結合其專業知識可以直接得到所述交聯劑的用量。在本發明的一個優選實例中，所述交聯劑的用量是0.1-5重量份，較好0.5-3重量份，更好0.5-2重量份，最好0.5-1.5重量份，以100重量份的聚醚多元醇為基準。在本發明中，所述複合胺催化劑是常規的，它可以由本領域中常用的胺催化劑複合而成。通常，所述複合胺催化劑在化學反應中不僅起到加快化學反應的速度，還可以參與化學反應。在本發明的一個優選實例中，所述複合胺催化劑為EF600、EF700，購自邁圖高新材料集團。在本發明中，所述複合胺催化劑的用量是常規的，本領域的普通技術人員根據本發明的描述再結合其專業知識可以直接得到所述複合胺催化劑的用量。在本發明的一個優選實例中，所述複合胺催化劑的用量是0.5-5重量份，較好為0.5-2重量份，更好為0.5-1.5重量份，最好為0.5-1.0重量份，以100重量份聚醚多元醇為基準。通常，在本發明中，A組分還可以包含其他添加劑，例如但不限於矽油、水等等。在本發明的一個優選實例中，本發明的所述A組分包括以下組分40-60重量份的GEP-330NY；60-40重量份的NC701；0.7-1.1重量份的交聯劑；0.6-1.0重量份的複合胺催化劑；0.8-1.2重量份的矽油3415；2.7-3.2重量份的水，其中GEP-330NY和NC701的重量份之和為100，其他組分的重量份數以100重量份的GEP-330NY和NC701為基準。在本發明的一個優選實例中，本發明的所述A組分包括以下組分tableseeoriginaldocumentpage6在本發明中，作為B組分的物質是一種改性MDI，即改性二苯甲烷二異氰酸酯。在本發明中，「改性」表示對MDI分子進行化學處理之後得到的物質，例如多元醇改性的二苯甲烷二異氰酸酯。通常，多元醇表示乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等等。在本發明的一個優選實例中，所述改性MDI包括warmate8019，購自煙臺萬華聚氨酯股份有限公司。通常，A組分和B組分的重量比為100(30-70)，較好為100(35-60)，更好為100(40-55)，最好為100(45-50)。本發明另一方面提供了一種環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料，所述泡沫材料由以下組分作為主要組分形成(A)聚醚多元醇、交聯劑和複合胺催化劑；以及(B)改性MDI。上述A組分和B組分的定義如本說明書的前面部分所述。下面結合實施例進一步舉例說明本發明。應該理解，下述實施例僅用於說明目的，並不用於限制本發明。實施例MM聚醚多元醇GEP_330NY，中國石化集團資產經營管理有限公司上海高橋分公司聚醚多元醇NC701，美國陶氏化學工業公司聚醚多元醇GEP_330N，中國石化集團資產經營管理有限公司上海高橋分公司聚醚多元醇GP0P_36130，中國石化集團資產經營管理有限公司上海高橋分公司複合胺催化劑EF600，邁圖高新材料集團矽油L-3415，邁圖高新材料集團矽油10366，美國氣體化工產品(中國)投資有限公司交聯劑CL_420，美國氣體化工產品(中國)投資有限公司雙(二甲基胺乙基)醚A-1上海啟光工貿有限公司三乙烯二胺AL-33上海啟光工貿有限公司二乙醇胺上海啟光工貿有限公司三乙醇胺上海啟光工貿有限公司異氰酸酯T-80拜爾公司異氰酸酯44V20拜爾公司改性MDI:Wannata8019，煙臺萬華有限公司表1tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8在20°C，根據表1所列的配方(單位為千克)，將各種原料首先配製成A料和B料。然後，在對比例中以AB為10040的比例，在本發明實施例中以AB為10050的比例混合。用機械攪拌機充分攪拌5-6秒後，將混合物快速倒入加熱至70°C的模具中(模具尺寸400mmX400mmX100mm)，保持5分鐘後脫模，放置3天後測試性能。測試方法和測試結果如下tableseeoriginaldocumentpage8權利要求一種用於形成環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料的組合物，所述組合物包括以下組分(A)聚醚多元醇、交聯劑和複合胺催化劑；以及(B)改性MDI。2.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇、四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇、活性聚醚多元醇、阻燃型聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、聚四氫呋喃多元醇和/或雜環改性聚醚多元醇。3.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於，所述聚醚多元醇的用量是80-99重量％，較好是85-98重量％，更好為86-94重量％，最後為88-92重量％，以A組分的總重量計。4.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於，所述交聯劑選自二乙醇胺。5.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於，所述交聯劑的用量是0.1-5重量份，較好0.5-3重量份，更好0.5-2重量份，最好0.5-1.5重量份，以100重量份的聚醚多元醇為基準。6.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於，所述複合胺催化劑為EF600和/或EF700。7.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於，所述複合胺催化劑的用量是0.5-5重量份，較好為0.5-2重量份，更好為0.5-1.5重量份，最好為0.5-1.0重量份，以100重量份聚醚多元醇為基準。8.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於，所述A組分包括以下組分40-60重量份的GEP-330NY；60-40重量份的NC701；0.7-1.1重量份的交聯劑；0.6-1.0重量份的複合胺催化劑；0.8-1.2重量份的矽油3415；2.7-3.2重量份的水，其中GEP-330NY和NC701的重量份之和為100，其他組分的重量份數以100重量份的GEP-330NY和NC701為基準。9.如權利要求1所述的組合物，其特徵在於，所述改性MDI包括wannate8019。10.一種環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料，所述泡沫材料由以下組分作為主要組分形成(A)聚醚多元醇、交聯劑和複合胺催化劑；以及(B)改性MDI。全文摘要提供了一種用於形成環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料的組合物，所述組合物包括以下組分(A)聚醚多元醇、交聯劑和複合胺催化劑；以及(B)改性MDI。本發明的環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料在滿足其基本物理性能(如拉伸強度、延伸率、壓縮永久變形、壓縮強度以及撕裂強度等)前提下，其氣味、甲醛、冷凝以及胺的指標達到汽車環保材料標準PV3900、PV3925、PV3015和PV3937的要求。本發明的環保阻燃高回彈聚氨酯泡沫材料在不添加任何阻燃劑的情況下，得到的高回彈泡沫阻燃性能良好，氧指數可達26。文檔編號C08G18/48GK101824131SQ201010147708公開日2010年9月8日申請日期2010年4月15日優先權日2010年4月15日發明者曹德忠申請人:上海子元汽車零部件有限公司