專利名稱：聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑及其制備方法，屬于精細(xì)化工產(chǎn)品合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
長期以來，由于被用作聚氨酯硬泡發(fā)泡劑的氯氟烴(CFCs)對(duì)大氣臭氧層破壞作用，因此對(duì)其生產(chǎn)和使用有嚴(yán)格的規(guī)定。根據(jù)蒙特利爾議定書，發(fā)達(dá)國家在1996年以前全面禁用。中國淘汰CFCs為2007年，國內(nèi)大的I3U泡沫塑料生產(chǎn)廠家已于2005年完成CFCs的替代。因此，CFCs只是一種過渡發(fā)泡劑，必將被新的環(huán)保型發(fā)泡劑所取代。聚氨酯工業(yè)目·前的一個(gè)努力目標(biāo)就是選擇CFCs的替代產(chǎn)品，減少和停止CFCs的應(yīng)用。HCFCs氫化氯氟烴是現(xiàn)在公認(rèn)的CFCs過渡性代用品，但是氫氯氟烴類仍具有一定的臭氧除去功能和溫室效應(yīng)。所以，HCFCs也是一種過渡發(fā)泡劑。目前，全球尤其是一些發(fā)達(dá)國家都在加速開發(fā)零ODP發(fā)泡劑。環(huán)保(第三代)發(fā)泡劑主要是指臭氧消耗潛能(ODP)為零，溫室效應(yīng)潛能(GWP)較小，對(duì)環(huán)境友好的綠色發(fā)泡劑。聚氨酯泡沫塑料所用的發(fā)泡劑分為兩種類型:一種是利用化學(xué)發(fā)泡劑和異氰酸酯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出氣體為起泡劑；另一種發(fā)泡劑是選用低沸點(diǎn)的惰性烴類化合物，利用泡沫體系的反應(yīng)熱使之汽化而發(fā)泡。當(dāng)前，各國越來越重視環(huán)境保護(hù)問題，基于當(dāng)前CFCs和HCFCS等發(fā)泡劑對(duì)臭氧層的破壞作用被廣泛關(guān)注。因此開發(fā)新型、環(huán)保的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑勢在必行。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑及其制備方法，該發(fā)泡劑具有高性能、環(huán)保、零ODP的特點(diǎn)，使用該發(fā)泡劑所形成的聚氨酯泡沫結(jié)構(gòu)均勻，提高了聚氨酯泡沫的物理性能。本發(fā)明所述的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的制備方法，將氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼進(jìn)行反應(yīng)，氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼的摩爾比為1-1.5:2-2.5:2-2.5，反應(yīng)溫度20-100度。反應(yīng)時(shí)將催化劑采用滴加的方式加入到反應(yīng)物料中。催化劑滴加完成后，進(jìn)行保溫反應(yīng)，保溫溫度為80-100度,保溫反應(yīng)時(shí)間為30-60分鐘。保溫反應(yīng)完成后的物料在90-110度進(jìn)行真空脫水處理。反應(yīng)時(shí)采用的催化劑為磷鑰絡(luò)合物。本發(fā)明發(fā)泡劑在使用時(shí)，與異氰酸根反應(yīng)后均勻的產(chǎn)生氣體二氧化碳，從而達(dá)到發(fā)泡劑的作用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的發(fā)泡劑與異氰酸根反應(yīng)生成二氧化碳，同時(shí)還可以改善聚氨酯的泡體結(jié)構(gòu)，發(fā)揮了優(yōu)異的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的作用。使用本發(fā)明發(fā)泡劑，形成的聚氨酯泡沫結(jié)構(gòu)均勻，提高了聚氨酯泡沫的物理性能。本發(fā)明不改變現(xiàn)有的聚氨酯生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝。本發(fā)明與異氰酸根反應(yīng)生成的二氧化碳是一種可以完全替代當(dāng)前CFCs和HCFCs類發(fā)泡劑的零ODP發(fā)泡劑。與現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)泡劑相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:(I)本發(fā)明提供的化學(xué)發(fā)泡劑與聚氨酯白料有很好的相容性，并且不易揮發(fā)，大大提聞了聚氣酷白料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；(2)本發(fā)明提供的化學(xué)發(fā)泡劑在聚氨酯發(fā)泡過程中具有更好的發(fā)泡性能，該發(fā)泡劑在反應(yīng)的過程中可以與多個(gè)異氰酸根交聯(lián)從而提高泡沫強(qiáng)度；(3)本發(fā)明提供的化學(xué)發(fā)泡劑在聚醚中有很好的分散性，在發(fā)泡過程中使氣體更均勻的分散在物料中，從而大大改善了泡孔尺寸，使用該發(fā)泡劑所形成的聚氨酯泡沫結(jié)構(gòu)均勻，提高了聚氨酯泡沫的物理性能；(4)本發(fā)明提供的化學(xué)發(fā)泡劑的制備工藝簡單、易于操作，提高了聚氨酯泡沫綜合性能且利于推廣。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。實(shí)施例1將氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼進(jìn)行反應(yīng)，氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼的摩爾比為1:2:2，反應(yīng)溫度20度。反應(yīng)時(shí)將催化劑磷鑰絡(luò)合物采用滴加的方式加入到反應(yīng)物料中。催化劑滴 加完成后，進(jìn)行保溫反應(yīng)，保溫溫度為90度，保溫反應(yīng)時(shí)間為40分鐘。保溫反應(yīng)完成后的物料在100度進(jìn)行真空脫水處理。實(shí)施例2將氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼進(jìn)行反應(yīng)，氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼的摩爾比為1.2:2.2:2，反應(yīng)溫度50度。反應(yīng)時(shí)將催化劑磷鑰絡(luò)合物采用滴加的方式加入到反應(yīng)物料中。催化劑滴加完成后，進(jìn)行保溫反應(yīng)，保溫溫度為80度，保溫反應(yīng)時(shí)間為60分鐘。保溫反應(yīng)完成后的物料在110度進(jìn)行真空脫水處理。