CN106279607A - 一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料，按重量份计，其原料组成为：聚醚多元醇50～90份、二羟乙基氨基甲酸铵盐10～50份、异氰酸酯125～212份、匀泡剂2～5份和催化剂0.5～1份；聚氨酯泡沫材料的制备方法，具有以下步骤：制备二羟乙基氨基甲酸铵盐；将聚醚多元醇、二羟乙基氨基甲酸铵盐、匀泡剂、催化剂加入到塑料烧杯中，得到均匀混合物；加入异氰酸酯，常温自由发泡。本发明的有益效果是：采用二乙醇胺与二氧化碳反应固定二氧化碳，制备二羟乙基氨基甲酸铵盐，作为环境友好型潜伏性发泡剂制备硬质聚氨酯泡沫，绿色环保，环境友好，硬质聚氨酯泡沫性能优良。
Description
技术领域
本发明属于硬质聚氨酯泡沫材料制备技术领域，涉及一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯泡沫材料代表了种类繁多的热固性发泡材料，由于其具有质轻、隔热保温性好、与其他材料粘结性强、具有较高的压缩强度和较好的尺寸稳定性，而得到广泛应用。聚氨酯发泡机理可基于化学或物理发泡。偶氮化合物，如偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈等都是应用较为广泛的典型化学发泡剂。一氟二氯乙烷(HCFC-141b)是主要的化学发泡剂。这些发泡剂虽然应用广泛，效果明显，但它们都是基于化石燃料来源的有机化合物，其本身的生产和使用会造成环境污染和碳排放量的增加。
自1991年绿色化学提出之后，关于绿色化学的研究受到了人们的广泛关注。当前环境质量严重下降，特别是空气质量，PM2.5严重超标，给人的生活带来了诸多不便，主要原因在于大量基于石油化工等化学物质的燃烧及其过度使用。基于环境改善的迫切需要，采用环保型非化石燃料来源的发泡剂来代替传统化石燃料来源的发泡剂是一个绿色、环保，经济的选择。由于二氧化碳价格低廉，来源广泛，环保等特点，受到了人们的重视。但在常温常压下二氧化碳以气态方式存在，使二氧化碳的使用成本和难度增加。超临界二氧化碳的使用提供了一个良好的解决方案。据文献(康许科.超临界CO2发泡法制备PS/PP微发泡反射板[D].东华大学，2014)报道，聚丙烯微孔发泡材料具有良好的抗冲击和抗弯曲破坏性能，反射率和遮盖率都有所提高。据文献(刘倩倩.超临界二氧化碳发泡技术制备PLGA多孔组织工程支架研究[D].浙江大学，2013)报道，成功利用超临界二氧化碳制备了PLGA多孔组织工程支架。但从文献分析来看，超临界二氧化碳在热固性高分子材料中的应用却很少报道。主要原因可能有以下两个方面：(1)热固性塑料在固化前粘度较低，固化温度较高，二氧化碳很快溢出，起不到发泡的效果；(2)超临界二氧化碳的存在依赖于体系的高压条件与热塑性树脂等密闭加工工艺相符，但与热固性树脂加工工艺条件不符。
综上所述提供一种以二氧化碳为发泡剂制备硬质泡沫材料的技术是值得研究的。现有研究报道均未涉及采用二乙醇胺与二氧化碳反应固定二氧化碳，制备二羟乙基氨基甲酸铵盐，作为环境友好型潜伏性发泡剂制备硬质聚氨酯泡沫。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料，按重量份计，其原料组成为：聚醚多元醇50～90份、二羟乙基氨基甲酸铵盐10～50份、异氰酸酯125～212份、匀泡剂2～5份和催化剂0.5～1份。
进一步地，聚醚多元醇的羟值为400～460mgKOH/g。
进一步地，二羟乙基氨基甲酸铵盐为二乙醇胺与二氧化碳反应生成，其化学结构如下：
进一步地，异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯，-NCO的wt％含量为30.5～32.0％。
进一步地，匀泡剂为有机硅类匀泡剂，匀泡剂为8804。
进一步地，催化剂为叔胺类催化剂，催化剂为N,N-二甲基环己胺。
一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料的制备方法，具有以下步骤：
a.将二乙醇胺加入三口烧瓶中，在通入二氧化碳的条件下搅拌反应5～24h，得到透明粘稠状二羟乙基氨基甲酸铵盐；
b.将聚醚多元醇、二羟乙基氨基甲酸铵盐、匀泡剂、催化剂加入到塑料烧杯中，控制物料温度20～40℃，在环境温度为20～40℃、转速为2000r/min的条件下，快速搅拌20s，得到均匀混合物；
c.向步骤b所得的混合物中加入异氰酸酯，在转速为3000r/min的条件下，快速搅拌5～7s，常温自由发泡，即得到一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的硬质聚氨酯泡沫。
