專利名稱：一種聚氨酯軟質(zhì)泡沫及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯軟質(zhì)泡沫及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，簡稱聚氨酯軟泡，是一種具有一定彈性的柔軟性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一種聚氨酯產(chǎn)品。聚氨酯軟泡多為開孔結(jié)構(gòu)，具有密度低、彈性回復(fù)好、吸音、透氣、保溫等性能，主要用作家具墊材、床墊、交通工具座椅坐墊等墊材，工業(yè)和民用上也把軟泡用作過濾材料、 隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱材料等。按軟硬程度，即耐負荷性能的不同，聚氨酯軟泡可以分為普通軟泡、超柔軟泡、高承載軟泡、高回彈軟泡等，其中高回彈軟泡、高承載軟泡一般用于制造座墊、床墊。按生產(chǎn)工藝的不同，聚氨酯軟泡又可分為塊狀軟泡和模塑軟泡，塊狀軟泡是通過連續(xù)法工藝生產(chǎn)出大體積泡沫再切割成所需形狀的泡沫制品。這類塊泡主要用于各種家具的座墊、靠背和扶手；用作全泡汪體的床墊和內(nèi)彈簧床墊的上襯墊；用于各類車輛的座墊和靠墊等。塊泡的概略應(yīng)用分布如下各種家具墊料占40% ；床墊占25% ；運輸業(yè)占20% ；其他占25%。聚氨酯軟泡的主要用途包括以下幾個方面
墊材如座椅、沙發(fā)、床墊等，聚氨酯軟泡是一種非常理想的墊材材料，墊材也是軟泡用量最大的應(yīng)用領(lǐng)域。吸音材料開孔的聚氨酯軟泡具有良好的吸聲消震功能，可用作室內(nèi)隔音材料。傳統(tǒng)的聚醚多元醇的生產(chǎn)是環(huán)氧化物(環(huán)氧丙烷，環(huán)氧乙烷)在KOH作用下按陰離子聚合機理進行，在聚合中存在兩種競爭性反應(yīng)(1)在環(huán)氧丙烷上的開環(huán)聚合生產(chǎn)聚醚多元醇；(2)堿作用甲基產(chǎn)生副反應(yīng)，生成烯丙醇。而烯丙醇可形成較高的不飽和度，使聚醚的實際官能度減低，分子鏈的增長受到限制，最終造成聚氨酯軟質(zhì)泡沫性能的減低。為了解決上述問題，現(xiàn)在很多聚醚多元醇生產(chǎn)廠家采用了一種由含雙金屬催化劑制備的分子量為3000 5000，官能度為2. 0 3. 0，不飽和值小于0. 03mol/kg的聚醚多元醇。所述的雙金屬通常為鋅和鈷或鐵等，常用的原料為氯化鋅和鈷氫化鉀等，一般方法為把鈷氫化鉀的水溶液滴加到氯化鋅的水溶液中，通過配合，形成具有完好結(jié)晶性的鈷氫化鋅配合物。使用上述雙金屬催化劑制備上述聚醚多元醇的方法為由甘油為起始劑，由環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合而得到的聚醚多元醇。該方法制備的聚醚多元醇很好地解決了傳統(tǒng)的聚醚多元醇帶來的以上問題。然而，由于國內(nèi)泡沫生產(chǎn)企業(yè)無論從配方到生產(chǎn)工藝都習(xí)慣于傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的聚醚多元醇的使用，在使用新方法(雙金屬催化劑)生產(chǎn)的聚醚多元醇時，常常出現(xiàn)配方寬容度窄，生產(chǎn)不穩(wěn)定，泡沫閉孔和/或易開裂，且難于調(diào)整等問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種配方寬容度寬、生產(chǎn)穩(wěn)定、泡沫機械性能好的聚氨酯軟質(zhì)泡沫。
本發(fā)明的另一目的在于提供這種聚氨酯軟質(zhì)泡沫的生產(chǎn)方法。技術(shù)方案本發(fā)明所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫，其特征在于包括多元醇組分和異氰酸酯組分；所述多元醇組分和異氰酸酯組分的質(zhì)量比為1:1 1. 5 ；
所述多元醇組分包括聚醚多元醇100份；水2 5份；物理發(fā)泡劑0 10份；胺催化劑0. 2 1份；錫催化劑0. 1 0. 5份；有機硅類表面活性劑0. 5 1. 5份；發(fā)泡調(diào)節(jié)劑 1 10份；以重量份計；
