聚氨酯组合聚醚、全无氟发泡聚氨酯硬质泡沫及制备方法与流程

本公开涉及聚氨酯泡沫塑料，具体涉及一种保温管道用全无氟发泡聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。

背景技术：

1、本节中的陈述只提供与本公开有关的背景信息并且不构成现有技术。

2、对于保温管道市场的质量需求，通常使用一氟二氯乙烷（hcfc-141b）发泡技术生产聚氨酯硬质泡沫，该聚氨酯硬质泡沫保温性能较好，压缩强度较高，粘接力较强。但一氟二氯乙烷挥发进入大气层后，在紫外线照射下，形成含氟、氯的活性基因，剧烈地与臭氧起反应而破坏臭氧层。按照《中国pu（聚氨酯）泡沫行业hcfcs第二阶段淘汰计划》的要求，pu泡沫行业需在2026年前完成全行业hcfcs淘汰，就是说2026年以后，禁止使用hcfc-141b进行聚氨酯硬质发泡。

3、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包含不构成现有技术的信息。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提供一种聚氨酯组合聚醚，解决现有聚氨酯组合聚醚使用一氟二氯乙烷发泡剂生产的聚氨酯硬质泡沫会破坏臭氧层而被禁止使用的问题。

2、另外，本公开还提供所述聚氨酯组合聚醚的制备方法及一种全无氟发泡聚氨酯硬质泡沫。

3、第一方面，所述的聚氨酯组合聚醚，包括聚醚多元醇及发泡剂，所述聚醚多元醇是第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇及第三聚醚多元醇的混合物，所述第一聚醚多元醇的羟值为430～470 mgkoh/g，25℃条件下粘度为3000～5000 mpa·s，起始剂为蔗糖；所述第二聚醚多元醇的羟值为400～450 mg koh/g，25℃条件下粘度为3000～5000 mpa·s，起始剂为蔗糖或二甘醇；所述第三聚醚多元醇的羟值为340～400 mg koh/g，25℃下粘度为700～1000mpa·s，起始剂为季戊四醇或三异丙醇胺；

4、所述发泡剂是一种只含碳、氢及氧元素，不含氟、氯及氮元素的化学发泡剂。

5、在本公开的一些实施例中，所述发泡剂是无氟发泡剂。

6、在本公开的一些实施例中，其原料组成还包括：

7、泡沫稳定剂及催化剂：

8、所述泡沫稳定剂是有机硅类泡沫稳定剂；

9、所述催化剂是胺类催化剂和/或金属类催化剂。

10、在本公开的一些实施例中，所述胺类催化剂是n ,n-二甲基环己胺和/或三乙烯二胺；

11、所述金属类催化剂为醋酸钾。

12、在本公开的一些实施例中，所述原料组成还包括：交联剂；

13、所述交联剂是乙醇胺和/或三乙醇胺。

14、在本公开的一些实施例中，所述原料组成按照重量份数比计算，包括：

15、泡沫稳定剂2～3份、发泡剂10～20份、催化剂1～2份、聚醚多元醇100份及交联剂0～3份。

16、第二方面，所述聚氨酯组合聚醚的制备方法，包括：

17、将第一方面所述的聚氨酯组合聚醚的原料组分按照重量份数比混合均匀得到所述聚氨酯组合聚醚。

18、第三方面，所述的全无氟发泡聚氨酯硬质泡沫，其制备方法是：

19、由第一方面所述的聚氨酯组合聚醚与多亚甲基多苯基多异氰酸酯混合发泡得到。

20、在本公开的一些实施例中，所述聚氨酯组合聚醚和所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯的重量比为1:1.05～1.2。

21、在本公开的一些实施例中，所述重量比为1:1.1～1.15。

22、在本公开的一些实施例中，通过高压机进行所述混合发泡，所述高压机参数设定为：搅拌转速2000～3000r/min，搅拌时间6～8s。

23、本公开具有如下有益效果：

24、本公开的聚氨酯组合聚醚，选用分子结构中只含碳、氢、氧，不含氟、氯、氮等其它元素的化学发泡剂替代hcfc-141b发泡剂，并配套选择三种不同的聚醚多元醇制备而成，然后利用该聚氨酯组合聚醚与异氰酸酯发泡得到全无氟发泡聚氨酯硬质泡沫，其性能指标与hcfc-141b发泡技术的聚氨酯硬质泡沫基本接近，完全符合保温管道市场的质量需求；而因为本公开的全无氟聚氨酯硬质泡沫采用绿色环保发泡剂，所以对臭氧层无破坏，具有不燃、无毒的特点，符合安全、环保要求，而且其成本也大大降低。 具体实施方式

