硬质聚氨酯泡沫及原料组合物、组合聚醚、制备方法和用途
【专利摘要】本发明公开了一种硬质聚氨酯泡沫及原料组合物、组合聚醚、制备方法和用途。该组合聚醚，其原料包括质量份数的：4~6份聚醚多元醇SA380、4~6份聚醚多元醇DL-1000D、0.2~0.3份泡沫稳定剂、0.1~0.2份催化剂和0.3~0.4份水；聚醚多元醇SA380和聚醚多元醇DL-1000D的质量份数之和为10；催化剂为N,N-二甲基苄胺和1,3,5-三（二甲氨基丙基）-六氢三嗪的复合催化剂。该组合聚醚以水为发泡剂，具有零ODP值、零GWP值的优点。该制备方法无需设备改造，生产操作安全，且原料易得，成本低廉。该硬质聚氨酯泡沫具有优异的尺寸稳定性、抗压强度和导热系数，尤其适合用于管道保温。
【专利说明】硬质聚氨酯泡沬及原料组合物、组合聚醚、制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚氨酯材料领域，尤其涉及一种硬质聚氨酯泡沫及原料组合物、组合聚醚、制备方法和用途。
【背景技术】
[0002]在石油化工行业中管道的保温(冷)常采用岩棉、硅酸铝等保温(冷)材料，随着科技的发展和技术的进步，越来越多的新型保温(冷)材料不断的出现，聚氨酯泡沫塑料就是其中之一。它们具有表观密度低，一定的强度，导热系数低，保温性能好等特点。
[0003]目前管道聚氨酯泡沫塑料生产过程中大多采用二氯一氟乙烷(又称HCFC-HlBMt为物理发泡剂。众所周知，氯氟烃(又称CFC)系列制冷剂产品对大气臭氧层具有破坏作用，形成温室效应，并增加皮肤癌的患病率。随着人们对环境保护意识的增强，消耗臭氧层的物质被逐步淘汰，以前聚氨酯硬质泡沫的发泡剂多为CFC系列产品，而替代品HCFC-141B对臭氧层也有一定破坏作用。中国已于1991年成为蒙特利尔公约签字国之一，因此，同样面临着如何寻找HCFC-141B的替代品的严峻考验。
[0004]出于对HCFC-141B发泡设备直接切换、安全性能、泡沫性能各方面等因素的考虑，全水发泡体系将是最具有环保意义的发泡体系，其臭氧消耗潜能值(简称ODP值)为零，无毒。然而全水发泡体系与HCFC-141B体系相比较存在粘度较大,尺寸稳定性较差等缺点。
【发明内容】
[0005]本发明所解决的技术问题在于克服现有技术中的硬质聚氨酯泡沫多采用CFC系列发泡剂，对环境造成破坏 ，而全水发泡体系又存在粘度大、尺寸稳定性差的缺陷，提供一种硬质聚氨酯泡沫及原料组合物、组合聚醚、制备方法和用途。本发明的组合聚醚无毒环保，ODP值为零，全球变暖潜能值(又称GWP值)为零。本发明的制备方法所制得的硬质聚氨酯泡沫尤其适合用于管道保温，其具有优异的尺寸稳定性，抗压强度高并且导热系数低。
[0006]本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
[0007]本发明提供了一种组合聚醚，其原料包括下述质量份数的组分:4飞份聚醚多元醇SA380、4~6份聚醚多元醇DL-1000D、。.2~0.3份泡沫稳定剂、0.1~0.2份催化剂和0.3^0.4份水；其中，所述聚醚多元醇SA380和所述聚醚多元醇DL-1000D的质量份数之和为10 ;所述催化剂为N，N-二甲基苄胺和1，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪的复合催化剂。
[0008]其中，所述的聚醚多元醇SA380为山东蓝星东大的市售产品，其25°C下的粘度为2500"3500mPa *s,官能度 4，数均分子量 560~420，羟值 36(T400mgK0H/g，水分小于 0.lwt%。
[0009]其中，所述的聚醚多元醇DL-1000D为山东蓝星东大的市售产品，其25°C下的粘度为12(Tl80mPa.s，官能度2，数均分子量965~1035，羟值108~115mgK0H/g，水分小于0.lwt%。
[0010]其中，所述的泡沫稳定剂可为硬质聚氨酯泡沫领域常规使用的各种泡沫稳定剂，较佳地为硅酮类泡沫稳定剂，更佳地美国迈图高新材料集团生产的泡沫稳定剂L-6900。
