超低gwp环保型工程喷涂聚氨酯保温材料及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于：包括按照重量份的多组份Ⅰ和组份Ⅱ，其中组份Ⅰ组成包括以下：低粘度高管能度聚醚多元醇A为：20?30份；低羟值高管能度聚醚多元醇B为：10?30份；芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为：30?50份；含磷类阻燃剂为：10?30份；含磷卤类阻燃剂为：20?30份；泡沫稳定剂：1?3份；催化剂：4?8份；水：1?3份；低GWP环保型LBA发泡剂：10?20份；组份Ⅱ为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。同时本发明涉及该保温材料的制造方法，本发明生产聚氨酯保温材料，其产品性能与141B发泡剂生产的产品性能相当，并且生产过程中发泡剂挥发产生的气体具有超低GWP及零ODP特性。
【专利说明】
超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料及制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及聚氨酯制备领域，尤其是涉及一种超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保 温材料及制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯硬泡体是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数仅0.020 ~0.025W/(m* κ )，是目前所有保温材料中导热系数最低的。所以使用硬质聚氨酯泡沫塑料 来替代传统保温材料，主要应用在建筑物外墙保温，屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、 管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等。已经成为主导市场的保温节能产品之 〇
[0003] 聚氨酯喷涂施工工艺的优点主要包括以下几个方面：
[0004] (1)、喷涂生产效率高，尤其适用于大面积、异形物体的绝热处理，成型速度快，生 产效率高，施工速度非常快。
[0005] (2)、喷涂聚氨酯发泡现场施工灵活性、操作性非常方便，准备时间短，随到随喷， 不需要模具预热等复杂的准备工作。
[0006] (3)、对于各种形状的基材，不论是平面、立面还是顶面，不论是圆形、球形还是其 他不规则形状的复杂物体，都可以直接实施喷涂发泡加工，不需昂贵的模具制造费用。
[0007] 目前国内广泛使用的聚氨酯喷涂发泡剂，大多数为HCFC-141B，少数使用HFC-245fa。其中HCFC-141B是一种非环保型发泡剂，对大气臭氧层有破坏作用，欧美等发达国家 已经禁止使用，中国将在2030年前完全淘汰。而HFC-245fa虽然0DP值为0，但是GWP值较高， 只能作为一种过渡产品使用。而本发明所使用的LBA发泡剂是最新一代环保型发泡剂，其 0DP值为0，GWP值非常低，是目前为止较理想的环保型发泡剂。
[0008] 表一:各种发泡剂性能对比(数据来源霍尼韦尔公司）
[0009]
[0010]由于目前最新一代环保型发泡剂LBA价格较昂贵，大约是HCFC-141B价格5-6倍，所 以等比例替代141B推广比较困难，所以本发明就是通过配方中加入特定的低粘度低羟值高 管能度聚醚多元醇、芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇，降低环保型发泡剂LBA的用量来降低 原材料成本，，通过调整与水与催化剂等助剂用量，形成超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯组 合聚醚多元醇，再与多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)混合反应形成超低GWP环保型工程 喷涂聚氨酯保温材料。使用本发明生产聚氨酯保温材料，其产品性能与141B发泡剂生产的 产品性能相当，并且生产过程中发泡剂挥发产生的气体具有超低GWP(全球变暖潜能值)及 零ODP(消耗臭氧潜能值)特性，是理想的环保型工程喷涂聚氨酯保温材料替代品。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是为了提供一种超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料及制备方 法，本发明通过配方中加入特定的低粘度低羟值高管能度聚醚多元醇、芳香烃类低粘度阻 燃聚酯多元醇，及使用最新一代环保型超低GWP发泡剂LBA，与水催化剂等助剂一起混合，同 时通过调整水与催化剂等助剂的比例来降低环保型发泡剂LBA的用量来降低原材料成本， 最终形成超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯组合聚醚多元醇，再与苯基多亚甲基多异氰酸酯 (PAPI)混合反应形成超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料。用本发明生产聚氨酯保温 材料，其产品性能与141B发泡剂生产的产品性能相当，并且生产过程中发泡剂挥发产生的 气体具有超低GWP(全球变暖潜能值)及零0DP(消耗臭氧潜能值)特性，是理想的环保型工程 喷涂聚氨酯保温材料替代品。