25、以下基于实施例对本公开进行进一步的描述，但是值得说明的是，本公开并不限于这些实施例。在下文对本公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本公开。

26、同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

27、本公开实施例所使用原材料来源为：

28、第一聚醚多元醇：聚醚多元醇qx-840，河北全兴化工有限公司；

29、第二聚醚多元醇：聚醚多元醇qx-4110，河北全兴化工有限公司；

30、第三聚醚多元醇：聚醚多元醇rfs-300b或rf-350g，佳化化学股份有限公司；

31、无氟发泡剂：td-18，沈阳市宜兴聚氨酯实验厂；

32、泡沫稳定剂：有机硅类泡沫稳定剂m-8805，江苏美思德化学股份有限公司；

33、胺类催化剂：pc8（n ,n-二甲基环己胺），空气化工产品公司；

34、胺类催化剂：a33（三乙烯二胺33%二乙二醇溶液），空气化工产品公司；

35、金属催化剂：pc46（醋酸钾40%二乙二醇溶液），雨田化工（上海）有限公司；

36、多亚甲基多苯基多异氰酸酯，又称聚合mdi，俗称粗mdi，本公开优选的是烟台万华化学股份有限公司生产的异氰酸酯pm200、巴斯夫（basf）公司生产的异氰酸酯m20s或亨斯曼公司生产的异氰酸酯5005中。而本公开下述实施例选择使用的是烟台万华化学股份有限公司的异氰酸酯pm200。

37、实施例

38、一、聚氨酯组合聚醚的制备

39、本公开实施例按照下述表1的原料组份制备四种聚氨酯组合聚醚。

40、表1 制备聚氨酯组合聚醚的原料组分及含量表

41、 组分 1 2 3 4 聚醚多元醇qx-840 45 45 45 45 聚醚多元醇qx-4110 45 45 45 45 聚醚多元醇rfs-300b 10 0 10 10 聚醚多元醇rf-350g 0 10 0 0 泡沫稳定剂m-8805 2.5 2.5 2.5 2.5 胺类催化剂pc8 1.5 1.5 1 0 胺类催化剂a33 0 0 0 1 金属催化剂pc46 0.5 0.5 1 0.5 交联剂三乙醇胺 0 0 3 0 发泡剂td-18 15 15 20 10 总计 119.5 119.5 127.5 114

42、按照表1的原料组分及含量，将各组分混合均匀即可得到本公开实施例的四种聚氨酯组合聚醚。

43、二、全无氟发泡聚氨酯硬质泡沫的制备

44、将本公开实施例制得的四种聚氨酯组合聚醚分别与异氰酸酯pm200按照1:1.1的重量比，在环境温度为25℃条件下进行机器搅拌混合，转速2500r/min，搅拌7s，倒入模具进行发泡，模具温度为35℃，自模具合模开始计时，6min后开模。

45、制取的全无氟聚氨酯硬质泡沫，在23±2℃，相对湿度50%±5%的条件下养护7d后测试相关性能，性能指标见表2。

46、表2 全无氟聚氨酯硬质泡沫的性能对照表

47、 检测项目 1 2 3 4 对比例1 <![cdata[泡沫密度，kg/m³]]> 40.8 41.3 40.7 46.6 40.5 压缩强度，kpa 269 270 263 356 280 100℃，48h尺寸变化率，% 2 2 2 2 2 吸水率，% 13 12 13 11 13 成本对比，% 91 93 92 95 100

48、表2中，对比例1是hcfc-141b聚氨酯组合聚醚采用同样方法制备的聚氨酯硬质泡沫；成本对比是以hcfc-141b聚氨酯组合聚醚为基准进行核算。

49、由表2可以看出，采用td-18发泡体系的聚氨酯组合聚醚所发泡沫各项性能与采用hcfc-141b发泡体系对比例1所发的泡沫基本接近，指标满足gb/t 50538-2020标准要求。

50、另外，使用本公开实施例所制备的全无氟聚氨酯硬质泡沫表面气泡少、结皮致密、泡孔细腻，更符合保温管道市场的质量需求。

51、以上所述实施例仅为表达本公开的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本公开专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开专利的保护范围应以所附权利要求为准。