生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及聚氨醋喷涂泡沫塑料，具体设及一种生物基多元醇制备聚氨醋喷涂泡 沫及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨醋硬质泡沫因其优良的绝热性能被广泛应用于冰箱、冷柜、冷库板、夹屯、板、 管道保溫、冷藏集装箱、建筑节能等国民经济的多个领域，聚氨醋喷涂泡沫发泡成型是将双 组分聚氨醋泡沫组合料直接喷射到物体表面发泡成型，其优点是：与基材粘接力强；加工 简易，无论何种形状表面都可W通过喷涂形成保溫隔热层，因而大大提高了劳动生产率；同 时兼具防水、吸音、隔音等功能。
[0003] 现有技术的聚氨醋硬质泡沫的组合白料的多径基化合物，其主要的成分为石油提 制产品，是不可再生资源，其加工生产过程复杂，成本高且污染环境，其价格也随石油价格 的波动而波动。生物基聚酸多元醇是大豆油、菜巧油、棉巧油或栋桐油为起始原料合成的多 元醇化合物，是种环保的、可再生的资源，并且已经实现了工业化生产。从环保W及资源循 环利用角度来看，采用生物基聚酸多元醇是今后研究的主要方向。
[0004] 由于生物基聚酸多元醇的分子量较大，径值偏低，在聚氨醋方面主要应用在软质 泡沫和聚异氯酸醋泡沫的改性方面。对于指数较低的硬质泡沫及喷涂聚氨醋中的应用于还 相对较少，或者所引入的生物基聚酸多元醇的含量极低，仍然需要大量的石油基聚醋和聚 醋多元醇。在聚氨醋喷涂泡沫塑料仍然需要一种聚氨醋硬质泡沫材料，该材料既具有高含 量生物基材料，又具有与现有石油基原料制备的泡沫材料类似的性能特性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种具有高含量的生物基材料，应用在墙面或屋顶的保溫 防水喷涂中，使泡沫材料具有与用全部石油基材料生产的泡沫类似的性能的生物基聚氨醋 喷涂泡沫塑料及其制备方法。 阳006] 本发明的技术解决方案是：
[0007] 一种生物基聚氨醋喷涂泡沫塑料，其特征在于由W至少一种生物基聚酸多元醇为 原料制备的聚氨醋喷涂组合白料组分与异氯酸醋组分混合发泡聚合生成的。
[0008] 所述的聚氨醋组合白料的组分为至少一种生物基聚酸多元醇的多元醇组分，胺类 和/或金属盐类催化剂、物理和/或化学发泡剂、泡沫稳定剂W及任选阻燃剂。其中所述的 生物基多元醇占整个多元醇组分的重量比为5-75%，其中优选20% -50%。
[0009] 所述的生物基聚酸多元醇可由各种生物基原料生产，包括但不限于：大豆油、麻风 树油、栋桐油、玉米油、花生油、棉巧油、菜巧油、橄揽油和它们的混合物。特别优选的生物基 聚酸多元醇是由大豆油多元醇。
[0010] 所述的异氯酸醋组分为平均官能度在2. 5-3. 5之间的粗制聚合二苯基甲烧二异 氯酸醋（PMDI)或改进的粗制多亚甲基多苯基多异氯酸醋；所述的聚氨醋喷涂组合白料组 分与异氯酸醋组分的质量比为I:1~I. 5,优选比例I:1。所述的喷涂泡沫塑料的平均密度 在30-80kg/m3,优选密度在35-5化g/m3。
[0011] 用于生物基聚氨醋喷涂泡沫塑料的催化剂包括胺类和/或金属盐类催化剂，其中 胺类催化剂为叔胺类催化剂包括五甲基二乙締S胺、N，N-二甲基环己胺、S乙締二胺、S乙 胺、双二甲胺基乙基酸中的一种两种或多种；所述金属盐类催化剂为包括异辛酸钟、甲酸季 锭盐、醋酸钟、二月桂酸二下基锡、辛酸亚锡和油酸钟的一种两种或多种。由于聚氨醋喷涂 泡沫反应非常迅速，固化成型正常在十几秒内完成，因些所添加的催化剂的量较其它聚氨 醋泡沫所需用量要大的多，占聚氨醋喷涂组合白料组分5% -15%的用量。
[0012] 水和低沸点化合物的组合用作本发明的发泡剂。低沸点含氣化合物，例如 HFC-245fa、HFC-365mfc和HFC-134a，它们单独使用或者组合使用。特别优选用于本发 明的发泡剂是1，1-二氯-1-氣乙烧（HCFC-141B)、1，1，1，3, 3-五氣丙烷（HFC-245fa)和 1，1，1，3, 3-五氣下烧（HFC-365)和它们的混合物。正常烧类发泡剂因为安全问题很少用于 聚氨醋喷涂泡沫中，比如环戊烧、异戊烧等。