實(shí)施例3將氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼進(jìn)行反應(yīng)，氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼的摩爾比為1.5:2:2，反應(yīng)溫度80度。反應(yīng)時(shí)將催化劑磷鑰絡(luò)合物采用滴加的方式加入到反應(yīng)物料中。催化劑滴加完成后，進(jìn)行保溫反應(yīng)，保溫溫度為100度，保溫反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。保溫反應(yīng)完成后的物料在90度進(jìn)行真空脫水處理。實(shí)施例4將氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼進(jìn)行反應(yīng)，氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼的摩爾比為1:2.5:2.5，反應(yīng)溫度100度。反應(yīng)時(shí)將催化劑磷鑰絡(luò)合物采用滴加的方式加入到反應(yīng)物料中。催化劑滴加完成后，進(jìn)行保溫反應(yīng)，保溫溫度為90度，保溫反應(yīng)時(shí)間為50分鐘。保溫反應(yīng)完成后的物料在100度進(jìn)行真空脫水處理。實(shí)施例5實(shí)施例1制得的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑制備聚氨酯泡沫使用方法和制得的聚氨酯泡沫的性能具體如下:取冰箱用聚醚100份，化學(xué)發(fā)泡劑8份，冰箱用泡沫穩(wěn)定劑2份，催化劑適量，攪勻，將此料與黑料MDI按重量比例1:1在22度快速攪拌，乳白時(shí)間為15秒，拉絲時(shí)間為65秒，凝膠時(shí)間為75秒制得聚氨酯泡沫，得到的聚氨酯泡沫密度為25kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)=20W/m K，壓縮強(qiáng)度> IlOKPa0實(shí)施例6實(shí)施例2制得的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑制備聚氨酯泡沫使用方法和制得的聚氨酯泡沫的性能具體如下:取噴涂用聚醚100份，化學(xué)發(fā)泡劑6份，噴涂用泡沫穩(wěn)定劑2份，催化劑適量，攪勻，將此料與黑料MDI按重量比例1: 1.05使用噴涂機(jī)做噴涂實(shí)驗(yàn)，乳白時(shí)間為3秒，拉絲時(shí)間為8秒，凝膠時(shí)間為9秒制得聚氨酯泡沫，得到的聚氨酯泡沫密度為32kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)芻 21ff/m K，壓縮強(qiáng)度> 150KPa。實(shí)施例7實(shí)施例3制得的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑制備聚氨酯泡沫使用方法和制得的聚氨酯泡沫的性能具體如下:取板材用聚醚100份，化學(xué)發(fā)泡劑5份，板材用泡沫穩(wěn)定劑2份，催化劑適量，攪勻，將此料與黑料MDI按重量比例1: 1.1在20度快速攪拌，乳白時(shí)間為15秒，拉絲時(shí)間為55秒，凝膠時(shí)間為60秒制得聚氨酯泡沫。得到的聚氨酯泡沫密度為41kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)=22W/m K，壓縮強(qiáng)度> 160 KPa0
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑，其特征在于:由氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼反應(yīng)制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑，其特征在于:氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼的摩爾比為1-1.5:2-2.5:2-2.5。
3.一種聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于:將氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼進(jìn)行反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于:氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼的摩爾比為1-1.5:2-2.5:2-2.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于:反應(yīng)溫度20-100 度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于:反應(yīng)時(shí)采用的催化劑為磷鑰絡(luò)合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于:催化劑采用滴加的方式加入到反應(yīng)物料中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于:催化劑滴加完成后，進(jìn)行保溫反應(yīng)，保溫溫度為80-100度,保溫反應(yīng)時(shí)間為30-60分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于:保溫反應(yīng)完成后的物料在90-110度進(jìn)行真空脫`水處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑及其制備方法，屬于精細(xì)化工產(chǎn)品合成技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑，是將氨基脲、羥乙基偶氮二異丁腈與水合肼進(jìn)行反應(yīng)制得的。本發(fā)明的發(fā)泡劑與異氰酸根反應(yīng)生成二氧化碳，同時(shí)還可以改善聚氨酯的泡體結(jié)構(gòu)，發(fā)揮了優(yōu)異的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的作用。使用本發(fā)明發(fā)泡劑，形成的聚氨酯泡沫結(jié)構(gòu)均勻，提高了聚氨酯泡沫的物理性能。本發(fā)明提供的化學(xué)發(fā)泡劑的制備工藝簡單、易于操作，提高了聚氨酯泡沫綜合性能且利于推廣。
文檔編號(hào)C07C281/06GK103146178SQ201310095799
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者畢戈華, 畢玉遂, 侯永正, 翟少華 申請(qǐng)人:淄博正華發(fā)泡材料有限公司, 山東理工大學(xué)