本發(fā)明涉及一種組合聚醚、聚氨酯原料組合物、泡沫及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著運(yùn)輸工業(yè)的現(xiàn)代化和人民生活水平的日益提高，包裝越來(lái)越被人們重視。超低密度聚氨酯泡沫塑料(超低PUF)，一般是指密度小于等于10kg/m3的聚氨酯泡沫塑料，因超低PUF具有操作簡(jiǎn)便、快速，可隨時(shí)隨地發(fā)泡成型、發(fā)泡倍數(shù)高、泡沫包附，緩沖作用好、無(wú)需特制模具等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在電子計(jì)算機(jī)、電子電器產(chǎn)品包裝、精密儀器、陶瓷、玻璃制品、工藝品、運(yùn)輸加固材料、填充材料等領(lǐng)域。
目前，市場(chǎng)上常用的全水包裝料大致為低官能度高相對(duì)分子質(zhì)量聚醚多元醇和高官能度低相對(duì)分子質(zhì)量聚醚多元醇的復(fù)配聚醚，基本實(shí)現(xiàn)超低PUF的使用要求，但所用的復(fù)配聚醚多元醇粘度均大于1000mPa·s(25℃)，穩(wěn)定性能差(室溫存放1個(gè)月便會(huì)出現(xiàn)分層)，所得泡沫密度一般為8～10kg/m3，很大程度上限制其在包裝、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中的推廣應(yīng)用。此外，超低PUF常用水作為發(fā)泡劑，但是水的添加量受到限制(水用量約25～30份/100份聚醚多元醇)，若水用量過(guò)多，所制得的聚氨酯泡沫會(huì)出現(xiàn)燒心、鼓泡現(xiàn)象，影響使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了現(xiàn)有技術(shù)中超低密度聚氨酯泡沫用組合聚醚多元醇粘度均大于1000mPa·s(25℃)，穩(wěn)定性能差，泡沫密度較高(一般為8～10kg/m3)，發(fā)泡劑水用量受到限制的缺陷，提供了一種組合聚醚、聚氨酯原料組合物、泡沫及制備方法。本發(fā)明的組合聚醚的粘度為465～500mPa·s(25℃)，儲(chǔ)存穩(wěn)定性大于3個(gè)月。本發(fā)明的超低密度聚氨酯泡沫為全水超低密度包裝材料，水用量可達(dá)30～35份/100聚醚多元醇，有效降低了產(chǎn)品使用成本，其密度可為4～6kg/m3，壓縮強(qiáng)度為10～12KPa，壓縮50％后回復(fù)率大于等于95％。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明提供了一種組合聚醚，其包括下述重量份數(shù)的組分：聚醚多元醇100份，催化劑4～6份，泡沫穩(wěn)定劑2～4份，增溶劑10～15份和水30～35份；
其中，所述聚醚多元醇包括聚醚多元醇A和聚醚多元醇B，所述聚醚多元醇A為30～40份，所述聚醚多元醇B為60～70份；
所述聚醚多元醇A為聚醚多元醇4110、聚醚多元醇MN-500、聚醚多元醇DL-400和聚醚多元醇NJ-8307中的一種或多種；所述聚醚多元醇B為聚醚多元醇330N。
本發(fā)明中，所述組合聚醚較佳地由下述重量份數(shù)的組分組成：所述聚醚多元醇100份、所述催化劑4～6份，所述泡沫穩(wěn)定劑2～4份，所述增溶劑10～15份和所述水30～35份。
本發(fā)明中，所述組合聚醚較佳地包括下述重量份數(shù)的組分：所述聚醚多元醇100份，所述催化劑5～6份、所述泡沫穩(wěn)定劑2.5～3份、所述增溶劑12～13份和所述水32～33份。
本發(fā)明中，所述聚醚多元醇中，所述聚醚多元醇A較佳地為30～35份，所述聚醚多元醇B較佳地為65～70份。