[0011 ] 其中，所述复合催化剂中，所述N，N- 二甲基苄胺和1，3，5-三(二甲氨基丙基)_六氢三嗪的质量比较佳地为2: f 4:1。
[0012]其中，所述的水可为本领域常规使用的水，较佳地为去离子水。
[0013]本发明的组合聚醚可根据本领域的常规方法进行制备。本发明较佳地将上述各组分按其质量份数在常温下搅拌混合，放料即得。其中，所述的搅拌的转速较佳地为300-700转/分钟，更佳地为500转/分钟。所述搅拌的时间较佳地为0.5^1小时。所述的搅拌较佳地在混合釜中进行。所述的混合釜较佳地为不锈钢混合釜。
[0014]本发明还提供了一种硬质聚氨酯泡沫原料组合物，其包括所述的组合聚醚以及异
氰酸酯。
[0015]其中，所述的组合聚醚和所述的异氰酸酯的质量比可根据本领域常规方法进行选择，较佳地为1:1.4^1:1.8，更佳地为1:1.5^1:1.7。
[0016]其中，所述的异氰酸酯可为本领域常规使用的异氰酸酯，较佳地为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，又称聚合MDI。所述的异氰酸酯更佳地为烟台万华聚氨酯股份有限公司生产的异氰酸酯ΡΜ-200。
[0017]本发明的聚氨酯泡沫原料组合物在使用前，所述的组合聚醚以及所述异氰酸酯始终不相接触，因此可以套装的形式出售和保存该聚氨酯泡沫原料组合物，使用时将所述的组合聚醚和所述异氰酸酯混合，即可。
[0018]本发明还提供了一种硬质聚氨酯泡沫的制备方法，其包括下述步骤:将所述聚氨酯泡沫原料组合物发泡，浇注成型，即得。
[0019]其中，所述发泡的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。所述的发泡较佳地采用高压发泡机或手工电钻发泡。所述发泡的温度较佳地为20-25°C。所述手工电钻发泡的电钻转速较佳地为2500-3500转/分钟，更佳地为3000转/分钟。
[0020]其中，所述浇注的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。
[0021]其中，所述成型的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。所述的成型较佳地在模具中进行。
[0022]本发明还提供了一种由上述制备方法制得的硬质聚氨酯泡沫。
[0023]本发明还提供了所述硬质聚氨酯泡沫作为管道保温层的用途。
[0024]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0025]本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0026]本发明的积极进步效果在于:
[0027](I)本发明以水为发泡剂，具有零ODP值、零GWP值的优点，完全符合管道聚氨酯保温行业中替代HCFC-141B的环保要求；
[0028](2)无需设备改造，生产操作安全；
[0029](3)原料易得，成本低廉；
[0030](4)本发明 得到的硬质聚氨酯泡沫具有优异的尺寸稳定性、抗压强度和导热系数，尤其适合用于管道保温。【具体实施方式】
[0031]下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
[0032]下述实施例中，所用的份数均为质量份，所用的原料来源如下:
[0033]聚醚多元醇SA380和聚醚多元醇DL-1000D购于山东蓝星东大化工有限责任公司；
[0034]硅酮类泡沫稳定剂L-6900购于美国迈图高新材料集团；
[0035]异氰酸酯PM200购于烟台万华聚氨酯股份有限公司。
[0036]聚醚多元醇SA460和聚醚多元醇2010购于淄博诺立化工有限公司。
[0037]实施例1
[0038]( I)组合聚醚的制备:
[0039]4份聚醚多元醇SA380、6份聚醚多元醇DL-1000D、0.2份硅酮类泡沫稳定剂L-6900、0.1份N，N- 二甲基苄胺、0.03份1，2，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪和0.37份去离子水。
