[發明專利]生物基聚氨酯噴涂泡沫塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510660909.4
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN105294989A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 崔愛華;林永飛;魏建輝
• 申請（專利權）人: 江蘇綠源新材料有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08K5/521;C08J9/14
• 代理公司: 南通市永通專利事務所 32100
• 代理人: 葛雷

技術領域

本發明涉及聚氨酯噴涂泡沫塑料，具體涉及一種生物基多元醇制備聚氨酯噴涂泡沫及其制備方法。

背景技術

聚氨酯硬質泡沫因其優良的絕熱性能被廣泛應用于冰箱、冷柜、冷庫板、夾心板、管道保溫、冷藏集裝箱、建筑節能等國民經濟的多個領域，聚氨酯噴涂泡沫發泡成型是將雙組分聚氨酯泡沫組合料直接噴射到物體表面發泡成型，其優點是：與基材粘接力強；加工簡易，無論何種形狀表面都可以通過噴涂形成保溫隔熱層，因而大大提高了勞動生產率；同時兼具防水、吸音、隔音等功能。

現有技術的聚氨酯硬質泡沫的組合白料的多羥基化合物，其主要的成分為石油提制產品，是不可再生資源，其加工生產過程復雜，成本高且污染環境，其價格也隨石油價格的波動而波動。生物基聚醚多元醇是大豆油、菜籽油、棉籽油或棕櫚油為起始原料合成的多元醇化合物，是種環保的、可再生的資源，并且已經實現了工業化生產。從環保以及資源循環利用角度來看，采用生物基聚醚多元醇是今后研究的主要方向。

由于生物基聚醚多元醇的分子量較大，羥值偏低，在聚氨酯方面主要應用在軟質泡沫和聚異氰酸酯泡沫的改性方面。對于指數較低的硬質泡沫及噴涂聚氨酯中的應用于還相對較少，或者所引入的生物基聚醚多元醇的含量極低，仍然需要大量的石油基聚酯和聚酯多元醇。在聚氨酯噴涂泡沫塑料仍然需要一種聚氨酯硬質泡沫材料，該材料既具有高含量生物基材料，又具有與現有石油基原料制備的泡沫材料類似的性能特性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有高含量的生物基材料，應用在墻面或屋頂的保溫防水噴涂中，使泡沫材料具有與用全部石油基材料生產的泡沫類似的性能的生物基聚氨酯噴涂泡沫塑料及其制備方法。

本發明的技術解決方案是：

一種生物基聚氨酯噴涂泡沫塑料，其特征在于由以至少一種生物基聚醚多元醇為原料制備的聚氨酯噴涂組合白料組分與異氰酸酯組分混合發泡聚合生成的。

所述的聚氨酯組合白料的組分為至少一種生物基聚醚多元醇的多元醇組分，胺類和/或金屬鹽類催化劑、物理和/或化學發泡劑、泡沫穩定劑以及任選阻燃劑。其中所述的生物基多元醇占整個多元醇組分的重量比為5-75％，其中優選20％-50％。

所述的生物基聚醚多元醇可由各種生物基原料生產，包括但不限于：大豆油、麻風樹油、棕櫚油、玉米油、花生油、棉籽油、菜籽油、橄欖油和它們的混合物。特別優選的生物基聚醚多元醇是由大豆油多元醇。

所述的異氰酸酯組分為平均官能度在2.5-3.5之間的粗制聚合二苯基甲烷二異氰酸酯(PMDI)或改進的粗制多亞甲基多苯基多異氰酸酯；所述的聚氨酯噴涂組合白料組分與異氰酸酯組分的質量比為1：1～1.5，優選比例1：1。所述的噴涂泡沫塑料的平均密度在30-80kg/m3，優選密度在35-55kg/m3。

用于生物基聚氨酯噴涂泡沫塑料的催化劑包括胺類和/或金屬鹽類催化劑，其中胺類催化劑為叔胺類催化劑包括五甲基二乙烯三胺、N,N-二甲基環己胺、三乙烯二胺、三乙胺、雙二甲胺基乙基醚中的一種兩種或多種；所述金屬鹽類催化劑為包括異辛酸鉀、甲酸季銨鹽、醋酸鉀、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫和油酸鉀的一種兩種或多種。由于聚氨酯噴涂泡沫反應非常迅速，固化成型正常在十幾秒內完成，因些所添加的催化劑的量較其它聚氨酯泡沫所需用量要大的多，占聚氨酯噴涂組合白料組分5％-15％的用量。

水和低沸點化合物的組合用作本發明的發泡劑。低沸點含氟化合物，例如HFC-245fa、HFC-365mfc和HFC-134a，它們單獨使用或者組合使用。特別優選用于本發明的發泡劑是1,1-二氯-1-氟乙烷(HCFC-141B)、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)和1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365)和它們的混合物。正常烷類發泡劑因為安全問題很少用于聚氨酯噴涂泡沫中，比如環戊烷、異戊烷等。

聚氨酯噴涂發泡中可用到有利于發泡的少量泡沫穩定劑，以在聚合初始階段穩定發泡反應混合物，有助于調節孔徑，產生閉合的孔，從而改進絕熱性能。所用的泡沫穩定劑為非水解硅碳類表面活性劑和非硅酮類表面活性劑中一種或兩種。由于噴涂發泡的速度迅速，所以泡沫的泡孔相對較好，因此，所用的泡沫穩定劑所起的作用更偏向于聚氨酯噴涂組合白料組分在發泡之前的儲存穩定性。