一种喷涂气密封堵聚氨酯泡沫及其制备方法与流程

本发明属于聚氨酯泡沫，具体涉及一种喷涂气密封堵聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术：

1、聚氨酯硬质泡沫是一种具有闭孔结构的低密度微孔高分子泡沫塑料，因具有优良的耐化学性、毒性低、力学性能和电绝缘性良好等优点被广泛的应用于建筑、电子电气、化工涂料等领域。

2、在电气领域中，人们常将聚氨酯硬质泡沫作为防凝露气密封堵材料，如端子箱变、风力箱变、光伏箱变、高铁专用箱变及其他电力设备等的防凝露气密封堵，具有密封效果好、操作方便和成本底的优点。具体防凝露封堵原理为：先利用可流动的液体聚氨酯材料对平面进行密封，当液体沉浸于各种缝隙和孔洞中后发生发泡、凝固反应，发泡产生的挤压力，在纵向形成密封体系，从而实现气密封堵。

3、如专利cn106317365b公开的具有高含量生物基材料的生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，由以至少一种生物基聚醚多元醇为原料制备的聚氨酯喷涂组合白料组分与异氰酸酯组分混合发泡聚合生成的。这种产品具有高含量的生物基材料，具有良好的防水保温功能。专利cn113667088a公开了一种防凝露高阻燃性聚氨酯发泡材料及其制备方法，该防凝露高阻燃性聚氨酯发泡材料包括第一组分和第二组分，以重量份计，所述第一组分包括如下原料：聚醚多元醇30-130份、阻燃剂30-60份、发泡剂0.1-0.5份、泡沫稳定剂1-2份、扩链剂1-5份；所述第二组分包括如下原料：多异氰酸酯30-90份和聚醚多元醇10-30份，这种防凝露高阻燃性聚氨酯发泡材料为双组份发泡硬泡材料，具有高闭孔率、高阻燃、高强度的特点，能够有效封堵密封走线孔，从而防止电力环网柜、户外开关柜、户外分接箱等内部出现凝露，提高了安全性。但因被封堵的电力设备经常暴露于太阳光下，而聚氨酯硬质泡沫易受到紫外线的影响发生老化，导致机械性能下降、表面易脆化，气密封堵效果下降，电力设备工作存在很大的安全隐患。因此，需要开发一种耐紫外老化的气密封堵聚氨酯泡沫。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种喷涂气密封堵聚氨酯泡沫及其制备方法，通过向聚氨酯的制备a组分原料中引入含氟二元醇类化合物作为扩链剂，使聚氨酯硬段中产生酰胺键，酰胺键易与氨基甲酸酯键形成氢键，使氨基甲酸酯硬段的定向更好，有序结晶，结晶更完美、结晶度提高，进而改善耐紫外性能，同时也使聚氨酯泡沫的机械性能的稳定性和工作的安全性得到改善；通过向b组分原料中引入1,5-二异氰酸萘作为异氰酸酯，使聚氨酯硬段含有萘环，也进一步提高聚氨酯的耐紫外性能。

2、为实现上述技术方案，本发明采取以下具体技术方案：

3、一种喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，包括a、b双组分，所述a组分包括如下原料：聚合物多元醇、发泡剂、小分子多元醇、含氟二元醇类化合物、催化剂、泡沫稳定剂；所述含氟二元醇类化合物通过含氟酯与氨基二醇类化合物发生反应制得；

4、所述b组分包括如下原料：聚合mdi、1,5-二异氰酸萘。

5、所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫包括a、b双组分，两组分的质量比为1：1-2，所述a组分包括如下重量份的原料：100份聚合物多元醇、1-5份水、1-3份小分子多元醇、3-5份含氟二元醇类化合物、2-6份催化剂、1-3份泡沫稳定剂；

6、所述b组分中1,5-二异氰酸萘用量为聚合mdi的14-18wt%；所述聚合mdi中-nco含量为30-35wt%。

7、优选地，a组分和b组分的质量比为1：1.2-1.5。

8、所述含氟酯与氨基二醇类化合物的摩尔比为1:1.1-1.25。

9、所述含氟酯选自三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、2,3,3,3-四氟丙酸甲酯、2,3,3,3-四氟丙酸乙酯、五氟丙酸甲酯、五氟丙酸乙酯、4,4,4-三氟丁酸甲酯、4,4,4-三氟丁酸乙酯中的一种或两种及以上的组合；所述氨基二醇类化合物选自3-氨基-1,2-丙二醇、2-(氨基甲基)-1,3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、丝氨醇中的一种或两种及以上的组合。

10、具体的，所述含氟二元醇类化合物通过包括如下步骤的方法制得：

11、向反应釜中加入含氟酯、氨基二醇类化合物、溶剂、催化剂，搅拌至混合均匀，升温至回流状态并恒温进行反应，反应结束后减压蒸馏即得含氟二元醇类化合物。

12、所述溶剂选自乙醚、丙酮、甲醇、乙醇中的一种或两种及以上的组合；所述反应时间为5-8h。所述催化剂选自甲醇钠、乙醇钠中的一种，所述催化剂的用量为含氟酯、氨基二醇类化合物总重的0.5-1.0wt%。

