專利名稱：低溫發(fā)泡無氟硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚醚多元醇和異氰酸酯在有機(jī)胺、堿金屬等助劑的作用下的反應(yīng)，特別是涉及可用來作絕熱和保溫材料的化合物。
歷史以來硬質(zhì)聚氨脂發(fā)泡所用的發(fā)泡劑為氟得昂，已知它破壞大氣臭氧層。1990年國際環(huán)保組織在英國倫敦通過了《蒙特利爾議定書》，到2000年底禁止使用氟利昂做制冷劑和發(fā)泡劑。目前有幾種替代技術(shù)，全水發(fā)泡，泡沫品質(zhì)發(fā)酥脆；戊烷烴發(fā)泡，泡沫品質(zhì)好，由于戊烷易燃易爆。應(yīng)在密閉條件下使用，因此應(yīng)用受到限制；氫氟氯碳化合物(如HCFC-123，HCFC-141b)作為過渡發(fā)泡劑可繼續(xù)使用20年，對臭氧層損耗值是氟利昂的10％以下。這些替代技術(shù)發(fā)泡環(huán)境溫度都需在20℃以上才能正常發(fā)泡。
本發(fā)明的目的是提供一種無氟硬質(zhì)聚氨酯泡沫，即在多元助劑的作用下降低體系的活化能，在10℃以上靠體系中自身反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳作發(fā)泡劑得到的化合物。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有機(jī)胺類化合物可控制異氰酸酯與聚醚多元醇反應(yīng)速度，堿金屬鹽可調(diào)整異氰酸與聚醚多元醇反應(yīng)物的密度。環(huán)氧類助劑可降低反應(yīng)的活化能。
本發(fā)明使用的異氰酸酯(R-NCO)的異氰酸根值應(yīng)大于29％，聚醚多元醇(R-OH)的羥值應(yīng)大于450KOHmg/g，粘度500-3000Mpas。硅油(表面活性劑)用Si-O-C或Si-C型結(jié)構(gòu)均可。
A組份(無氟組合聚醚)是聚醚多元醇與上述催化劑、表面活性劑、助劑的混合物。根據(jù)使用聚醚多元醇的不同和泡沫材料應(yīng)用場合不同調(diào)整配方。聚醚多元醇的重量百分比77～85％，硅油2～3％，胺類化合物0～8％，堿金屬鹽4～9％，環(huán)氧類助劑7.5～8.5％。
B組份(異氰酸酯)，根據(jù)泡沫使用場合不同A∶B的重量比為1∶1-1.5。
本發(fā)明的技術(shù)手段是采用上述催化劑、表面活性劑、助劑，提高體系反應(yīng)的活化能，使之在較低溫環(huán)境迅速發(fā)生一系列反應(yīng)。
1、無氟組合聚醚中的多元醇與異氰酸酯中的異氰酸根反應(yīng)生成氨基甲酸酯線性高分子為泡沫增塑結(jié)構(gòu)。 2、異氰酸根在催化劑的作用下生成異氰酸環(huán)和碳化二亞胺聚合體，放出二氧化碳。 3、原料中的少量水分與異氰酸根反應(yīng)生成縮二脲，并放出二氧化碳。 本發(fā)明提出的化合物可用于絕熱和保溫工程的各個領(lǐng)域。由于降低體系反應(yīng)活化能，并克服了氟利昂作發(fā)泡劑聚氨酯發(fā)泡需汽化吸熱的問題，使之在低溫環(huán)境下聚氨脂泡沫能充分反應(yīng)。應(yīng)用本發(fā)明的泡沫與含氟聚酯泡沫相比在同密度下搞壓強(qiáng)度提高15％以上，耐熱達(dá)150℃。
以下所述實(shí)例詳細(xì)說明本發(fā)明(室溫15℃左右)實(shí)例1.
