組合聚醚、原料組合物、聚氨酯泡沫及其製備方法和用途

2023-06-24 04:50:56 3

組合聚醚、原料組合物、聚氨酯泡沫及其製備方法和用途
【專利摘要】本發明公開了一種組合聚醚、原料組合物、硬質聚氨酯泡沫及其製備方法和用途。該組合聚醚包括下述重量份數的組分：聚醚多元醇SU-450L?3-5份，聚醚多元醇SA3802-4份，聚醚多元醇NL20103-5份，泡沫穩定劑0.2-0.3份，催化劑0.1-0.3份，戊烷類發泡劑0.7-0.9份和水0.18-0.22份。本發明採用的戊烷類發泡劑具有零ODP值和低GWP值的優點。本發明的硬質聚氨酯泡沫的尺寸穩定性、抗壓強度和導熱係數各方面性能都很優異，適合作為保溫材料在蒸氣、輸油管道等行業中的應用。
【專利說明】組合聚醚、原料組合物、聚氨酯泡沬及其製備方法和用途
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚氨酯領域，尤其涉及一種組合聚醚、一種聚氨酯原料組合物，以及由該原料組合物製得的硬質聚氨酯泡沫及其製備方法和用途。
【背景技術】
[0002]為了能夠有效的利用資源，減少環境汙染，現在城市逐漸採用集中供熱的方式，採用管道輸送熱量。因此，供熱管道保溫效果的好壞直接關係到能源的合理利用。聚氨酯泡沫塑料由於具有優異的隔熱性能、極低的吸溼和防潮性能、耐高溫性能等優點，而成為城市供熱管道保溫的首選材料。
[0003]目前管道組合聚醚大多採用HCFC-141B (—氟二氯乙烷)為物理髮泡劑，然而作為CFC-1l (一氟三氯甲完)的過渡性替代產品，HCFC-141B的消耗臭氧潛能值(簡稱0DP)為0.11，同樣存在臭氧消耗的環保問題。中國作為參與蒙特婁公約的國家，也面臨著尋找HCFC-141B的替代產品的問題。
[0004]通過對聚醚體系的調整，以HFC-245fa (1，1，1，3，3_五氟丙烷)、HFC_365mfc(1，1，1，3，3_五氟丁烷)為發泡劑的聚氨酯均能夠達到管道產品的保溫要求。但是HFC-245fa的沸點只有15°C，替代過程中需要對發泡設備進行改造，並且製得的泡沫表面效果較差，同時其全球變暖潛能值(簡稱GWP)較高(GWP值為1020) ；HFC-365mfc常溫下雖為液體，同時也是易燃易爆的揮發性有機物，市場售價也非常高，同樣其GWP值較高(GWP值為782)，目前推廣難度比較大。
[0005]目前戊烷類發泡劑在室溫下為液態，產品極易獲得、價格低廉，雖然其為易燃易爆產品，但是經過多年的發展安全技術非常成熟，在家電行業成功使用多年，出於HCFC-141B的可替代性、泡沫性能、經濟性各方面的考慮，戊烷類發泡劑與水混合作為發泡劑製備導熱係數低、綜合性能好且成本較低的絕熱發`泡材料是一個新的方向，因此亟需找一種使用於管道保溫領域的管道用戊烷型組合聚醚。

【發明內容】

[0006]本發明所解決的技術問題在於克服了現有的組合聚醚在使用過程中汙染環境不環保，成本高，且使用條件要求高，可操作性差的缺陷，提供了一種環保型組合聚醚、聚氨酯原料組合物、硬質聚氨酯泡沫及其製備方法和用途。本發明的組合聚醚具有零消耗臭氧潛能值和低全球變暖潛能值，對環境友好，成本低，可操作性強。本發明採用戊烷作為發泡劑來製取組合聚醚，以此製得的硬質聚氨酯泡沫的尺寸穩定性、抗壓強度、導熱係數各方面性能都很優異，在管道保溫領域有著廣泛的應用前景。
[0007]本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的。
[0008]本發明提供了一種組合聚醚，其包括下述重量份數的組分:聚醚多元醇SU-450L3-5份，聚醚多元醇SA380 2-4份，聚醚多元醇NL2010 3-5份，泡沫穩定劑0.2-0.3份，催化劑0.1-0.3份，戊烷類發泡劑0.7-0.9份和水0.18-0.22份，其中，所述的聚醚多元醇SU-450L、聚醚多元醇SA380和聚醚多元醇NL2010總和為10份，所述的催化劑為N，N- 二甲基環己胺、N，N- 二甲基苄胺和1，2，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氫三嗪。
[0009]其中，所述的聚醚多元醇SU-450L購自於山東藍星東大化工有限責任公司，其25 °C下的粘度為6000-10000mPa ? s，官能度為4.7，數均分子量為585，羥值為440-460mgK0H/g，水分小於 0.lwt%。
[0010]其中，所述的聚醚多元醇SA380購自於山東藍星東大化工有限責任公司，其25°C下的粘度為2500-3500mPa ? s，官能度為4，數均分子量為590，羥值為360-400mgK0H/g，水分小於0.lwt%。