[0012] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：
[0013]超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:包括按照重量份的多组份 I和组份Π ，其中组份I组成包括以下：
[0014]低粘度高管能度聚醚多元醇A为:20-30份；
[0015]低羟值高管能度聚醚多元醇B为：10-30份；
[0016]芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为:30-50份；
[0017]含磷类阻燃剂为：10-30份；
[0018]含磷卤类阻燃剂为:20-30份；
[0019]泡沫稳定剂：1-3份；
[0020] 催化剂:4-8份；
[0021]水：1-3 份；
[0022] 低GWP环保型LBA发泡剂：10-20份；
[0023] 组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
[0024] 对本发明做进一步优选，所述低粘度高管能度聚醚多元醇A为蔗糖、甘油、二甘醇 等为起始剂和环氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量800-1000，粘度1000_ 2000mpa · s (25 °C)，羟值250-300mgK0H/g。
[0025] 对本发明做进一步优选，所述低羟值高管能度聚醚多元醇B为笨酚、二乙醇胺、TDA 等为起始剂和环氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量800-1000，粘度2000_ 3000mpa · s (25 °C)，羟值200-250mgK0H/g。
[0026] 对本发明做进一步优选，所述芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为苯酐、对苯二甲 酸系列高芳烃含量聚酯多元醇，平均分子量500-800,粘度1000-2500mpa.s(25°C)，羟值 200-250mgK0H/g〇
[0027] 对本发明做进一步优选，所述含磷阻燃剂为磷酸酯类，可以是磷酸三乙酯、甲基磷 酸二甲酯中的任意一种或二种组合。
[0028]对本发明做进一步优选，所述含磷卤类阻燃剂为TCEP、TCPP、TDCP中的任意一种或 几种组合。
[0029] 对本发明做进一步优选，所述泡沫稳定剂为硅酮类表面活性剂。本发明中的泡沫 稳定剂采用南京美思德AK8805，AK8811等等，或者其他类似的也可以。
[0030] 对本发明做进一步优选，所述催化剂为胺类、季胺盐类。本发明中的催化剂采用美 国气体公司二甲基环己胺、PC41、TMR_2等，或者其他类似的也可以。
[0031] 对本发明做进一步优选，所述发泡剂为低GWP环保型LBA发泡剂，为美国霍尼韦尔 公司产品。
[0032] 对本发明做进一步优选，超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于： 包括按照重量份的多组份I和组份Π ，其中组份I组成包括以下：
[0033]低粘度高管能度聚醚多元醇A为:20-25份；
[0034]低羟值高管能度聚醚多元醇B为：10-20份；
[0035]芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为:30-40份；
[0036]含磷类阻燃剂为：10-20份；
[0037]含磷卤类阻燃剂为:20-25份；
[0038]泡沫稳定剂：1-3份；
[0039] 催化剂:4-8份；
[0040]水:1-3 份；
[0041 ] 低GWP环保型LBA发泡剂：10-15份；
[0042]组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
[0043] -种制造高阻燃PIR体系聚氨酯保温材及其制备方法，其特征在于：
[0044] 首先将上述组份I中的各个组份按比例均匀混合后，形成组份I;
[0045] 接着组份I与组份Π 之间的比例如下：
[0046] 组份I:组份 Π 在100:100-100:120之间；
[0047] 最后通过喷涂发泡机械设备均匀混合，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
[0048] 与现有技术相比较，本发明具有以下的有益效果：
[0049] 本发明通过配方中加入特定的低粘度低羟值高管能度聚醚多元醇、芳香烃类低粘 度阻燃聚酯多元醇，及使用最新一代环保型超低GWP发泡剂LBA，与水催化剂等助剂一起混 合，同时通过调整水与催化剂等助剂的比例来降低环保型发泡剂LBA的用量来降低原材料 成本，最终形成超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯组合聚醚多元醇，再与苯基多亚甲基多异氰 酸酯(PAPI)混合反应形成超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料。用本发明生产聚氨酯 保温材料，其产品性能与141B发泡剂生产的产品性能相当，并且生产过程中发泡剂挥发产 生的气体具有超低GWP (全球变暖潜能值)及零0DP (消耗臭氧潜能值)特性，是理想的环保型 工程喷涂聚氨酯保温材料替代品。
