专利名称：聚氨酯泡沫塑料的发泡方法
技术领域：
本发明涉及一种聚氨酯泡沫塑料的简易发泡方法。
目前聚氨酯泡沫塑料的发泡工艺，主要采用一步法，是由多种原料在一定条件下配合而成。一是多种原料配比要精确，二是有温度控制的固定容器，三是投料要按顺序，需具有中等专业技术人员或经过严格培训的人员操作，如掌握不好，易出现发泡体裂纹、缩孔、起火自燃，甚至会出现事故，而且不能够或不利于现场发泡，聚氨酯泡沫塑料具有广泛的用途，为了能在各种条件下施工，最主要的是实现现场发泡，而且能够得到需求性能的聚氨酯泡沫塑料。
本发明的目的是提供一种聚氨酯泡沫塑料的双组份直接混合发泡工艺，两种组份简单易制，性能稳定，可以长期保存，在任何条件下能够现用现发泡，得到需求的聚氨酯发泡塑料。
本发明的目的是通过如下方式来实现的聚氨酯泡沫塑料的发泡方法由A、B两种组份直接混合而成，A组份为有机多异氰酸酯类物质，B组份为按下列顺序配料的配合物多羟基化合物、泡沫调整剂、催化剂、发泡剂，为使泡沫塑料具有阻燃性能，B组份中按顺序最后可以加入阻燃剂。
A组份包括1～3种有机多异氰酸酯，可以选自下列物质苯基二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，粗二苯基二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，粗甲苯二异氰酸酯，苯(撑)二甲基二异氰酸酯，六甲撑二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，氯化甲苯二异氰酸酯，三苯基甲撑三异氰酸酯，甲苯三异氰酸酯，聚亚甲基聚苯基多异氰酸酯，碳化二亚铵改性二苯基甲烷二异氰酸酯，三甲基己二异氰酸酯，六氢甲基二异氰酸酯等。
B组份中，多羟基化合物包括含有羟基的聚醚或(和)多元醇，如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、环己烷四甲醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、甲基葡萄糖苷、山梨糖醇、甘露糖醇、甜醇、蔗糖、季戊四醇醚、乙二胺聚醚、甘油聚醚、环氧丙烷聚醚、多元醇聚醚等等，可以为其中一种或多种。
泡沫调整剂可以选用硅油类，吐温-60，吐温-80等，硅油类如甲基硅油、二甲基硅油、乙基硅油、二乙基硅油、甲氢硅油、硅油等等。
催化剂包括胺类催化剂和金属类催化剂，胺类催化剂如三乙基胺、三乙基醇胺、三丙基胺、三丙基醇胺、三异丙醇胺、三丁基胺、三辛基胺、三辛基醇胺、单丁醇胺、十六碳烷二甲基胺、N-乙基吗啡林、N，N-二甲基哌嗪、三亚乙基二胺、三乙撑二胺等。金属类催化剂如乙酸锡、辛酸锡、油酸锡、月桂酸锡、二乙酸锡二丁基锡、二月桂酸丁锡二基、二氯二丁基锡、辛酸铝、环烷酸铝、环烷酸镍、环烷酸钴、油酸钾等。
催化剂一是加速反应，二是加速交联作用。
发泡剂为氟里昂类或(和)胺类物质，或氟里昂和水，如2.2-二氯-1.1，1-三氟乙烷、1-氯-1.1-二氟甲烷、CF3CHCL2、CFCL2-CH3-3、三氯-氟甲烷、一氯三氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯代甲烷、二乙醇胺等等。
阻燃剂可以选自下列物质四溴邻苯二甲酸酐、三氯乙基磷酸酯、三氧化二锑、MgSO4，7HzO、硼酸锌、五溴甲苯、六溴代环戊二烯、三(二溴丙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸酯等。
B组份主要按上所述的顺序配料，形成一种稳定的预聚体，各组成成分间的最佳组成重量份数为多羟基化合物30～60，泡沫调整剂0.1～5，按类催化剂0.1～5，金属类催化剂3～7，发泡剂15～35，阻燃剂13～28，根据使用要求选择原料和配比。如需发泡时间较长，则催化剂、发泡剂的量相对减小，而需发泡时间较短，则催化剂、发泡剂的量相对提高;当形成聚氨酯泡沫塑料时的环境温度较低时，则催化剂、发泡剂的量相对提高，相反，环境温度较高时，则催化剂、发泡剂的量相应降低。其最佳适宜施工温度为-10℃-35℃。
A、B组份中所有成分均以液态形式参加配料。如A组分在10℃以上时，有机多异氰酸酯一般为液态形式，象催化剂中的环烷酸铝、环烷酸镍、环烷酸钴、油酸钾等可选用醇调稀，当进行发泡时，根据使用要求，B组份配制好后，相应的A组份参加配比的重量以-NCO基与B组份中的-OH的当量比为1∶0.6-1计算，1∶0.8时最佳。
根据使用要求，A、B组份分别选择适宜的原料和配比使聚氨酯泡沫塑料具有不同性能，可以形成浇注型、阻燃浇注型、硬质喷涂型、阻燃硬质喷涂型、板材型、阻燃板材型、普软型、阻燃普软型、软质喷涂型，阻燃软质喷涂型，超柔软型，阻燃超柔软型，半硬型，阻燃半硬型，高回弹型，阻燃高回弹型等，它们可以达到的技术指标如下
浇注型: 阻燃浇注型:
密度:30KG/m3密度:31kg/m3乳白时间:30秒 乳白时间:30秒固化时间:72秒 固化时间:72秒抗压强度≥2kg/cm2抗压强度:≥2KG/cm2尺寸稳定性:△V% 尺寸稳定性:△V%3.5(线性收缩比)3.1含水量(%)≤0.42 含水量(%)≤0.62闭孔率(%)≥92 闭孔率(%)≥92导热系数≤0.018千卡.