[0011]其中，所述的聚醚多元醇NL2010購自於淄博諾立化工有限公司，其25°C下的粘度為5000-6000mPa ? s，官能度為4.5，數均分子量為570，羥值為430_440mgK0H/g，水分小於0.lwt%0
[0012]其中，所述的泡沫穩定劑可為硬質聚氨酯泡沫領域常規使用的各種泡沫穩定劑，較佳的為矽酮類泡沫穩定劑，更佳的為南京德美世創化工有限公司生產的泡沫穩定劑AK8805、美國邁圖高新材料(集團)公司生產的泡沫穩定劑L-6900和贏創德固賽特種化學(上海)有限公司生產的泡沫穩定劑B8525中的一種或多種。
[0013]其中，所述的催化劑中，N，N-二甲基環己胺、N，N-二甲基苄胺和1，2，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氫三嗪的質量比較佳的為1:2:1-2:2:1。
[0014]其中，所述的戊烷類發泡劑可為本領域常規使用的戊烷類發泡劑，較佳的為環戊烷、正戊烷和異戊烷中的一種或多種，更佳的為環戊烷。
[0015]其中，所述的水可為本領域常規使用的水，較佳的為去離子水。
[0016]本發明的組合聚醚可根據本領域的常規方法進行製備，較佳的為將上述各組分按其重量份數在常溫下攪拌混合，放料即可。其中，所述攪拌的轉速較佳的為300-700轉/分鐘，更佳地為500轉/分鐘。所述攪拌的時間較佳的為0.5-1小時。所述的攪拌較佳的在混合釜中進行。所述的混合釜較佳的為不鏽鋼混合釜。
[0017]本發明還提供了一種聚氨酯原料組合物，其包括所述的組合聚醚以及異氰酸酯。
[0018]其中，所述的組合聚醚和所述的異氰酸酯的質量比可根據本領域常規方法進行選擇，較佳的為1:1.3-1:1.7，更佳的為1:1.4-1:1.6。
[0019]其中，所述的異氰酸酯可為本領域常規使用的異氰酸酯，較佳的為多苯基多亞甲基多異氰酸酯，又稱聚合MDI。所述的異氰酸酯更佳的為煙臺萬華聚氨酯股份有限公司生產的異氰酸酯PM-200。
[0020]本發明的聚氨酯原料組合物在使用前，所述的組合聚醚以及所述異氰酸酯始終不相接觸，因此可以套裝的形式出售和保存該聚氨酯原料組合物，使用時將所述的組合聚醚和所述異氰酸酯混合，即可。
[0021]本發明還提供了一種硬質聚氨酯泡沫的製備方法，其包括下述步驟:將所述聚氨酯原料組合物發泡，澆注即可。
[0022]其中，所述發泡的方法和條件可為本領域常規的方法和條件。所述的發泡較佳的採用高壓發泡機。所述發泡的溫度較佳的為20-25°C。
[0023]本發明還提供了一種由上述製備方法製得的硬質聚氨酯泡沫。
[0024]本發明還提供了所述的硬質聚氨酯泡沫作為供熱管道保溫材料的應用。[0025]在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。
[0026]本發明所用試劑和原料均市售可得。
[0027]本發明的積極進步效果在於:
[0028]( 1)本發明的組合聚醚以戊烷類物質為發泡劑，因此具有零ODP值和低GWP值的優點，完全符合管道保溫行業中替代HCFC-141B的環保要求；
[0029](2)戊烷常溫下為液體，並且極易獲得，因此本發明的組合聚醚具有價格低廉、安全技術成熟的優點；
[0030](3)本發明得到的組合聚醚具有粘度低、流動性佳的優點；
[0031](4)本發明得到的硬質聚氨酯泡沫具有優異的尺寸穩定性、抗壓強度和導熱係數。
【具體實施方式】
[0032]下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，按照常規方法和條件，或按照商品說明書選擇。
[0033]下述實施例中，所用的原料份數均為重量份，所用到的原料來源如下:
[0034]聚醚多元醇SU450L、聚醚多元醇SA380購於山東藍星東大化工有限責任公司。
[0035]聚醚多元醇NL2010購於淄博諾立化工有限公司。
[0036]矽酮類泡沫穩定劑B8525購於贏創德固賽特種化學(上海)有限公司。
[0037]矽酮類泡沫穩定劑AK8805購於南京德美世創化工有限公司。
[0038]環戊烷購於北京東方亞科力化工科技有限公司。
[0039]異氰酸酯為聚合MDI，購於煙臺萬華聚氨酯合成材料有限公司，型號PM-200。
[0040]聚醚多元醇6207和聚醚多元醇4110購於句容市寧武化工有限公司。
[0041]實施例1
[0042](1)管道用戊烷型組合聚醚的製備
