[發明專利]一種用離子液體催化制備PIR材料的方法

有效

• 申請號: 201110250760.4
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102432813A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 曹暉;劉威葳
• 申請（專利權）人: 常州凱諾深冷科技工程有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/16;C08G18/20
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術領域

本發明屬于PIR材料制備領域，具體涉及一種采用離子液體催化來制備PIR材料的方法。

背景技術

聚氨酯材料已經廣泛應用于汽車、建筑、家電、能源等各個行業。其中PIR材料(聚異三聚氰酸脂)以其良好的阻燃性、較低的線型膨脹系數和導熱系數，在液化天然氣、液化乙烯、液化石油氣儲存運輸和建筑保溫隔熱等領域應用廣泛。然而，由于PIR材料的反應過程復雜，熟化過程緩慢，對加工工藝的要求非常嚴格。此外，傳統的胺類、錫類和汞類的催化劑對環境也有一定的污染。

離子液體是指全部由離子組成的液體。如高溫下KCl、KOH等熔融為液體，這種液體就是離子液體。通常所說的離子液體，是指在室溫下為液體，且全部由離子組成的化合物，又稱室溫離子液體。離子液體是近年來興起的一類極具應用前景的綠色催化劑，以其獨特的強極性、不揮發、對水和空氣穩定等優良性能而廣泛應用于電化學、有機反應、化工分離、材料制備等領域的研究，被公認為能在許多領域替代易揮發性的環境友好型催化劑。

在材料成型應用中，離子液體多被用作溶劑，合肥工業大學公布了用離子液體作為溶劑，制備纖維素基聚氨酯材料的方法(咪唑基離子液體中纖維素基聚氨酯材料的制備，王川行等，廣東化工，37卷，205期)。河南科技大學研究了制備梳型聚氨酯大分子離子液體材料的方法，并提交了專利申請(CN101628962A)。而用離子液體直接催化聚氨酯反應，尤其是PIR反應的應用，未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種用離子液體催化PIR材料的制備方法，具體地說是利用離子液體的催化活性、不揮發性和其他特性，制備出PIR材料的方法，以彌補現有技術存在的熟化慢、催化劑污染化境等缺陷。

本發明的目的可以通過以下措施達到：

一種用離子液體催化制備PIR材料的方法，是利用離子液體的催化活性和其他性能，制備PIR材料，該方法為：先將離子液體和組合聚醚混合，再與異腈酸酯一起經由高壓發泡機注入模具中進行反應，或者直接將離子液體、組合聚醚和異腈酸酯經由高壓發泡機注入模具中進行反應，反應后脫模得到PIR材料；

所述離子液體與組合聚醚的質量比為0.1～10∶90～99.9，所述離子液體與異腈酸酯的質量比為0.1～10∶90～99.9。其中所述組合聚醚包括聚醚多元醇和聚酯多元醇中的一種或幾種；進一步包括聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、聚合物多元醇和芳烴聚酯多元醇中的兩種以上。

上述聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、聚合物多元醇和芳烴聚酯多元醇在組合聚醚中的質量含量優選為：聚氧化丙烯多元醇45％～98％，(優選45％～90％，進一步優選55％～85％)，聚氧化乙烯多元醇2％～20％(優選2％～18％，進一步優選2％～10％)，聚合物多元醇10％～98％(優選10％～70％，進一步優選10％～30％)，芳烴聚酯多元醇5％～60％(優選5％～50％，進一步優選20％～30％)。

本發明中離子液體與組合聚醚的質量比為優選為0.1～8∶92～99.9，離子液體與異腈酸酯的質量比為0.1～8∶92～99.9。

本組合聚醚還可以包括胺類催化劑；所述胺類催化劑優選為三乙烯二胺；所述胺類催化劑在組合聚醚中的質量含量為0.4％～3％，優選為0.5％～2％。

本組合聚醚還可以包括發泡劑；所述發泡劑優選為HCFC141b(即CH₃CCl₂F)發泡劑；發泡劑在組合聚醚中的質量含量為5％～15％，優選為8％～11％，進一步優選為9％～10％。

本組合聚醚，在沒有損害本發明的效果的范圍內，還可進一步含有色漿、阻燃劑、輔助催化劑、表面活性劑、或填料等，前述各組分的用量可在現有技術的范圍中進行選擇。

本組合聚醚對羥值并沒有嚴格要求，但其羥值在150～350mgKOH/g范圍內可達到較佳效果。

本發明的異腈酸酯可以為MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯)或pMDI(聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，也稱為粗MDI)。

本發明的離子液體的陽離子為烷基咪唑離子：

其中R₁、R₂、R₃、R₄或R₅分別獨立地為H或C_1-8烷基。