米.小时/℃ 导热系数≤0.018千卡.
米.小时/℃离火自熄时间:≤5秒氧指数:26±1硬质喷涂型: 阻燃硬质喷涂型:
密度:40kg/m3密度:40kg/m3乳白时间:4秒 乳白时间:4秒固化时间:7秒 固化时间:7秒抗压强度:≥1.85kg/cm2抗压强度:≥1.85kg/cm2尺寸稳定性:△V%3.5 尺寸稳定性:△V%3.5含水量(%)≤0.62 含水量(%)≤0.62
闭孔率(%)≥95 闭孔率(%)≥95导热系数:≤0.018千卡. 导热系数:≤0.018千卡.
米.小时/℃ 米.小时/℃离火自熄时间:≤3秒 离火自熄时间:≤3秒氧指数:26±1板材型: 阻燃板材型:
密度:35kg/m3密度35kg/m3乳白时间:40秒 乳白时间:40秒胶凝时间:90秒 胶凝时间90秒固化时间:120秒 固化时间:120秒抗压强度:≥2kg/cm2抗压强度:≥2kg/cm2尺寸稳定性:△V%3.1 尺寸稳定性:△V%3.1含水量(%)≤0.52 含水量(%)≤0.52闭孔率(%)≥92 闭孔率(%)≥92导热系数:≤0.018千卡.米 导热系数:≤0.018千卡.
.小时/℃ .米.小时/℃氧指数:26±1普软型: 阻燃普软型:
密度:38.2kg/m3密度:38.2kg/m3乳白时间:30秒 乳白时间:30秒固化时间:72秒 固化时间:72秒回弹性:47% 回弹性:47%
压缩负荷(25%)0.03kg/cm2压缩负荷(25%)0.03kg/cm2伸长率(%)230 伸长率(%)230抗张强度:1.02/cm2抗张强度:1.02kg/cm2抗撕强度:0.9kg/cm2抗撕强度:0.9kg/cm2压缩永久变形(%)[70℃※22H]3.2 压缩永久变形(%)[70℃※22H]3.2氧指数:26±1软质喷涂型 阻燃软质喷涂型:
密度:38.2kg/m3密度:38.2kg/m3乳白时间:4秒 乳白时间:4秒固化时间:7秒 固化时间:7秒回弹性:47% 回弹性47%压缩负荷(25%)0.03kg/cm2压缩负荷(25%)0.03kg/cm2伸长率(%)230 伸长率(%)230抗张强度:1.02kg/cm2抗张强度:1.02kg/cm2抗撕强度:0.9kg/cm2抗撕强度:0.9kg/cm2压缩永久变形(%)[70℃※ 压缩永久变形(%)[70℃※22H]3.2 22H]3.2氧指数:26±1超柔软型: 阻燃超柔软型:
密度:20±2kg/m3密度:20±2kg/m3回弹率(%)30±10 回弹率(%)30±10压缩负荷(75%):6±2 压缩负荷(75%):6±2
伸长率(%)200±30 伸长率(%)200±30抗张强度:0.7±2kg/cm2抗张强度:0.7±2kg/cm2抗撕强度:kg/m223.4 抗撕强度:kg/m223.4氧指数:26±1半硬型: 阻燃半硬型:
密度:8.2kg/m3密度:8.2kg/m3乳白时间:30秒 乳白时间:30秒固化时间:72秒 固化时间:72秒回弹率(%)58 回弹率(%)58压缩负荷(25%)5.0 压缩负荷(25%)5.0伸长率(%)140 伸长率(%)140抗张强度:1.6kg/cm2抗张强度:1.6kg/cm2氧指数:26±1高回弹型: 阻燃高回弹型:
密度:1.85kg/m3密度:1.85kg/m3乳白时间:30秒 乳白时间:30秒固化时间:72秒 固化时间:72秒回弹率(%)65 回弹率(%)65压缩负荷(25%)21 压缩负荷(25%)21抗张强度:kg/cm217 抗张强度:kg/cm217抗撕裂伸长(%)150 抗撕裂伸长(%)150燃烧速率:ASTMD-1692 燃烧速率:ASTMD-1692
离火自熄氧指数:26±1硬质性的聚氨酯泡沫塑料可以用于冷藏设施，造船、石油、化工、军工、轿车、室内装饰、吸音、隔热、家俱、绝热领域等。
软质性的聚氨酯泡沫塑料可以用于高档沙发、轿车坐垫，现代办公用品，室内装饰，航空坐背，船舶喷涂，电子电器，高档服装等。
下面结合实施例来说明本发明实施例一A组份二苯甲烷二异氰酸酯230g。
B组份季戊四醇醚(分子量400左右)100g，乙二胺聚醚103g，二甲基硅油2.42g，二月桂酸二丁基锡20.3g，一氯三氟甲烷86g。