[0050] 为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐 述。
【具体实施方式】
[0051 ]以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0052]本发明涉及了一种超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:包括 按照重量份的多组份I和组份π，其中组份I组成包括以下：
[0053]低粘度高管能度聚醚多元醇A为:20-30份；
[0054]低羟值高管能度聚醚多元醇B为:10-30份；
[0055]芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为:30-50份；
[0056]含磷类阻燃剂为：10-30份；
[0057]含磷卤类阻燃剂为:20-30份；
[0058]泡沫稳定剂：1-3份；
[0059] 催化剂:4-8份；
[0060] 水：1-3 份；
[0061 ] 低GWP环保型LBA发泡剂：10-20份；
[0062]组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
[0063] 本发明中所述低粘度高管能度聚醚多元醇A为蔗糖、甘油、二甘醇等为起始剂和环 氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量800-1000,粘度1000-2000mpa.s(25°C)，羟值 250-300mgK0H/g，所述低羟值高管能度聚醚多元醇B为笨酚、二乙醇胺、TDA等为起始剂和环 氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量800-1000,粘度2000-3000mpa.s(25°C)，羟值 200-250mgK0H/g，所述芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为苯酐、对苯二甲酸系列高芳烃含 量聚酯多元醇，平均分子量500-800，粘度1000-2500mpa · s (25°C)，羟值200-250mgK0H/g，含 磷阻燃剂为磷酸酯类，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯中的任意一种或二种组合，含 磷卤类阻燃剂为TCEP、TCPP、TDCP中的任意一种或几种组合，所述泡沫稳定剂为硅酮类表面 活性剂。本发明中的泡沫稳定剂采用南京美思德AK8805，AK8811等等，或者其他类似的也可 以，所述催化剂为胺类、季胺盐类。本发明中的催化剂采用美国气体公司二甲基环己胺、 PC41、TMR-2等，或者其他类似的也可以，所述发泡剂为141B。
[0064] 本发明涉及一种制造高阻燃PIR体系聚氨酯保温材及其制备方法，其特征在于：
[0065] 首先将上述组份I中的各个组份按比例均匀混合后，形成组份I;接着组份I与组份 Π 之间的比例如下，组份I:组份Π 在100:100-100:120之间；最后通过喷涂发泡机械设备均 匀混合，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
[0066] 实施例1:
[0067]本实施例公开了一种高阻燃PIR体系聚氨酯保温材及其制备方法，其特征在于:其 特征是以多组份I和组份Π 为原料，先复配组份I如下（按重量份计）：低粘度高管能度聚醚 多元醇A为25份;低羟值高管能度聚醚多元醇B为15份;芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为 40份;含磷类阻燃剂为DMMP 20份;含磷卤类阻燃剂为TCPP 25份;泡沫稳定剂AK8805 2份； 催化剂PC8:4份，TMR-2:2份;水:2.5份;发泡剂LBA: 15份。将上述各组份加入密闭的容器中 混合均匀形成组份I。
[0068] 其中阻燃剂为DMMP及TCPP为扬州晨化公司产品，泡沫稳定剂AK8805为南京美思 德公司产品，催化剂PC8/TMR-2为美国气体公司产品，发泡剂LBA为美国霍尼韦尔公司产品； 发泡剂141B为浙江三美公司产品，组份Π 为烟台万华公司PM-200。
[0069] 将组份I和组份Π 按比例100:105加入容器中混合搅拌均匀，再倒入相应的模倶中 熟化成型就制成超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料。
[0070] 为了方便比较，将市场上普通阻燃聚氨酯泡沫制品合成配方对照如下：
[0071] 另外，本发明同时采用了不同配方组份的实施例2、实施例3和实施例4,制造过程 与实施例1完全一样，为了方便比较且清楚，同时将市场上普通阻燃聚氨酯泡沫制品合成配 方对照，特制作出表二，具体如下：
[0072] 表二：
[0073]
[0074] 表三:泡沫性能指标
[0075]