將100克聚醚多元醇(1050醚)，硅油3克，叔胺4克，堿金屬鹽4克，環(huán)氧助劑10克攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分?jǐn)嚢瑁l(fā)生反應(yīng)發(fā)泡時間19秒，固化時間40秒。所得產(chǎn)品密度67kg/m3。
實(shí)例2.
將100克聚醚多元醇，硅油3克，叔胺4克，堿金屬鹽8克，環(huán)氧助劑10克攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分?jǐn)嚢?，發(fā)生反應(yīng)發(fā)泡時間16秒，固化時間37秒。所得產(chǎn)品密度46kg/m3。
實(shí)例3.
將100克聚醚多元醇，3克硅油，2克叔胺，6克堿金屬鹽，10克環(huán)氧助劑攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分?jǐn)嚢瑁l(fā)生反應(yīng)發(fā)泡時間38秒，固化時間90秒。所得產(chǎn)品密度54kg/m3。
實(shí)例4.
將100克聚醚多元醇，3克硅油，6克叔胺，6克堿金屬鹽，10克環(huán)氧助劑攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分?jǐn)嚢?，發(fā)生反應(yīng)發(fā)泡時間12秒，固化時間27秒。所得產(chǎn)品密度53kg/m3。
實(shí)例5.
將100克聚醚多元醇，3克硅油，10克叔胺，6克堿金屬鹽，10克環(huán)氧助劑攪拌均勻，加入120克異氰酸酯充分?jǐn)嚢?，發(fā)生反應(yīng)發(fā)泡時間6秒，固化時間14秒。所得產(chǎn)品密度51kg/m3。
權(quán)利要求
1.聚胺脂泡沫是由聚醚多元醇與異氰酸酯在助劑作用下的化學(xué)反應(yīng)物。無氟硬質(zhì)聚氨酯泡沫其特征是采用硅油、有機(jī)胺、堿金屬鹽和環(huán)氧類助劑與聚醚多元醇組成混合物為組合聚醚，在多元助劑的作用下與異氰酸酯在較低溫度環(huán)境下發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，自身產(chǎn)生的二氧化碳作發(fā)泡劑，其產(chǎn)物為無氟硬質(zhì)聚氨酯泡沫。
2.按照權(quán)利要求1所述的化學(xué)反應(yīng)，其中助劑有機(jī)胺重量比是0～8％，堿金屬鹽4～9％。環(huán)氧類助劑7.5～8.5％，硅油2～3％。
3.按照權(quán)利要求1所述的化學(xué)反應(yīng)，其中組合聚醚與異氰酸酯的重量比為1∶1～1.5。
4.按照權(quán)利要求1所述的化學(xué)反應(yīng)，其中組合聚醚在25℃以下最終粘度范圍500-3000Mpa.s，含水率不大于1％。
5.按照權(quán)利要求1所述的化學(xué)反應(yīng)物用于各個領(lǐng)域的絕熱和保溫工程。
全文摘要
本發(fā)明低溫發(fā)泡無氟硬質(zhì)聚氨酯泡沫化合物是聚醚多元醇與異氰酸酯在有機(jī)胺、堿金屬鹽、環(huán)氧類助劑等多元助劑作用下發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，靠自身反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳作發(fā)泡劑所得到的最終產(chǎn)物。在多元助劑的作用下降低了體系反應(yīng)活化能和自身反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳不吸熱，節(jié)約體系熱能。使之在10℃以上就能實(shí)現(xiàn)正常反應(yīng)。通過改變有機(jī)胺的用量控制體系反應(yīng)速度，改變堿金屬鹽的用量調(diào)整反應(yīng)物密度。該反應(yīng)物可用于各個領(lǐng)域的絕熱和保溫工程。
文檔編號C08G18/00GK1417243SQ01140569
公開日2003年5月14日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月8日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 劉光明, 李森林, 張曉華, 胡國江, 李野, 閻慶燕 申請人:大慶石油管理局油田建設(shè)公司