本发明属于聚氨酯
技术领域：
，具体涉及一种聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇的制备方法、其制备的聚氨酯软质泡沫及其制备方法。
背景技术：
：软质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯软泡，是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。主要用于家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。聚氨酯软质泡沫分为聚醚型聚氨酯软泡和聚酯型聚氨酯软泡，聚醚型聚氨酯软质泡沫低温柔顺性能好，耐水解性能优良，聚酯型聚氨酯软泡耐磨性好，耐高温，拉伸性能好，无不良气味，且泡孔均匀。但有些产品对聚酯海绵的强度要求很高，为了进一步提高聚酯海绵的强度以适应更高要求的产品，需要研究一种聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇的制备方法，采用长链二元酸和二元醇参与反应，极大地改善了聚酯多元醇的柔软性、抗张强度；本发明还提供一种其制备的聚氨酯软质泡沫，具有很好的柔韧性，制品的承载力和力学性能增强；本发明还提供其制备方法。本发明所述的聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇的制备方法，以复合多元酸和复合多元醇为原料，以钛酸四丁酯为催化剂，进行酯化反应制得；其中，复合多元酸为癸二酸和己二酸；复合多元醇为二甘醇、三羟甲基丙烷、一缩二丙二醇中的两种或三种。所述的聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇的制备方法，具体如下：将复合多元酸、复合多元醇和催化剂钛酸四丁酯加入反应釜中，通n2保护，程序升温至225-230℃进行酯化反应，反应结束后降温，即得聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇。以质量百分比计，各原料的用量如下：制备的聚酯多元醇官能度为2.05-2.10，羟值为55-65mgkoh/g，酸值为0.5-0.8mgkoh/g，平均分子量为1600-2200。本发明所述的聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇所制备的软质泡沫，由a组分和b组分组成；a组分由以下质量份数的原料组成：b组分为异氰酸酯；a组分和b组分的混合质量比为100:40～75。发泡剂为水。催化剂为胺类催化剂，优选为亨斯迈公司生产的dpa或美国空气化工产品有限公司生产的ne300。开孔剂为gk-350d，由上海高桥石油化工公司生产。泡沫稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物，优选为赢创生产的epk-127。交联剂为羟值500-600mgkoh/g，官能度3，伯羟基含量≥90％的聚醚多元醇，优选为山东一诺威新材料有限公司生产的聚醚多元醇ynw-303a。异氰酸酯为tdi-65或cd-c，均由拜耳公司生产。本发明所述的聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇所制备的软质泡沫的制备方法，先将a组分的聚酯多元醇、催化剂、开孔剂、泡沫稳定剂、交联剂和发泡剂混合均匀，再与b组分在常温下混合搅拌，倒入模具中发泡，即得软质泡沫。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本发明采用癸二酸和二缩二丙二醇这些长链二元酸和二元醇参与反应，极大地改善聚酯多元醇的柔软性和抗张强度，三羟甲基丙烷的使用可以提高聚酯多元醇的官能度，得到的聚酯多元醇用于制备聚氨酯海绵，具有较低的密度，高承载能力，良好的力学性能，其拉伸强度和撕裂强度均高于聚醚型海绵制品；(2)本发明的聚氨酯软质泡沫既可以使用tdi-65作为异氰酸酯组分，制得的海绵泡孔细腻均匀，且具有良好的力学性能，成本也较低；还可以使用cd-c作为异氰酸酯组分，制得的海绵力学性能优异，拉伸强度和撕裂强度高，且mdi更为环保，可以应用于更高环保要求的产品中；此外，两种聚酯海绵的力学性能均优于同类聚醚海绵。具体实施方式以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。实施例1按以下方法制备聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇：将癸二酸40kg、己二酸550kg、二甘醇190kg、一缩二丙二醇300kg、三羟甲基丙烷45kg和钛酸四丁酯0.15kg加入到反应釜中，通n2保护，升温，控制出水的速度和气相的温度(常压下在95-102℃之间)，再将温度缓慢升至230℃，当出水量达到理论出水量的70-90％时，保温90min取样测酸值，然后开始抽真空，控制气相温度不超过98℃，逐渐提高真空度，当真空度＞0.09mpa60min后，取样测酸值、羟值，然后每隔60min测一次，直到各项指标合格后开始降温出料，即得聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇。