一种煤矿充填聚氨酯全水发泡材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发泡材料领域，具体是一种煤矿充填聚氨酯全水发泡材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚氨酯硬泡是一种性能优越的高分子材料，既可作为绝热保温材料，又可作为结构承重材料，在建筑、交通运输、冰箱、冰柜、石油化工管道、航空航天等领域具有广泛的应用。在生产聚氨酯硬泡时，多数采用氯氟烃类发泡剂，其对臭氧层的破坏引起了世界各国的高度重视；加之聚氨酯原料价格昂贵，而一般的全水发泡聚氨酯含水率极低，使得聚氨酯硬泡材料的成本相应的高出很多。
[0003]目前国内虽然有全水发泡项目，但只停留在软泡和管材的适用上，用途局限性较大。本发明开发出了成本低、安全环保(零0DP、低GWP)、反应温度低、阻燃性好、发泡倍率高、泡孔细密的全水发泡聚氨酯材料，在煤矿充填中应用越来越广泛。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种成本低、含水量高、安全环保、发泡倍率高、泡孔细密的煤矿充填聚氨酯全水发泡材料及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种煤矿充填聚氨酯全水发泡材料，由A料和B料组成；所述A料按照质量百分比的原料包括聚醚38-53.5%、乳化剂2-5%、高效阻燃剂3_8%、泡沫稳定剂1_2%、强发泡的反应性催化剂0.5-2%和水40-45% ;所述B料按照质量百分比的原料包括多异氰酸酯80-90%和阻燃剂10-20% ;所述A料与B料的质量比为1:0.7-1.5。
[0006]作为本发明进一步的方案:所述聚醚为聚醚二醇、聚醚三醇、聚醚四醇、五羟基聚醚和六羟基聚醚中的一种或两种以上的混合物。
[0007]作为本发明进一步的方案:所述乳化剂为硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠和SAS仲烷基磺酸钠中的一种或两种以上的混合物。
[0008]作为本发明进一步的方案:所述高效阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、甲基磷酸二甲酯和聚磷酸铵中的一种或两种以上的混合物。
[0009]作为本发明进一步的方案:所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂和有机烯类化合物中的一种或两种的混合物。
[0010]作为本发明进一步的方案:所述强发泡的反应性催化剂为有机金属催化剂和胺类催化剂中的一种或两种的混合物。
[0011]作为本发明进一步的方案:所述有机金属催化剂为二月桂酸二丁基锡、异辛酸铅、异辛酸锌、醋酸钾和油酸钾中的一种或两种以上的混合物，所述胺类催化剂为催化剂PC-8、催化剂Al和催化剂DMAEE的一种或两种以上的混合物。
[0012]作为本发明进一步的方案:所述多异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯PM-200。
[0013]所述的煤矿充填聚氨酯全水发泡材料的制备方法，包括以下步骤:先依次将聚醚、乳化剂、高效阻燃剂、强发泡的反应性催化剂、泡沫稳定剂以及水加入反应容器中，使其充分混合均匀，在搅拌状态下再加入多异氰酸酯和阻燃剂，继续搅拌直到两者混合均匀；待混合溶液搅拌至发白后，倒入模具中发泡。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明所采用A料中的水分含量达到40%，能够和聚醚很好融合并完全参与反应，极大地降低了原料成本，产品发泡倍数高达50%，内部反应温度小于90°C，尤其原料中还没有发泡剂，环保安全无污染，可以很好的应用于煤矿中空充填和各种保温项目。
[0015]由于采用的是高效阻燃剂和特殊的泡沫稳定剂，本发明具有很好的阻燃和抗静电效果，泡孔细密均匀，具有较好的韧性和粘结力。本发明以水作发泡剂，实际上是以水和多亚甲基多苯基异氰酸酯反应生成的0)2气体作发泡剂，其臭氧破坏效应ODP值为零，无毒副作用，因此水是最具吸引力的CFC-1l等发泡剂的最终替代物。此外全水泡沫制备工艺简便，对设备的要求很低，可沿用CFC-11、HCFC-Hlb体系的设备，用特殊的泡沫稳定剂，泡孔细密保温效果好，具有广阔的市场前景。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]实施例1
本发明实施例中，一种煤矿充填聚氨酯全水发泡材料，由A料和B料组成；A料按照质量百分比的原料包括聚醚53.5%、乳化剂2%、高效阻燃剂3%、泡沫稳定剂1%、强发泡的反应性催化剂0.5%和水40% ；B料按照质量百分比的原料包括多异氰酸酯80%和阻燃剂20% ；A料与B料的质量比为1:0.7。聚醚为聚醚四醇。乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐。高效阻燃剂为三(2-氯乙基)磷酸酯。泡沫稳定剂为有机烯类化合物。强发泡的反应性催化剂为二月桂酸二丁基锡。多异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯PM-200。
[0018]所述的煤矿充填聚氨酯全水发泡材料的制备方法，包括以下步骤:先依次将聚醚、乳化剂、高效阻燃剂、强发泡的反应性催化剂、泡沫稳定剂以及水加入反应容器中，使其充分混合均匀，即A料(俗称白料)，在搅拌状态下再加入多异氰酸酯和阻燃剂，即B料(俗称黑料)，继续搅拌直到两者混合均匀；待混合溶液搅拌至发白后，倒入模具中发泡。
[0019]实施例2
本发明实施例中，由A料和B料组成；A料按照质量百分比的原料包括聚醚38-53.5%、乳化剂2-5%、高效阻燃剂3-8%、泡沫稳定剂1_2%、强发泡的反应性催化剂0.5-2%和水40-45% ；B料按照质量百分比的原料包括多异氰酸酯80-90%和阻燃剂10-20% ；A料与B料的质量比为1:0.7-1.5。聚醚为五羟基聚醚。乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。高效阻燃剂为甲基磷酸二甲酯。泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂和有机烯类化合物的混合物。强发泡的反应性催化剂为催化剂DMAEE。多异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯PM-200。
[0020]所述的煤矿充填聚氨酯全水发泡材料的制备方法，包括以下步骤:先依次将聚醚、乳化剂、高效阻燃剂、强发泡的反应性催化剂、泡沫稳定剂