所述聚醚多元醇4110購(gòu)于句容寧武化工有限公司；其水分為0.15％，酸值為0.15mgKOH/g，羥值為410～450mgKOH/g，粘度為2500～3500mPa·s(25℃)。所述聚醚多元醇330N購(gòu)于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司；其水分為0.15％，酸值為0.15mgKOH/g，羥值為32～36mgKOH/g，粘度為800～1000mPa·s(25℃)。所述聚醚多元醇MN-500購(gòu)于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司；其水分為0.1％，酸值為0.15mgKOH/g，羥值為330～350mgKOH/g，粘度為200～400mPa·s(25℃)。所述聚醚多元醇DL-400購(gòu)于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司；其水分為0.15％，酸值為0.15mgKOH/g，羥值為270～290mgKOH/g，粘度為60～80mPa·s(25℃)。所述聚醚多元醇NJ-8307購(gòu)于句容寧武化工有限公司；其水分≤0.1％，羥值為330～370mgKOH/g，粘度為2000～4000mPa·s(25℃)。
本發(fā)明中，所述催化劑可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的催化劑，較佳地為PT303、N,N-二甲基環(huán)己烷、Dabco BX405和三亞乙基二胺中的兩種或兩種以上。所述PT303、所述N,N-二甲基環(huán)己烷、所述Dabco BX405和所述三亞乙基二胺均購(gòu)于氣體化工產(chǎn)品(中國(guó))投資有限公司。所述催化劑的復(fù)配比例可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行本領(lǐng)域常規(guī)選擇。
本發(fā)明中，所述泡沫穩(wěn)定劑可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的泡沫穩(wěn)定劑，較佳地為B8525和/或L-580。所述B8525和所述L-580均購(gòu)于贏創(chuàng)德固賽(中國(guó))有限公司。
本發(fā)明中，所述增溶劑可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的增溶劑，較佳地為增溶劑TX-10。所述增溶劑TX-10購(gòu)于德國(guó)漢姆公司。
本發(fā)明中，所述水的作用為發(fā)泡劑，較佳地為去離子水。
本發(fā)明中，所述組合聚醚較佳地還可包括阻燃劑和/或抗靜電劑。所述阻燃劑或所述抗靜電劑可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的阻燃劑或抗靜電劑。
本發(fā)明的組合聚醚可根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法進(jìn)行制備，一般將上述各組分按其重量份數(shù)在常溫下攪拌，混合均勻即可。
本發(fā)明還提供了一種聚氨酯原料組合物，其包括所述的組合聚醚以及異氰酸酯。
本發(fā)明中，所述的異氰酸酯可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的異氰酸酯，較佳地為異氰酸酯44V20、異氰酸酯TDI和異氰酸酯PAPI中的一種或多種，更佳地為異氰酸酯PAPI。所述異氰酸酯PAPI購(gòu)于德國(guó)拜耳公司。所述異氰酸酯44V20和所述異氰酸酯TDI均購(gòu)于煙臺(tái)萬(wàn)華。
本發(fā)明中，所述的組合聚醚與所述的異氰酸酯的質(zhì)量比為本領(lǐng)域常規(guī)，較佳地為1:0.8～1：1.2，更佳地為1:1。
本發(fā)明還提供了一種超低密度聚氨酯泡沫的制備方法，其包括以下步驟：將所述聚氨酯原料組合物混合均勻，發(fā)泡，即可。
本發(fā)明中，所述混合的方法和條件為本領(lǐng)域常規(guī)的方法和條件，所述混合的溫度為本領(lǐng)域常規(guī)，較佳地為20～25℃。所述混合的操作較佳地按下述步驟進(jìn)行：在轉(zhuǎn)速2000～4000r/min下攪拌5～10s，更佳地按下述步驟進(jìn)行：在轉(zhuǎn)速3000r/min下攪拌8s。
本發(fā)明中，所述發(fā)泡的方法和條件為本領(lǐng)域常規(guī)的方法和條件，一般是室溫下自由發(fā)泡成型。
本發(fā)明還提供了一種由上述制備方法制得的超低密度聚氨酯泡沫。
在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。