所述聚醚多元醇為使用雙金屬催化劑生產(chǎn)的的分子量為3000 5000，官能度為2. 0 3. 0，不飽和值小于0. 03mol/kg的聚醚多元醇；
所述異氰酸酯組分為二元、三元或多元異氰酸酯物質(zhì)中的任意一種或幾種，比較優(yōu)選的如甲苯二異氰酸酯或4，4’ 一亞甲基二亞苯基二異氰酸酯；所述甲苯二異氰酸酯優(yōu)選為 2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯按重量比為80 20或65 35的比例組成的混合物。所述物理發(fā)泡劑為低沸點類物質(zhì)，如二氯甲烷、三氯一氟甲烷(F11)、二氯二氟甲烷(F12)、三氯三氟乙烷(F113)、二氯一氟乙烷(HCFC-141b)、丁烷、異丁烷、戊烷或環(huán)戊烷中的任意一種或幾種。所述胺催化劑優(yōu)選為二亞乙基三胺、三亞乙基二胺、二(2，2—二甲氨基)乙基醚或四甲基二亞乙基三胺中的任意一種或幾種。所述錫催化劑優(yōu)選為二乙酸二丁錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫中的任意一種或幾種。所述有機硅類表面活性劑優(yōu)選為聚硅氧烷與聚氧化烯烴的共聚物，其是先由氯硅烷進行水解生成聚硅氧烷，再與聚醚縮合而成的無色油狀粘稠透明液體。所述發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為由甘油為起始劑，在KOH催化劑的作用下，由環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合而得到的分子鏈中含醚鍵的端基為羥基的物質(zhì)，其分子量為400 5000，羥值為30 400mgK0H/g,官能度為 2. 0 3. 0。所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫的制備方法為
(1)將多元醇組分中所有物質(zhì)按所述重量比混合均勻，并保持溫度為20 30°C；
(2)將異氰酸酯組分保持溫度為20 30°C；
(3)將步驟(1)得到的多元醇組分和步驟(2)得到的異氰酸酯組分按照重量比為1:1 1. 5的比例高速攪拌混合，澆注、發(fā)泡、成熟后得到聚氨酯軟質(zhì)泡沫。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是本發(fā)明方法工藝簡單，易操作；通過在本發(fā)明產(chǎn)品組分中加入物理發(fā)泡劑，使得產(chǎn)品配方寬容度增大，物性提高，生產(chǎn)穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有配方寬容度窄，生產(chǎn)不穩(wěn)定，泡沫閉孔和/或易開裂，且難于調(diào)整等問題，還提高了泡沫的機械性能。
具體實施例方式下面對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。對比例一種聚氨酯軟質(zhì)泡沫包括多元醇組分和異氰酸酯組分；所述多元醇組分和異氰酸酯組分的質(zhì)量比為1:1. 5 ；所述多元醇組分包括聚醚多元醇100份；水3份；物理發(fā)泡劑(二氯甲烷)8份；胺催化劑(二亞乙基三胺)0. 5份；錫催化劑(二乙酸二丁錫)0. 2份；有機硅類表面活性劑(可以從市場上直接購得，其市售牌號為L580，其是先由氯硅烷進行水解生成聚硅氧烷，再與聚醚縮合而成的無色油狀粘稠透明液體)1. 0份；以重量份計；
所述聚醚多元醇為使用雙金屬催化劑生產(chǎn)的的分子量為3000 5000，官能度為2. 0 3. 0，不飽和值小于0. 03mol/kg的聚醚多元醇；該聚醚多元醇可以從市場上購得，其銷售牌號為 KGF3010M ；
所述異氰酸酯組分為4，4’ 一亞甲基二亞苯基二異氰酸酯。聚氨酯軟質(zhì)泡沫的制備方法為
(1)將多元醇組分中所有物質(zhì)按所述重量比混合均勻，并保持溫度為20 30°C；
(2)將異氰酸酯組分保持溫度為20 30°C；