[0013] 聚氨醋喷涂发泡中可用到有利于发泡的少量泡沫稳定剂，W在聚合初始阶段稳定 发泡反应混合物，有助于调节孔径，产生闭合的孔，从而改进绝热性能。所用的泡沫稳定剂 为非水解娃碳类表面活性剂和非娃酬类表面活性剂中一种或两种。由于喷涂发泡的速度迅 速，所W泡沫的泡孔相对较好，因此，所用的泡沫稳定剂所起的作用更偏向于聚氨醋喷涂组 合白料组分在发泡之前的储存稳定性。
[0014] 合适的阻燃剂包括麟酸醋/盐、亚憐酸醋/盐和憐酸醋/盐（例如甲基麟酸二甲 醋、多憐酸锭、和各种环憐酸醋和麟酸醋可应用于生物基聚氨醋喷涂泡沫中。由于聚氨醋 喷涂发泡成型是通过发泡枪头雾化混合发泡成型，因而在选用阻燃剂时更偏向于液态的， 储存稳定性相对较好的原料，比如=(2-氯乙基）憐酸醋（TCE巧、=(2-氯丙基）憐酸醋 (TCP巧、憐酸S乙醋（TE巧和甲基麟酸二甲醋值MMP)的一种或多种，其中优选S(2-氯丙 基）憐酸醋灯CP巧和憐酸S乙醋灯EP)。
[0015] 所述的生物基聚氨醋喷涂泡沫塑料的制备方法，包括W下步骤：（1)将多元醇组 合、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂W及任选阻燃剂按照比例混合均匀，制得聚氨醋组合白料 组分；似将步骤（1)中制得的组合白料组分与异氯酸醋组分按固定比例，通过高压喷涂机 喷在木板或者水泥板上，两组分快速反应固化成形，生成生物基聚氨醋喷涂泡沫塑料。
[0016] 本发明产品具有高含量的生物基材料，应用在墙面或屋顶的保溫防水喷涂中，使 泡沫材料具有与用全部石油基材料生产的泡沫类似的性能。
[0017] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0018] 通过W下实施例进一步说明本发明，但本发明不限于W下实施例，除非另有说明， 否则，所有W"份数"和"百分比"给出的量都应该理解为是W重量计的。W下材料用于生 产实施例的聚氨醋泡沫材料：
[0019] 表1聚氨醋原料简介
[0020]
[0022] 按下表2中所列的重量份数的各组分混合，并异氯酸醋组分与白料组合重量比为 1 :1的情况下反应，产生自由发泡的泡沫材料。使用本领域普通技术人员已知的手动混合 步骤制备运些泡沫材料，在泡沫固化成型后，检测泡沫性能。
[0023] 表2聚氨醋泡沫组分配参数（重量份）
[0024]
阳O巧]参考例1是用于GB50404-2007的聚氨醋喷涂泡沫的常用配方。在实施例中，用一 种或两种生物基多元醇替代部分。如需调节发泡速度，可调节催化剂用量；如需调节泡沫密 度，可调节水和物理发泡剂的用量。
[00%] 将密度、导热系数、氧指数运样关键的泡沫性能与对照泡沫材料对比，有的好一 些，有的差一些。但是通过各组合料的配比的调整可W达到的最为合适的原料配比，性能达 标，成本最优化，生物基聚酸多元醇使用量最佳。
[0027]表3喷涂泡沫各项性能参数
[0029]从表3可W看出，生物基多元醇与脂肪族多元醇组合，在高官能度的脂肪族多元 醇的配合下，保证聚氨醋喷涂泡沫的各项基本性能，将生物基多元醇的用量最大化，同时， 在使用不同生物基多元醇时要根据不同的产品的特性使用不同的量。选取实例4进行喷涂 现场发泡，根据表2制得聚氨醋喷涂组合白料组分，然后通过高压喷涂机将制得的组合白 料组分与异氯酸醋组分按固定比例，喷在木板上，快速反应固化成形，生成生物基聚氨醋喷 涂泡沫塑料。通过发泡机制得的泡沫性能较实验室发泡性能更佳。
[0031] 前述的本发明的实施例是为了说明而非限制性的目的。文中所述的实施方式可在 不背离本发明精神和范围的前提下进行各种变化或修改，运对本领域技术人员而言是显而 易见的。本发明的范围由所附权利要求限定。
【主权项】