聚酯多元醇产品的性能指标测试结果如下：外观为微黄粘稠液体，酸值0.6mgkoh/g，羟值63.4mgkoh/g，水分含量0.05％，50℃粘度1250mpa.s，铂钴色值30。实施例2按以下方法制备聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇：将癸二酸40kg、己二酸550kg、二甘醇440kg、三羟甲基丙烷45kg和钛酸四丁酯0.15kg加入到反应釜中，通n2保护，升温，控制出水的速度和气相的温度(常压下在95-102℃之间)，再将温度缓慢升至230℃，当出水量达到理论出水量的70-90％时，保温90min取样测酸值，然后开始抽真空，控制气相温度不超过98℃，逐渐提高真空度，当真空度＞0.09mpa60min后，取样测酸值、羟值，然后每隔60min测一次，直到各项指标合格后开始降温出料，即得聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇。聚酯多元醇产品的性能指标测试结果如下：外观为微黄粘稠液体，酸值0.55mgkoh/g，羟值58mgkoh/g，水分含量0.03％，50℃粘度1500mpa.s，铂钴色值35。实施例3将实施例1制备的聚酯多元醇用于聚氨酯软质泡沫，原料用量如下：a组分：b组分：tdi-6545.8kg。制备方法：室温下，将聚酯多元醇、泡沫稳定剂、开孔剂、交联剂加入容器中，再加入水和催化剂，在室温条件下用高速分散机，转速为1000r/min，搅拌5min，得到a组分；在a组分中加入b组分，继续搅拌20s后倒入模具中，10h后得到聚氨酯软质泡沫。实施例4将实施例1制备的聚酯多元醇用于聚氨酯软质泡沫，原料用量如下：a组分：b组分：cd-c72.5kg。制备方法与实施例3相同。实施例5将实施例2制备的聚酯多元醇用于聚氨酯软质泡沫，原料用量如下：a组分：b组分：tdi-6545.8kg。制备方法与实施例3相同。实施例6将实施例2制备的聚酯多元醇用于聚氨酯软质泡沫，原料用量如下：a组分：b组分：cd-c72.5kg。制备方法与实施例3相同。对比例1按以下方法制备聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇：己二酸580kg、二甘醇440kg、三羟甲基丙烷45kg和钛酸四丁酯0.15kg加入到反应釜中，通n2保护，升温，控制出水的速度和气相的温度(常压下在95-102℃之间)，再将温度缓慢升至230℃，当出水量达到理论出水量的70-90％时，保温90min取样测酸值，然后开始抽真空，控制气相温度不超过98℃，逐渐提高真空度，当真空度＞0.09mpa60min后，取样测酸值、羟值，然后每隔60min测一次，直到各项指标合格后开始降温出料，即得聚氨酯软质泡沫用聚酯多元醇。聚酯多元醇产品的性能指标测试结果如下：外观为微黄粘稠液体，酸值0.6mgkoh/g，羟值61mgkoh/g，水分含量0.04％，50℃粘度1200mpa.s，铂钴色值30。对比例2采用聚醚多元醇mc28-02制备聚氨酯软质泡沫，聚醚多元醇mc28-02由荷兰皇家壳牌集团生产，是以甘油为起始剂，数均分子量为6000-8000，用氧化乙烯封端，伯羟基含量≥80％的聚氧化丙烯三醇。a组分：b组分：cd-c55kg。制备方法：室温下，将聚醚多元醇mc28-02、泡沫稳定剂、开孔剂、交联剂加入容器中，再加入水和催化剂，在室温条件下用高速分散机，转速为1000r/min，搅拌5min，得到a组分；在a组分中加入b组分，继续搅拌20s后倒入模具中，10h后得到聚氨酯软质泡沫。对比例3将对比例1制备的聚酯多元醇用于聚氨酯软质泡沫，原料用量如下：a组分：b组分：tdi-6545.8kg。制备方法与实施例3相同对比例4将对比例1制备的聚酯多元醇用于聚氨酯软质泡沫，原料用量如下：a组分：b组分：cd-c72.5kg。制备方法与实施例3相同。将实施例3-6和对比例2-4制备的聚氨酯软质泡沫按照国标qb/t2080-2010进行性能测试，测试结果如表1所示。表1实施例3-6和对比例2-4制备的聚氨酯软质泡沫性能测试结果指标实施例3实施例4实施例5实施例6对比例2对比例3对比例4密度kg/m354584956605356拉伸强度mpa145193117163826477断裂伸长率％10314595133836670撕裂强度(n/m)19321918720710392115从表1可以看出，本发明的聚酯多元醇通过采用癸二酸和二缩二丙二醇这些长链二元酸和二元醇参与反应，极大地改善聚酯多元醇的柔软性和抗张强度，实施例3-6制备的聚氨酯软质泡沫拉伸强度和撕裂强度较高；对比例2与实施例4和实施例6相比，b组分均为cd-c，对比例2采用聚醚多元醇制备聚氨酯软质泡沫，其拉伸强度和撕裂强度明显下降，力学性能低于本发明的聚酯型软质泡沫；对比例3与实施例3和实施例5相比，b组分均为tdi-65，对比例3采用常规聚酯多元醇制备聚氨酯软质泡沫，其拉伸强度和撕裂强度较低，力学性能低于本发明的聚酯型软质泡沫；对比例4与实施例4和实施例6相比，b组分均为cd-c，对比例4采用常规聚酯多元醇制备聚氨酯软质泡沫，其拉伸强度和撕裂强度同样较低，力学性能同样低于本发明的聚酯型软质泡沫。当前第1页1 2 3