(3)將步驟(1)得到的多元醇組分和步驟(2)得到的異氰酸酯組分按照重量比為1:1.5 的比例攪拌混合，澆注、發(fā)泡、成熟后得到聚氨酯軟質(zhì)泡沫。實施例1 一種聚氨酯軟質(zhì)泡沫包括多元醇組分和異氰酸酯組分；所述多元醇組分和異氰酸酯組分的質(zhì)量比為1:1. 5 ；
所述多元醇組分包括聚醚多元醇100份；水3份；物理發(fā)泡劑(二氯甲烷)8份；胺催化劑(二亞乙基三胺)0. 5份；錫催化劑(二乙酸二丁錫)0. 2份；有機硅類表面活性劑(可以從市場上直接購得，其市售牌號為L580，其是先由氯硅烷進行水解生成聚硅氧烷，再與聚醚縮合而成的無色油狀粘稠透明液體)1. 0份；發(fā)泡調(diào)節(jié)劑10份；以重量份計；
所述聚醚多元醇為使用雙金屬催化劑生產(chǎn)的分子量為3000 5000，官能度為2. 0 3. 0，不飽和值小于0. 03mol/kg的聚醚多元醇；該聚醚多元醇可以從市場上購得，其銷售牌號為 KGF3010M ；
所述發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為由甘油為起始劑，在KOH催化劑的作用下，反應(yīng)溫度115士2°C，反應(yīng)壓力不得高于0. 5MPa;由環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合而得到的分子鏈中含醚鍵的端基為羥基的物質(zhì)，其分子量為400 5000，羥值為279mgK0H/g，官能度為2. 0 3. 0。所述異氰酸酯組分為4，4’ 一亞甲基二亞苯基二異氰酸酯。聚氨酯軟質(zhì)泡沫的制備方法為
(1)將多元醇組分中所有物質(zhì)按所述重量比混合均勻，并保持溫度為20 30°C；
(2)將異氰酸酯組分保持溫度為20 30°C；
(3)將步驟(1)得到的多元醇組分和步驟(2)得到的異氰酸酯組分按照重量比為1:1.5 的比例攪拌混合，澆注、發(fā)泡、成熟后得到聚氨酯軟質(zhì)泡沫。實施例2 —種聚氨酯軟質(zhì)泡沫包括多元醇組分和異氰酸酯組分；所述多元醇組分和異氰酸酯組分的質(zhì)量比為1:1 ；
所述多元醇組分包括聚醚多元醇100份；水2份；胺催化劑二(2，2—二甲氨基)乙基醚0. 2份；錫催化劑(辛酸亞錫)0. 1份；有機硅類表面活性劑(可以從市場上直接購得， 其市售牌號為L580，其是先由氯硅烷進行水解生成聚硅氧烷，再與聚醚縮合而成的無色油狀粘稠透明液體)0. 5份；發(fā)泡調(diào)節(jié)劑1份；以重量份計；
所述聚醚多元醇為使用雙金屬催化劑生產(chǎn)的分子量為3000 5000，官能度為2. 0 3. 0，不飽和值小于0. 03mol/kg的聚醚多元醇；該聚醚多元醇可以從市場上購得，其銷售牌號為 KGF3010M ；
所述發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為由甘油為起始劑，在KOH催化劑的作用下，反應(yīng)溫度115士2°C，反應(yīng)壓力不得高于0. 5MPa;由環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合而得到的分子鏈中含醚鍵的端基為羥基的物質(zhì)，其分子量為400 5000，羥值為250mgK0H/g，官能度為2. 0 3. 0。所述異氰酸酯組分為2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯按重量比為 80 20的比例組成的混合物。聚氨酯軟質(zhì)泡沫的制備方法為
(1)將多元醇組分中所有物質(zhì)按所述重量比混合均勻，并保持溫度為20 30°C；
(2)將異氰酸酯組分保持溫度為20 30°C；
(3)將步驟(1)得到的多元醇組分和步驟(2)得到的異氰酸酯組分按照重量比為1:1 的比例攪拌混合，澆注、發(fā)泡、成熟后得到聚氨酯軟質(zhì)泡沫。實施例3 —種聚氨酯軟質(zhì)泡沫包括多元醇組分和異氰酸酯組分；所述多元醇組分和異氰酸酯組分的質(zhì)量比為1:1. 3 ；
所述多元醇組分包括聚醚多元醇100份；水5份；物理發(fā)泡劑(三氯一氟甲烷)10份； 胺催化劑(四甲基二亞乙基三胺)1份；錫催化劑(二月桂酸二丁基錫)0. 5份；有機硅類表面活性劑(可以從市場上直接購得，其市售牌號為L580，其是先由氯硅烷進行水解生成聚硅氧烷，再與聚醚縮合而成的無色油狀粘稠透明液體)1. 5份；發(fā)泡調(diào)節(jié)劑8份；以重量份計；