本發(fā)明所用原料均市售可得。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：
本發(fā)明的組合聚醚的粘度為465～500mPa·s(25℃)，儲(chǔ)存穩(wěn)定性大于3個(gè)月，解決了傳統(tǒng)超低密度包裝料用組合料粘度高、儲(chǔ)存穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
本發(fā)明的超低密度聚氨酯泡沫為全水超低密度包裝材料，有效降低了產(chǎn)品使用成本，其密度為4～6kg/m3，壓縮強(qiáng)度為10～12KPa，壓縮50％后回復(fù)率大于等于95％；其采用水作為化學(xué)發(fā)泡劑，水用量可達(dá)30～35份/100聚醚多元醇，在反應(yīng)過(guò)程中釋放CO2，其臭氧消潛值(ODP)為零，無(wú)臭氧層破壞效應(yīng)，無(wú)毒副作用，所得聚氨酯泡沫無(wú)燒心、鼓泡現(xiàn)象。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說(shuō)明書(shū)選擇。
若無(wú)特殊情況，下述實(shí)施例中所述的份數(shù)均為重量份數(shù)。
下述實(shí)施例及對(duì)比例中，聚醚多元醇4110購(gòu)于句容寧武化工有限公司；其水分為0.15％，酸值為0.15mgKOH/g，羥值為410～450mgKOH/g，粘度為2500～3500mPa·s(25℃)。聚醚多元醇330N購(gòu)于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司；其水分為0.15％，酸值為0.15mgKOH/g，羥值為32～36mgKOH/g，粘度為800～1000mPa·s(25℃)。聚醚多元醇MN-500購(gòu)于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司；其水分為0.1％，酸值為0.15mgKOH/g，羥值為330～350mgKOH/g，粘度為200～400mPa·s(25℃)。聚醚多元醇DL-400購(gòu)于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司；其水分為0.15％，酸值為0.15mgKOH/g，羥值為270～290mgKOH/g，粘度為60～80mPa·s(25℃)。聚醚多元醇NJ-8307購(gòu)于句容寧武化工有限公司；其水分≤0.1％，羥值為330～370mgKOH/g，粘度為2000～4000mPa·s(25℃)。PT303、N,N-二甲基環(huán)己烷、Dabco BX405和三亞乙基二胺均購(gòu)于氣體化工產(chǎn)品(中國(guó))投資有限公司；B8525和L-580均購(gòu)于贏創(chuàng)德固賽(中國(guó))有限公司；增溶劑TX-10購(gòu)于德國(guó)漢姆公司；異氰酸酯PAPI購(gòu)于德國(guó)拜耳公司；異氰酸酯44V20和異氰酸酯TDI均購(gòu)于煙臺(tái)萬(wàn)華；異氰酸酯PAPI購(gòu)于德國(guó)拜耳公司。
實(shí)施例1
表1
(1)組合聚醚的制備方法：
本實(shí)施例的組合聚醚的各組分用量如表1所示。
將聚醚多元醇4410，330N、DL-400至于反應(yīng)釜中，依次加入催化劑PT303、N,N-二甲基環(huán)己烷、Dabco BX405、增溶劑TX-10、L-580和去離子水，攪拌1h即得。
(2)超低密度聚氨酯泡沫的制備方法：
取1份上述組合聚醚與1份異氰酸酯PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料溫25℃，以3000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌8s，在室溫條件下自由發(fā)泡成型后，即得。
實(shí)施例2
(1)組合聚醚的制備方法：
本實(shí)施例的組合聚醚的各組分用量如表1所示。
將聚醚多元醇4410，330N、MN-500至于反應(yīng)釜中，依次加入催化劑PT303、三亞乙基二胺、Dabco BX405、增溶劑TX-10、L-580、B8525和去離子水，攪拌1h即得；