[0040]根据上述配方，将各成分加入不锈钢混合釜内，室温下以500转/分的转速搅拌I小时，放料即得。
[0041](2)硬质聚氨酯泡 沫的制备:
[0042]将实施例1的组合聚醚与异氰酸酯PM-200按照质量比1: 1.6于20°C混合，采用高压发泡机发泡，注入模具中制得芯部密度为50Kg/m3的管道保温用硬质聚氨酯泡沫，该硬质聚氨酯泡沫的物理性能见表1。
[0043]对比实施例1
[0044](I) HCFC-141B型组合聚醚的制备:
[0045]4份聚醚多元醇SA460、6份聚醚多元醇2010、0.2份硅酮类泡沫稳定剂L-6900、0.1份N，N- 二甲基苄胺、0.04份1，2，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪，2份HCFC-141B和0.15份去尚子水。
[0046]根据上述配方，将各成分加入不锈钢混合釜内，室温下以500转/分的转速搅拌I小时，放料即得HCFC-141B型组合聚醚。
[0047](2)硬质聚氨酯泡沫保温材料的制备:
[0048]将对比实施例1的HCFC-141B型组合聚醚与异氰酸酯PM-200按照质量比1: 1.6于20°C混合，采用高压发泡机发泡，注入模具中制得芯部密度为50Kg/m3的管道用硬质聚氨酯泡沫，该硬质聚氨酯泡沫的物理性能见表1。
[0049]表1实施例1和对比实施例1的硬质聚氨酯泡沫的物理性能
【权利要求】
1.一种组合聚醚，其原料包括下述质量份数的组分:4~6份聚醚多元醇SA380、4~6份聚醚多元醇DL-1000D、0.2^0.3份泡沫稳定剂、0.1-θ.2份催化剂和0.3^0.4份水，其中，所述聚醚多元醇SA380和所述聚醚多元醇DL-1000D的质量份数之和为10 ;所述催化剂为N, N- 二甲基苄胺和1，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪的复合催化剂。
2.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于，所述的泡沫稳定剂为硅酮类泡沫稳定剂；和/或，所述的水为去离子水。
3.如权利要求2所述的组合聚醚，其特征在于，所述的泡沫稳定剂为泡沫稳定剂L-6900。
4.如权利要求1-3任一项所述的组合聚醚，其特征在于，所述复合催化剂中，所述N, N- 二甲基苄胺和1，3，5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪的质量比为2: f 4:1。
5.一种硬质聚氨酯泡沫原料组合物，其包括如权利要求f 4任一项所述的组合聚醚以及异氰酸酯。
6.如权利要求5所述的硬质聚氨酯泡沫原料组合物，其特征在于，所述的组合聚醚和所述的异氰酸酯的质量比为1: 1.r1: 1.8，较佳地为1: 1.5^1:1.7 ;和/或，所述的异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯，较佳地为异氰酸酯PM-200。
7.一种硬质聚氨酯泡沫的制备方法，其包括下述步骤:将如权利要求5或6所述的聚氨酯泡沫原料组合物发泡，浇注成型，即得。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述发泡采用高压发泡机或手工电钻发泡；和/或，所述发泡的温度为20-25°C ;和/或，所述的成型在模具中进行。
9.如权利要求7或8所述的制备方法制得的硬质聚氨酯泡沫。
10.如权利要求9所述的硬质聚氨酯泡沫作为管道保温层的用途。
【文档编号】C08G101/00GK103626950SQ201210313752
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月29日 优先权日:2012年8月29日
【发明者】李心强, 李明, 信延垒, 任丽 申请人:上海东大聚氨酯有限公司