所述聚醚多元醇為使用雙金屬催化劑生產(chǎn)的分子量為3000 5000，官能度為2. 0 3. 0，不飽和值小于0. 03mol/kg的聚醚多元醇；該聚醚多元醇可以從市場上購得，其銷售牌號為 KGF3010M ；
所述發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為由甘油為起始劑，在KOH催化劑的作用下，反應(yīng)溫度115士2°C，反應(yīng)壓力不得高于0. 5MPa ；由環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合而得到的分子鏈中含醚鍵的端基為羥基的物質(zhì)，其分子量為400 5000，羥值為105mgK0H/g，官能度為2. 0 3. 0。所述異氰酸酯組分為2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯按重量比為 65 35的比例組成的混合物。。聚氨酯軟質(zhì)泡沫的制備方法為
(1)將多元醇組分中所有物質(zhì)按所述重量比混合均勻，并保持溫度為20 30°C；
(2)將異氰酸酯組分保持溫度為20 30°C；
(3)將步驟(1)得到的多元醇組分和步驟(2)得到的異氰酸酯組分按照重量比為1:1.3 的比例攪拌混合，澆注、發(fā)泡、成熟后得到聚氨酯軟質(zhì)泡沫。實施例4 一種聚氨酯軟質(zhì)泡沫包括多元醇組分和異氰酸酯組分；所述多元醇組分和異氰酸酯組分的質(zhì)量比為1:1. 2 ；
所述多元醇組分包括聚醚多元醇100份；水4份；物理發(fā)泡劑(二氯二氟甲烷)8份； 胺催化劑(三亞乙基二胺)0. 6份；錫催化劑(二月桂酸二丁基錫)0. 3份；有機硅類表面活性劑(可以從市場上直接購得，其市售牌號為L580，其是先由氯硅烷進行水解生成聚硅氧烷， 再與聚醚縮合而成的無色油狀粘稠透明液體)1. 1份；發(fā)泡調(diào)節(jié)劑5份；以重量份計；
所述聚醚多元醇為使用雙金屬催化劑生產(chǎn)的分子量為3000 5000，官能度為2. 0 3. 0，不飽和值小于0. 03mol/kg的聚醚多元醇；該聚醚多元醇可以從市場上購得，其銷售牌號為 KGF3010M ；所述發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為由甘油為起始劑，在KOH催化劑的作用下，反應(yīng)溫度115士2°C，反應(yīng)壓力不得高于0. 5MPa;由環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合而得到的分子鏈中含醚鍵的端基為羥基的物質(zhì)，其分子量為400 5000，羥值為3;3mgKOH/g，官能度為2. 0 3. 0。所述異氰酸酯組分為4，4’ 一亞甲基二亞苯基二異氰酸酯。聚氨酯軟質(zhì)泡沫的制備方法為
(1)將多元醇組分中所有物質(zhì)按所述重量比混合均勻，并保持溫度為20 30°C；
(2)將異氰酸酯組分保持溫度為20 30°C；
(3)將步驟(1)得到的多元醇組分和步驟(2)得到的異氰酸酯組分按照重量比為1:1.2 的比例攪拌混合，澆注、發(fā)泡、成熟后得到聚氨酯軟質(zhì)泡沫。上述實施例制得的泡沫，測試結(jié)果如表1。表1泡沫測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯軟質(zhì)泡沫，其特征在于包括多元醇組分和異氰酸酯組分；所述多元醇組分和異氰酸酯組分的質(zhì)量比為1:1 1. 5 ；所述多元醇組分包括聚醚多元醇100份；水2 5份；物理發(fā)泡劑0 10份；胺催化劑0. 2 1份；錫催化劑0. 1 0. 5份；有機硅類表面活性劑0. 5 1. 5份；發(fā)泡調(diào)節(jié)劑 1 10份；以重量份計；所述聚醚多元醇為使用雙金屬催化劑生產(chǎn)的分子量為3000 5000，官能度為2. 0 3. 0，不飽和值小于0. 