该实施例可以形成喷涂型，在B组份中可加入阻燃剂。
实施例二A组份甲苯二异氰酸酯105gB组份聚醚(三官能团、分子量1500)100g，二乙基硅油1.0g，三亚乙基二胺0.05g，N-乙基吗啡林0.2g，月桂酸锡7.5g，水30.5g，2.2-二氯-1.1.1-三氟乙烷7.0g。
该实施例可以形成超柔软型，主要特点在于孔径大，密度低，塑料泡具有高韧性、开孔率高。可以在环境温度为35℃时施工。
实施例三A组份三甲基己二异氰酸酯140gB组份伯羟基三官能团聚醚(分子量3000)100g，硅油1.2g，三乙撑二胺0.45g，N-乙基吗啡林0.60g，辛酸锡12，水35g，氟里昂-1115g。
该实施例形成普软型，可以用于制作沙发、家俱。
实施例四A组份二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)134.2gB组份具有伯羟基的聚醚多元醇(分子量6500)100g，二甲基硅油13.3g，油酸钾5g，N，N-二甲基哌嗪13.3g，二氯二氟甲烷33g。
该实施例形成半硬型，主要用于保温材料，装饰材料等。
实施例五A组份MDI72.6g，TDI(甲苯二异氰酸酯)48.4g。
B组份聚醚(分子量4800)100g，硅油2.5g，三乙撑二胺0.2g，三乙胺1.3g，三乙醇胺1.0g，水2.5g，1-氯-1，1-二氟甲烷40g。
该实施例可以形成高回弹型，用于摩托车、赛车的坐垫等。
实施例六A组份六氢甲基二异氰酸酯240g。
B组份丁二醇150g，吐温-60 10g，三异丙醇胺10g，CF3CHCL275g，三(二氯丙基)磷酸酯37.5g。
该实施例可以用于管材喷涂。
实施例七A组份苯二甲撑二异氰酸酯599.1g。
B组份甘油150g，乙基硅油1.5g，二月桂酸二丁基锡12g，CF3-CHCL275G，三(二溴丙基)磷酸酯84g。
该实施例形成板材型A组份的重量计算方法如下由于甘油中的羟基的克当量为92/3＝30.67，所以羟基的当量数为150/30.67＝4.89
设A组份中-NCO基与-OH基的当量数比为1∶0.8，则-NCO基的当量数为4.89/0.8＝6.11，所以A组份的质量为6.11×98＝599.1(g)(A组份的克当量为98)本发明的优点1、根据使用要求，A、B组份可以预先配制好，分别存放。A、B组份性能稳定，运输方便，在各种条件下均可现场发泡，施工简单，使聚氨酯泡沫塑料的广泛用途得到利用。
2、用本发明的方法形成的聚氨酯性能指标优越，能够得到各种需求性能的聚氨酯泡沫塑料。
权利要求
1.聚氨酯泡沫塑料的发泡方法，特征在于由A、B两种组份直接混合而成，A组份为有机多异氰酸酯类物质，B组份为按多羟基化合物、泡沫调整剂、催化剂、发泡剂顺序配料的混合物。
2.根据权利要求1所述的发泡方法，特征在于在所述B组份中按顺序最后加入阻燃剂。
3.根据权利要求1、2所述的发泡方法，特征在于B组份各组成成分间的最佳重量份数为多羟基化合物30～60，泡沫调整剂0.1～5，催化剂包括胺类催化剂0.1～5和(或)金属类催化剂3～7，发泡剂15～35，阻燃剂13～28。
4.根据权利要求1、2所述的发泡方法，特征在于A、B组份间的配比符合-NCO基与-OH基的当量比为1∶0.6-1。
5.根据权利要求4所述的发泡方法，特征在于A、B组份间的配比符合-NCO基与-OH基的当量比为1∶0.8。
全文摘要
本发明涉及一种形成聚氨酯泡沫塑料的双组分直接混合发泡工艺，A组分为有机多异氰酸酯类物质，B组分为多羟基化合物、泡沫调整剂、催化剂、发泡剂、阻燃剂顺序配料的配合物，两种组分性能稳定，运输方便，根据使用要求，A、B组分分别选择适宜的原料和配比，在任何条件下现用现发，得到需求性能的聚氨酯泡沫塑料，使聚氨酯泡沫塑料的广泛用途得到利用。
文档编号B29C67/20GK1110214SQ9411041
公开日1995年10月18日 申请日期1994年1月17日 优先权日1994年1月17日
发明者沈广兴, 马桂兰, 代业敏, 王立刚, 李式明 申请人:沈广兴