一种利用稀土作为发泡助剂的聚氨酯及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料技术领域，具体设及一种利用稀±作为发泡助剂的聚氨醋 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨醋是由二元或多元异氯酸醋与二元或多元哲基化合物进行加聚反应而生成。 自1937年德国I.G.Farben公司的拜耳教授首次发现多异氯酸醋与多元醇能进行加成聚合 反应可W制得聚氨醋后，全球聚氨醋产业已经经过了走十多年的发展，聚氨醋产品已被广 泛应用于交通、建筑、轻工、纺织、机电、航空、医疗卫生等领域。聚氨醋产品已成为全球发展 最快及应用最广泛的高分子合成材料之一，其用量已跃居全球合成材料的第六位。
[0003] 泡沫塑料是聚氨醋合成材料的主要品种之一，它的主要特征是泡沫体内具有多孔 性，因而塑料的相对密度较小，比强度较高。聚氨醋泡沫塑料根据原料W及配方的变化可W 制备成软质、半硬质、硬质泡沫塑料；按原料多元醇的种类可W分为聚醋型、聚離型和植物 多酪类聚氨醋泡沫塑料。目前全球聚氨醋制品中泡沫聚氨醋制品需求量最大。
[0004] 稀±有工业"黄金"之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组 成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性 能。稀±离子具有丰富的电子能级，离子半径较大，电荷较高，且具有较强的配位能力，将稀 ±离子与高分子化合物的极性基团相互作用，为高分子材料改性提供了一种新的途径。
【发明内容】
[0005] 本发明的本发明使用了稀±化合物作为聚氨醋发泡剂，利用了稀±化合物中结晶 水W及活泼的配位键在一定温度下与聚氨醋预聚体中的活性异氯酸醋基（-NCO)发生剧烈 反应，产生C〇2气体，使材料内部形成气泡，而稀±化合物则起到交联剂作用，与聚氨醋发生 配位交联反应，最终形成聚氨醋发泡材料。
[0006] 本发明提供了稀±化合物新的用途一-环保型聚氨醋软泡发泡剂、交联剂，并成 功制备出性能优异的稀±/聚氨醋泡沫材料。该方法可用于各种异氯酸醋体系，可完全不 使用金属催化剂，提高了环保性；不使用其他稳定剂，即可产生形状大小较为均一的泡孔。 由于稀±化合物与异氯酸醋反应迅速激烈，可使发泡材料中异氯酸醋残留量大大降低，同 时顺应了现阶段人们对环保低碳要求。
[0007] 本发明的上述目的是通过如下方案实现的：
[000引一种利用稀±作为发泡助剂的聚氨醋，所述聚氨醋由W下原料配方制备而成，W 质量份数计，所述原料配方为：
[0009] 多元醇；50~80份
[0010] 多异氯酸醋；20~50份
[0011] 稀±化合物；0. 05~5份。
[0012] 优选地，所述的多元醇为聚離多元醇或聚醋多元醇中一种或多种；其中，所述聚離 多元醇为分子量为1000~3000g/mol的聚離二元醇，所述聚離二元醇为聚四氨快喃離二 醇、聚氧四亚甲基二醇、聚环氧化丙締二醇或四氨快喃-环氧丙烷共聚離；所述的聚醋多元 醇为分子量为1000~3000g/mol的聚醋二元醇，所述聚醋二元醇为聚碳酸醋二醇、聚己内 醋二醇或己二酸系聚醋。
[0013] 优选地，所述多异氯酸醋为含两个或两个W上异氯酸醋基团的芳香族异氯酸醋、 脂肪族异氯酸醋、脂环族异氯酸醋中的一种或一种W上混合物。
[0014] 优选地，所述的稀±化合物包括15种铜系元素的氧化物，W及与铜系元素化学性 质相似的轨（Sc)或锭（巧共17种元素的氧化物中的一种W上；所述铜系元素为铜、锦、错、 钦、银、衫、館、乱、铺、铺、狄、巧、镑、镜或错。
[0015] 一种利用稀±作为发泡助剂的聚氨醋的制备方法，所述的聚氨醋首次利用稀±作 为发泡助剂发泡而成，其反应方程式如下所示：
[0016]
【主权项】
1. 一种利用稀土作为发泡助剂的聚氨酯，其特征在于，所述聚氨酯由以下原料配方制 备而成，以质量份数计，所述原料配方为： 多元醇：50~80份 多异氰酸酯：20~50份 稀土化合物：0.05~5份。
2. 如权利要求1所述的利用稀土作为发泡助剂的聚氨酯，其特征在于：所述的多元醇 为聚醚多元醇或聚酯多元醇中一种以上；其中，所述聚醚多元醇为分子量为1000~3000g/ mol的聚醚二元醇，所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚氧四亚甲基二醇、聚环氧化丙 烯二醇或四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚；所述的聚酯多元醇为分子量为1000~3000g/mol的 聚酯二元醇，所述聚酯二元醇为聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇或己二酸系聚酯。
3. 如权利要求1所述的利用稀土作为发泡助剂的聚氨酯，其特征在于：所述多异氰酸 酯为含两个以上异氰酸酯基团的芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、脂环族异氰酸酯中的 一种以上混合物。
4. 如权利要求1所述的利用稀土作为发泡助剂的聚氨酯，其特征在于：所述的稀土化 合物包括镧系元素的氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc)或钇（Y)的氧化物中 的一种以上；所述镧系元素为镧、铺、镨、钕、钷、钐、铕、札、钺、镝、钬、铒、镑、镱或镥。
5. 权利要求1-4任一项所述的利用稀土作为发泡助剂的聚氨酯的制备方法，其特征在 于，所述的聚氨酯利用稀土作为发泡助剂发泡而成，其反应方程式如下所示：
其中，X 为 1-11，y 为 1-20。
6. 根据权利要求5所述的利用稀土作为发泡助剂的聚氨酯的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： (1) 将多元醇在温度80~130°C下真空干燥充分脱水，按异氰酸酯基与羟基的摩尔比 nNCO/nOH = 1. 5:1~5. 0:1加入多异氰酸酯，于50~90°C反应30分钟至2小时，得到端 基为-NCO的聚氨酯预聚体； (2) 步骤（1)得到的端基为-NCO的聚氨酯预聚体中加入一种以上的稀土化合物，以 200r/min~lOOOr/min速度混合均匀，得到聚氨酯预聚体与稀土化合物的混合物； (3) 步骤（2)得到的聚氨酯预聚体与稀土化合物的混合物倒入模具中，在100~120°C 下发泡成型，得到泡沫；所述发泡成型的时间为30分钟至2小时； (4) 步骤（3)得到的泡沫进行室温后熟化处理，熟化时间8~24小时，得到聚氨酯。
【专利摘要】本发明公开了一种利用稀土作为发泡助剂的聚氨酯及其制备方法。该聚氨酯由以下原料配方制备而成，以质量份数计，所述原料配方为:多元醇：50～80份；多异氰酸酯：20～50份；稀土化合物：0.05～5份。其制备方法具体步骤是先用多异氰酸酯与多元醇合成聚氨酯预聚物，再加入一定量稀土化合物搅拌均匀后，迅速浇注在发泡模具中，在一定温度下发泡成型。本发明的聚氨酯泡沫塑料可广泛应用于服装、家居、家具、鞋帽、箱包等行业。
【IPC分类】C08L75-08, C08J9-08, C08L75-06
【公开号】CN104725659
【申请号】CN201510112628
【发明人】贾志欣, 陈丽娟, 陈勇军, 罗远芳, 贾德民
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月13日