本发明的有益效果是：采用二乙醇胺与二氧化碳反应固定二氧化碳，制备二羟乙基氨基甲酸铵盐，作为环境友好型潜伏性发泡剂制备硬质聚氨酯泡沫，绿色环保，环境友好，硬质聚氨酯泡沫性能优良。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例
(1)表1配方中所述的铵盐的制备方法如下：
将二乙醇胺加入三口烧瓶中，在搅拌速度250rpm、二氧化碳通入速率60ml/min的条件下反应7h，得到透明粘稠状铵盐(二羟乙基氨基甲酸铵盐)。
(2)按重量份计，称取聚醚多元醇(常州洛阳新材料保温材料厂生产的聚醚430)、二羟乙基氨基甲酸铵盐、异氰酸酯(烟台万华化学集团股份有限公司生产的PM-200)、匀泡剂8804、催化剂PC-8，实施例的配方如表1所示。
表1是硬质聚氨酯泡沫的原料配方
| 原料编号 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 |
| 聚醚多元醇430 | 90.00 | 80.00 | 70.00 | 60.00 | 50.00 |
| 二羟乙基氨基甲酸铵盐 | 10.00 | 20.00 | 30.00 | 40.00 | 50.00 |
| 异氰酸酯PM-200 | 125.59 | 147.00 | 168.70 | 190.00 | 211.86 |
| 均泡剂8804 | 2.00 | 4.00 | 2.00 | 5.00 | 5.00 |
| 催化剂PC-8 | 0.50 | 0.50 | 0.80 | 0.80 | 1.00 |
(3)将二羟乙基氨基甲酸铵盐和聚醚多元醇、均泡剂8804、催化剂PC-8按加入到塑料烧杯中，控制物料温度在20～40℃，在环境温度为20～40℃、转速为2000rpm的条件下，快速搅拌20s，得到均匀混合物。
(4)向步骤(3)所得的混合物中加入异氰酸酯，在转速为3000rpm的条件下，快速搅拌5～7s，常温自由发泡，得到以二氧化碳为潜伏性发泡剂的硬质聚氨酯泡沫。
表2是各实施例制备的硬质聚氨酯泡沫材料的测试结果
采用本发明方法可以通过调节聚醚多元醇和二羟乙基氨基甲酸铵的比例来调节所得泡沫的密度和强度，是一种环境友好，便于调节泡沫性能的新方法。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料，其特征是：按重量份计，其原料组成为：聚醚多元醇50～90份、二羟乙基氨基甲酸铵盐10～50份、异氰酸酯125～212份、匀泡剂2～5份和催化剂0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料，其特征是：所述的聚醚多元醇的羟值为400～460mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料，其特征是：所述的二羟乙基氨基甲酸铵盐为二乙醇胺与二氧化碳反应生成，其化学结构如下：
4.根据权利要求1所述的一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料，其特征是：所述的异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯，-NCO的wt％含量为30.5～32.0％。
5.根据权利要求1所述的一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料，其特征是：所述的匀泡剂为有机硅类匀泡剂，匀泡剂为8804。
6.根据权利要求1所述的一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料，其特征是：所述的催化剂为叔胺类催化剂，催化剂为N,N-二甲基环己胺。
7.权利要求1所述的一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的聚氨酯泡沫材料的制备方法，其特征是：具有以下步骤：
a.将二乙醇胺加入三口烧瓶中，在通入二氧化碳的条件下搅拌反应5～24h，得到透明粘稠状二羟乙基氨基甲酸铵盐；
b.将聚醚多元醇、二羟乙基氨基甲酸铵盐、匀泡剂、催化剂加入到塑料烧杯中，控制物料温度20～40℃，在环境温度为20～40℃、转速为2000r/min的条件下，快速搅拌20s，得到均匀混合物；
c.向步骤b所得的混合物中加入异氰酸酯，在转速为3000r/min的条件下，快速搅拌5～7s，常温自由发泡，即得到一种以二氧化碳为环境友好型潜伏性发泡剂的硬质聚氨酯泡沫。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170104 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |