[發明專利]一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料及其制備方法和使用方法

在審

• 申請號: 201410835097.8
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104558477A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 吳懷國;魏宏亮;韓德強
• 申請（專利權）人: 北京瑞諾安科新能源技術有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08K13/02;C08K3/34;C08K5/11;C08K5/521;C08K5/101;C08K5/12;C08G101/00
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11487
• 代理人: 劉葛;郭鴻雁

技術領域

本發明涉及一種以有機高分子化合物為基料的組合物合成及其制備方法和使用方法，特別是涉及一種以聚氨酯為基料的組合物合成及其制備方法和使用方法。

背景技術

隨著煤炭采煤工業的發展，煤炭采掘過程中經常出現冒頂現象，因而需要對冒頂區域進行充填修補等措施，方能進行再次采煤。目前，用于煤礦井下高冒充填、上下隅角充填、井下巷道工作面等迎頭冒頂區的充填密封材料主要以酚醛樹脂發泡材料、聚氨酯樹脂發泡材料為主。前者原料腐蝕性大、發泡時產生刺激性氣味、甲醛含量高、泡體發酥等問題，后者反應溫度高，為達到阻燃要求，添加過多阻燃劑成分，國內許多礦務局、煤礦已經明文規定不再使用上述兩種材料。

中國發明專利CN103694672介紹了一種煤礦用高阻燃、低溫雙組分充填材料及其制備方法，該發明是通過物理發泡原理，使發泡劑在聚氨酯材料反應過程中產生熱量使其揮發進而形成泡沫而成，但是該發明外加的低沸點發泡劑由于產生高溫，會影響材料使用的安全性能，尤其是在高溫高瓦斯礦井應用時以及在運輸途中造成危險的發生。中國發明專利CN103627136A介紹了一種煤礦充填密封用高分子發泡材料，這種發泡材料主要運用于井下空穴和空洞位置進行充填處理，但是該發明所用材料以酚醛樹脂為主體，由于產生刺激性氣體以及較高的甲醛含量等問題，已被限制使用。

發明內容

本發明是為了解決上述技術問題，而提供的一種不含發泡劑和有機阻燃劑、原料易于獲取、發泡過程中溫度低、安全穩定的硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料及其制備方法和使用方法。

本發明的原料內不含發泡劑，其發泡原理是根據聚氨酯原理內部的化學反應生成的CO₂氣體而成的聚氨酯泡沫材料，使材料發泡成型過程中反應溫度降低，同時又在不外加阻燃劑的情況下，具有優異的阻燃性能，達到煤礦對充填材料低溫、阻燃、環保的安全要求，減少煤礦安全生產的隱患。

本發明一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料，其包括體積比為1：1的A組分和B組分；其中，所述的A組分為以多異氰酸酯為主體的組成物，按質量份數包括：80～90份的多異氰酸酯和10～20份的增韌劑；所述的B組分為以硅酸鹽水溶液為主體的組成物，按質量份數包括：80～90份的硅酸鹽水溶液、10～15份的聚醚多元醇、1～5份的穩泡劑和0.5～2份的催化劑。

進一步，本發明一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料，所述的多異氰酸酯為美國亨斯邁(Huntsman)公司的Rubinate?9257、煙臺萬華聚氨酯股份有限公司的PM300、美國陶氏化學公司的PAPI?135、德國Bayer(拜耳)公司的44V10L、日本三井產業集團的Cosmonate?PZ601中的一種或多種。

本發明中所述的美國亨斯邁(Huntsman)公司的Rubinate?9257、煙臺萬華聚氨酯股份有限公司的PM300、美國陶氏化學公司的PAPI?135、德國拜耳(Bayer)公司的44V10L為多亞甲基多苯基異氰酸；所述的日本三井產業集團的Cosmonate?PZ601為液化MDI。

進一步，本發明一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料，所述的增韌劑為磷酸酯、檸檬酸酯、醋酸酯、鄰苯二甲酸酯中的一種或多種。

進一步，本發明一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料，所述的硅酸鹽水溶液的模數為2.0-3.5。

進一步，本發明一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料，所述的聚醚多元醇為天津石油化工公司的TDiol-400、上海高橋石油化工公司的GE-210、山東東大化工有限公司的DL-2000、河北亞東化工集團有限公司的YD-2020中的一種或多種。

進一步，本發明一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料，所述的穩泡劑為德美世創化工有限公司的AK-8805、AK-8806，河北滄州東塑集團股份有限公司的G680中的一種或多種。

進一步，本發明一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料，所述的催化劑為叔胺類催化劑、叔胺類催化劑的復配物、有機錫類催化劑中的一種或多種。

更進一步，本發明一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料，所述的催化劑為三亞乙基二胺、二甲氨基乙氧基乙醇、三甲基羥乙基乙二胺、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫中的一種或多種。

本發明一種硅酸鹽改性聚氨酯發泡材料的制備方法，采用上述原料按以下步驟制備：

一、A組分的制備：將多異氰酸酯、增韌劑加入反應釜，室溫條件下混合攪拌1-2h，即制得A組分；

二、B組分制備：將硅酸鹽水溶液、聚醚多元醇、穩泡劑、催化劑加入反應釜，室溫下混合攪拌1-2h，即制得B組分。