13、所述聚合物多元醇的羟值为300-800mgkoh/g，官能度为2-6，聚合物多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇中的一种或两种的组合。

14、所述小分子多元醇选自1,4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷中的一种或两种及以上的组合。

15、所述催化剂选自叔胺类化合物、有机锡类化合物中的一种或两种的组合。所述叔胺类化合物没有特别的限制，本领域常用的即可，可以选自三乙烯二胺、n,n-二甲基环己胺、n,n,n',n'-四甲基-1,6-己二胺、n,n,n',n'',n''-五甲基二乙烯基三胺中的一种或两种及以上的组合。所述有机锡类化合物没有特别的限制，本领域常用的即可，可以选自二月桂酸酯二丁基锡、辛酸亚锡、油酸亚锡中的一种或两种及以上的组合。优选地，催化剂为叔胺类化合物、有机锡类化合物按照质量比4-6:1的复配。

16、所述泡沫稳定剂没有特别的限定，包括但不限于有机硅类泡沫稳定剂。

17、所述发泡剂包括物理发泡剂或化学发泡剂中的一种或两种的组合。所述化学发泡剂为水。所述物理发泡剂没有特别的限制，本领域常用的即可，选自一氟二氯乙烷、三氯氟甲烷、三氯氟乙烷中的一种或两种及以上的组合。

18、本发明还提供了一种喷涂气密封堵聚氨酯泡沫的制备方法，包括如下步骤：

19、称取a组分原料：聚合物多元醇、发泡剂、小分子多元醇、含氟二元醇类化合物、催化剂、泡沫稳定剂混合均匀，得a组分；称取b组分原料聚合mdi、1,5-二异氰酸萘，升温并恒温搅拌均匀，出料得b组分。

20、所述升温为升至60-80℃。

21、本发明通过向聚氨酯的制备a组分原料中引入含氟二元醇类化合物作为扩链剂，耐紫外性能更好，申请人认为可能的原因是聚氨酯硬段中产生酰胺键，酰胺键易与氨基甲酸酯键形成氢键，使氨基甲酸酯硬段的定向更好，有序结晶，结晶更完美、结晶度提高，进而改善耐紫外性能，同时也使聚氨酯泡沫的机械性能的稳定性和工作的安全性得到改善；通过向b组分原料中引入1,5-二异氰酸萘作为异氰酸酯，使聚氨酯硬段含有萘环，也进一步提高聚氨酯的耐紫外性能。

技术特征：

1.一种喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，包括a、b双组分，其特征在于，所述a组分包括如下原料：聚合物多元醇、发泡剂、小分子多元醇、含氟二元醇类化合物、催化剂、泡沫稳定剂；所述含氟二元醇类化合物通过含氟酯与氨基二醇类化合物发生反应制得；

2.如权利要求1所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，其特征在于，a、b两组分的质量比为1：1-2，所述a组分包括如下重量份的原料：100份聚合物多元醇、1-5份水、1-3份小分子多元醇、3-5份含氟二元醇类化合物、2-6份催化剂、1-3份泡沫稳定剂；

3.如权利要求1所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚合mdi中-nco含量为30-35wt%。

4.如权利要求1所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，其特征在于，所述含氟酯与氨基二醇类化合物的摩尔比为1:1.1-1.25。

5.如权利要求1所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，其特征在于，所述含氟酯选自三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、2,3,3,3-四氟丙酸甲酯、2,3,3,3-四氟丙酸乙酯、五氟丙酸甲酯、五氟丙酸乙酯、4,4,4-三氟丁酸甲酯、4,4,4-三氟丁酸乙酯中的一种或两种及以上的组合；所述氨基二醇类化合物选自3-氨基-1,2-丙二醇、2-(氨基甲基)-1,3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、丝氨醇中的一种或两种及以上的组合。

6.如权利要求1所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，其特征在于，所述含氟二元醇类化合物通过包括如下步骤的方法制得：

7.如权利要求6所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，其特征在于，所述溶剂选自乙醚、丙酮、甲醇、乙醇中的一种或两种及以上的组合；恒温进行反应的时间为5-8h；所述催化剂选自甲醇钠、乙醇钠中的一种，所述催化剂的用量为含氟酯、氨基二醇类化合物总重的0.5-1.0wt%。

8.如权利要求1所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚合物多元醇的羟值为300-800mgkoh/g，官能度为2-6，聚合物多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇中的一种或两种的组合。

9.如权利要求1所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫，其特征在于，所述小分子多元醇选自1,4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷中的一种或两种及以上的组合。

10.权利要求1-9任一项所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种喷涂气密封堵聚氨酯泡沫及其制备方法，所述喷涂气密封堵聚氨酯泡沫包括A、B双组分，所述A组分包括如下原料：聚合物多元醇、发泡剂、小分子多元醇、含氟二元醇类化合物、催化剂、泡沫稳定剂；所述含氟二元醇类化合物通过含氟酯与氨基二醇类化合物发生反应制得；所述B组分包括如下原料：聚合MDI、1,5‑二异氰酸萘。本发明制备的聚氨酯泡沫具有良好的耐紫外性能、机械性能的稳定性和工作的安全性。

技术研发人员：贾未宁,常海,刘亚利,彭璇璇
受保护的技术使用者：北京北开中电电气设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13