[0043]聚醚多元醇SU450L 5份，聚醚多元醇SA380 2份，聚醚多元醇NL20103份，矽酮類泡沫穩定劑B8525 0.2份，N，N-二甲基環己胺0.10份、N，N-二甲基苄胺0.10份、1，2，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氫三嗪0.05份，環戊烷0.9份和去離子水0.18份。
[0044]根據上述配方，將各成分加入不鏽鋼混合釜內，室溫下以500轉/分的轉速攪拌I小時，放料即得。
[0045](2)硬質聚氨酯泡沫保溫材料的製備
[0046]將實施例1的組合聚醚與異氰酸酯按照質量比1: 1.5的比例在20°C的物料溫度下使用高壓發泡機混合，注入到管道夾層中製得芯部密度約為50Kg/m3的管道用硬質聚氨酯泡沫保溫材料，該硬質聚氨酯泡沫的物理性能見表1。
[0047]對比實施例1
[0048](1) HCFC-141B型組合聚醚的製備
[0049]將聚醚多元醇6207 (其25°C下粘度為12000-16000mPa* S，官能度6，數均分子量730，羥值440-480mgK0H/g，水分小於0.lwt%) 6份，聚醚多元醇4110 (其25°C下粘度為3000-5000mPa ? s』 官能度 4.2，數均分子量 550，羥值 410_450mgK0H/g，水分小於 0.lwt%) 4份，矽酮類泡沫穩定劑AK88050.2份，N，N-二甲基環己胺0.10份，N，N-二甲基苄胺0.10份，
I,2，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氫三嗪0.05份，HCFC-141B 1.8份和去離子水0.18份。
[0050]根據上述配方，將各成分加入不鏽鋼混合釜內，室溫下以500轉/分的轉速攪拌I小時，放料即得。
[0051](2)硬質聚氨酯泡沫保溫材料的製備
[0052]將對比實施例1的組合聚醚與異氰酸酯按照質量比1: 1.5的比例在20°C的物料溫度下使用高壓發泡機混合，注入到管道夾層中製得芯部密度約為50Kg/m3的管道用硬質聚氨酯泡沫保溫材料，該硬質聚氨酯泡沫的物理性能見表1。
[0053]表1實施例1和對比實施例1的硬質聚氨酯泡沫的物理性能
【權利要求】
1.一種組合聚醚，其包括下述重量份數的組分:聚醚多元醇SU-450L 3-5份，聚醚多元醇SA380 2-4份，聚醚多元醇NL2010 3-5份，泡沫穩定劑0.2-0.3份，催化劑0.1-0.3份，戊烷類發泡劑0.7-0.9份和水0.18-0.22份， 其中，所述的聚醚多元醇SU-450L、聚醚多元醇SA380和聚醚多元醇NL2010總和為10份，所述的催化劑為N，N- 二甲基環己胺、N，N- 二甲基苄胺和1，2，3，5-三(二甲氨基丙基)_六氧二嚷。
2.如權利要求1所述的組合聚醚，其特徵在於，所述的泡沫穩定劑為矽酮類泡沫穩定劑；和/或，所述的戊烷類發泡劑為環戊烷、正戊烷和異戊烷中的一種或多種；和/或，所述的水為去離子水。
3.如權利要求1或2所述的組合聚醚，其特徵在於，所述的泡沫穩定劑為泡沫穩定劑AK8805、泡沫穩定劑L-6900和泡沫穩定劑B8525中的一種或多種；和/或，所述的N，N- 二甲基環己胺、N，N-二甲基苄胺和1，2，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氫三嗪的質量比為1:2:1-2:2:1。
4.一種聚氨酯原料組合物，其包括如權利要求廣3中任意一項所述的組合聚醚以及異氰酸酯。
5.如權利要求4所述的聚氨酯原料組合物，其特徵在於，所述的組合聚醚和所述的異氰酸酯的質量比為1: 1.3-1:1.7 ;和/或，所述的異氰酸酯為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
6.如權利要求5所述的聚氨酯原料組合物，其特徵在於，所述的異氰酸酯為異氰酸酯PM-200。
7.一種硬質聚氨酯泡沫的製備方法，其包括下述步驟:將如權利要求4飛中任意一項所述的聚氨酯原料組合物發泡，澆注即可。
8.如權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，所述的發泡採用高壓發泡機；所述的發泡的溫度為20-25°C。
9.如權利要求7或8所述的製備方法製得的硬質聚氨酯泡沫。
10.如權利要求9所述的硬質聚氨酯泡沫作為保溫材料的應用。
【文檔編號】C08J9/14GK103665295SQ201210356921
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月21日 優先權日:2012年9月21日
【發明者】信延壘, 於楠, 許風華, 倪軍 申請人:上海東大聚氨酯有限公司