(2)超低密度聚氨酯泡沫的制備方法：
取1份上述組合聚醚與1份異氰酸酯PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料溫25℃，以3000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5s，在室溫條件下自由發(fā)泡成型后，即得。
實(shí)施例3
(1)組合聚醚的制備方法：
本實(shí)施例的組合聚醚的各組分用量如表1所示。
將聚醚多元醇NJ8307，330N、MN-500至于反應(yīng)釜中，依次加入催化劑PT303、Dabco BX405、增溶劑TX-10、B8525、L-580和去離子水，攪拌1h即得。
(2)超低密度聚氨酯泡沫的制備方法：
取1份上述組合聚醚與1份異氰酸酯PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料溫25℃，以3000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌6s，在室溫條件下自由發(fā)泡成型后，即得。
實(shí)施例4
(1)組合聚醚的制備方法：
本實(shí)施例的組合聚醚的各組分用量如表1所示。
將聚醚多元醇330N，MN-500、DL-400至于反應(yīng)釜中，依次加入催化劑PT303、三亞乙基二胺、N,N-二甲基環(huán)己烷、增溶劑TX-10、L-580、B8525和去離子水，攪拌1h即得。
(2)超低密度聚氨酯泡沫的制備方法：
取1份上述組合聚醚與1份異氰酸酯PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料溫25℃，以3000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10s，在室溫條件下自由發(fā)泡成型后，即得。
實(shí)施例5
本實(shí)施例的組合聚醚的各組分用量與實(shí)施例4相同，除此之外，還加入阻燃劑磷酸酯類阻燃劑(添加量為3％，百分比為相對(duì)于組合聚醚總量的重量百分比)，在常溫下攪拌均勻，得組合聚醚。
將上述組合聚醚1份與0.8份異氰酸酯44V20至于聚四氟乙烯杯中，控制料溫25℃，以3000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10s，在室溫條件下自由發(fā)泡成型后，即得超低密度聚氨酯泡沫。
實(shí)施例6
將實(shí)施例4的組合聚醚1份與1.2份異氰酸酯TDI至于聚四氟乙烯杯中，控制料溫25℃，以3000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10s，在室溫條件下自由發(fā)泡成型后，即得超低密度聚氨酯泡沫。
對(duì)比例1～3
對(duì)比例1～3的組合聚醚的各組分用量均如表1所示。對(duì)比例1～3的組合聚醚的制備方法與上述實(shí)施例2相同，根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)，在室溫下混合均勻即可。
對(duì)比例1～3中聚氨酯泡沫的制備方法與實(shí)施例2中超低密度聚氨酯泡沫的制備方法相同。
效果實(shí)施例1
將上述實(shí)施例1～4、對(duì)比例1～3制得的組合聚醚、超低密度聚氨酯泡沫進(jìn)行性能測(cè)試，具體的測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：組合聚醚粘度根據(jù)GB/T12008.8-92方法測(cè)試，泡沫密度根據(jù)GB/T6343-95方法測(cè)試，壓縮強(qiáng)度根據(jù)GB/T8813-88方法測(cè)試，回復(fù)率根據(jù)GB/T 10653-2001方法測(cè)試。
表2
實(shí)施例5～6所得的聚氨酯泡沫與實(shí)施例4的聚氨酯泡沫的性能相一致。
由上述數(shù)據(jù)可知，對(duì)比例1～3中，由于各組分用量不在本發(fā)明的限定范圍內(nèi)，制得的組合聚醚的穩(wěn)定性較差，泡沫密度大于本發(fā)明實(shí)施例1～4泡沫的泡沫密度，壓縮50％回復(fù)率小于本發(fā)明實(shí)施例1～4泡沫的回復(fù)率。