[0076] 本发明中的以上所有测试都是按照国家相关标准进行测试。通过上述对比可以发 现，采用LBA发泡剂的超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温泡沫和采用141b发泡剂的普通阻 燃喷涂聚氨酯泡沫所有性能指标相接近，都达到了国家对外墙喷涂聚氨酯保温材料的性能 指标要求。而且比采用141b型及245fa型发泡剂的喷涂料具有更低的GWP值，更加环保节能， 是今后聚氨酯工程喷涂料的发展趋势。
[0077]以上所述仅为本发明的一个实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关 键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
【主权项】
1. 超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:包括按照重量份的多组份I 和组份Π ，其中组份I组成包括以下： 低粘度高管能度聚醚多元醇A为:20-30份； 低羟值高管能度聚醚多元醇B为：10-30份； 芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为:30-50份； 含磷类阻燃剂为：10-30份； 含磷卤类阻燃剂为:20-30份； 泡沫稳定剂:1-3份； 催化剂:4-8份； 水:1-3份； 低GWP环保型LBA发泡剂：10-20份； 组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。2. 根据权利要求1所述超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:超低GWP 环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:包括按照重量份的多组份I和组份Π ，其中 组份I组成包括以下： 低粘度高管能度聚醚多元醇A为:20-25份； 低羟值高管能度聚醚多元醇B为：10-20份； 芳香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为:30-40份； 含磷类阻燃剂为：10-20份； 含磷卤类阻燃剂为:20-25份； 泡沫稳定剂:1-3份； 催化剂:4-8份； 水:1-3份； 低GWP环保型LBA发泡剂：10-15份； 组份Π 为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。3. 根据权利要求1所述超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:所述低 粘度高管能度聚醚多元醇A为蔗糖、甘油、二甘醇等为起始剂和环氧乙烷、丙烷合成的聚醚 多元醇，平均分子量800-1000，粘度 1000-2000mpa. s(25°C)，羟值250-300mgK0H/g。4. 根据权利要求1所述超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:所述低 羟值高管能度聚醚多元醇B为笨酚、二乙醇胺、TDA等为起始剂和环氧乙烷、丙烷合成的聚醚 多元醇，平均分子量800-1000，粘度2000-3000mpa · s (25 °C)，羟值200-250mgK0H/g。5. 根据权利要求1所述超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:所述芳 香烃类低粘度阻燃聚酯多元醇C为苯酐、对苯二甲酸系列高芳烃含量聚酯多元醇，平均分子 量500-800，粘度 1000-2500mpa · s (25 °C)，羟值200-250mgK0H/g。6. 根据权利要求1所述超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:含磷阻 燃剂为磷酸酯类，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯中的任意一种或二种组合。7. 根据权利要求1所述超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:含磷卤 类阻燃剂为TCEP、TCPP、TDCP中的任意一种或几种组合。8. 根据权利要求1所述超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:所述泡 沫稳定剂为硅酮类表面活性剂，所述催化剂为胺类、季胺盐类。9. 根据权利要求1所述超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于:所述发 泡剂为低GWP环保型LBA发泡剂。10. -种制造如权利要求1所述超低GWP环保型工程喷涂聚氨酯保温材料，其特征在于： 首先将上述组份I中的各个组份按比例均匀混合后，形成组份I; 接着组份I与组份Π 之间的比例如下： 组份I:组份Π 在100:100-100:120之间； 最后通过喷涂发泡机械设备均匀混合，形成高阻燃PIR体系聚氨酯保温材料。
【文档编号】C08G18/42GK105906775SQ201610171350
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】余仁根, 王夏春
【申请人】绍兴市辰星聚氨酯有限公司