1. 一种生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，其特征是：由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。2. 根据权利要求1所述的生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，其特征是：所述的至少一种生 物基聚醚多元醇为原料制备的聚氨酯喷涂组合白料的组分为至少一种生物基聚醚多元醇 的多元醇组分，胺类和/或金属盐类催化剂，物理和/或化学发泡剂，泡沫稳定剂以及任选 阻燃剂。3. 根据权利要求2所述的生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，其特征是：所述的至少一种生 物基聚醚多元醇的多元醇组分中生物基多元醇的重量比为5-75%。4. 根据权利要求1、2或3所述的生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，其特征是：所述的生物 基聚醚多元醇选自大豆油、麻风树油、棕榈油、玉米油、花生油、棉籽油、菜籽油、橄榄油或它 们的混合物。5. 根据权利要求1、2或3所述的生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，其特征是：所述的异氰 酸酯组分为平均官能度在2. 5-3. 5之间的聚合多苯基多异氰酸酯；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的质量比为1 :1-1. 5。6. 根据权利要求1所述的生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，其特征是：所述的喷涂泡沫塑 料的平均密度在30-80kg/m3。7. 根据权利要求2所述的生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，其特征是：所述的胺类和/或 金属盐类催化剂中胺类催化剂为叔胺类催化剂包括五甲基二乙烯三胺、N，N-二甲基环己 胺、三乙烯二胺、三乙胺、双二甲胺基乙基醚中的一种两种或多种；所述金属盐类催化剂为 包括异辛酸钾、甲酸季铵盐、醋酸钾、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和油酸钾的一种两种或 多种；所述的物理发泡剂为水；所述的化学发泡剂为1，1-二氯-1-氟乙烷、1，1，1，3, 3-五 氟丙烷、1，1，1，3, 3-五氟丁烷中的一种或多种。8. 根据权利要求2所述的生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，其特征是：所述的泡沫稳定 剂为非水解硅碳类表面活性剂和非硅酮类表面活性剂中一种或两种；所述的阻燃剂为三 (2-氯乙基）磷酸酯、三（2-氯丙基）磷酸酯、磷酸三乙酯和甲基膦酸二甲酯的一种或多种。9. 一种权利要求1所述的生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料的制备方法，其特征是：包括以 下步骤：（1)将多元醇组合、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂以及任选阻燃剂按照比例混合均 匀，制得聚氨酯喷涂组合白料组分；（2)将步骤（1)中制得的组合白料组分与异氰酸酯组分 按固定比例，通过高压喷涂机喷在木板或者水泥板上，两组分快速反应固化成形，生成生物 基聚氨酯喷涂泡沫塑料。
【专利摘要】本发明公开了一种生物基聚氨酯喷涂泡沫塑料，其特征在于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。本发明产品具有高含量的生物基材料，应用在墙面或屋顶的保温防水喷涂中，使泡沫材料具有与用全部石油基材料生产的泡沫类似的性能。
【IPC分类】C08K5/521, C08G18/76, C08G18/42, C08J9/14, C08G18/66, C08G18/48
【公开号】CN105294989
【申请号】CN201510660909
【发明人】崔爱华, 林永飞, 魏建辉
【申请人】江苏绿源新材料有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月14日