03mol/kg的聚醚多元醇；所述異氰酸酯組分為二元、三元或多元異氰酸酯物質(zhì)中的任意一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫，其特征在于所述物理發(fā)泡劑為二氯甲烷、 三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、三氯三氟乙烷、二氯一氟乙烷、丁烷、異丁烷、戊烷或環(huán)戊烷中的任意一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫，其特征在于所述胺催化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基二胺、二(2，2—二甲氨基)乙基醚或四甲基二亞乙基三胺中的任意一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫，其特征在于所述錫催化劑為二乙酸二丁錫、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫中的任意一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫，其特征在于所述有機硅類表面活性劑為由氯硅烷進行水解生成聚硅氧烷，再與聚醚縮合而成的無色油狀粘稠透明液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫，其特征在于所述發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為由甘油為起始劑，在KOH催化劑的作用下，由環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合而得到的分子鏈中含醚鍵的端基為羥基的物質(zhì)，其分子量為400 5000，羥值為30 400mgK0H/g，官能度為2. 0 3. 0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫，其特征在于所述異氰酸酯組分為甲苯二異氰酸酯或4，4’ 一亞甲基二亞苯基二異氰酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫，其特征在于所述甲苯二異氰酸酯為 2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯按重量比為80 20或65 35的比例組成的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一權(quán)利要求所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫的制備方法，其特征在于(1)將多元醇組分中所有物質(zhì)按所述重量比混合均勻，并保持溫度為20 30°C；(2)將異氰酸酯組分保持溫度為20 30°C；(3)將步驟(1)得到的多元醇組分和步驟(2)得到的異氰酸酯組分按照重量比為1:1 1. 5的比例攪拌混合，澆注、發(fā)泡、成熟后得到聚氨酯軟質(zhì)泡沫。
全文摘要
本發(fā)明公開一種聚氨酯軟質(zhì)泡沫，包括質(zhì)量比為1:1～1.5的多元醇組分和異氰酸酯組分；所述多元醇組分包括聚醚多元醇100份；水2～5份；物理發(fā)泡劑0～10份；胺催化劑0.2～1份；錫催化劑0.1～0.5份；有機硅類表面活性劑0.5～1.5份；發(fā)泡調(diào)節(jié)劑1～10份；以重量份計；所述異氰酸酯組分為二元、三元或多元異氰酸酯物質(zhì)中的任意一種或幾種。本發(fā)明還公開這種聚氨酯軟質(zhì)泡沫的生產(chǎn)方法。通過在本發(fā)明產(chǎn)品組分中加入物理發(fā)泡劑，使得產(chǎn)品配方寬容度增大，物性提高，生產(chǎn)穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有配方寬容度窄，生產(chǎn)不穩(wěn)定，泡沫閉孔和/或易開裂，且難于調(diào)整等問題，還提高了泡沫的機械性能。
文檔編號C08G101/00GK102408538SQ20111027321
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者劉德春 申請人:南京金浦錦湖化工有限公司