[發明專利]多胺乙醇胺堿性發泡劑和用于制備聚氨酯太陽能泡沫體材料的用途

有效

• 申請號: 201710736851.6
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN109422914B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 畢戈華;畢玉遂
• 申請（專利權）人: 補天新材料技術有限公司;山東理工大學
• 主分類號: C08J9/08
• 分類號: C08J9/08;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/18;C08G101/00
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 梁嬌旸

公開了包含多胺鹽和乙醇胺鹽的一種聚氨酯堿性發泡劑，該堿性發泡劑的pH值是在8.5?9.5之間，該發泡劑包括：1)包含具有以下通式(I)的有機多胺鹽化合物類的第一種化合物混合物(M1)：A^?B⁺(I)，其中，B⁺是有機多胺B的陽離子，A^?是：CO₃^2?，HCO₃^?，或CO₃^2?與HCO₃^?的結合物；2)包含具有通式(II)的N?單羥乙基?碳酸銨化合物和具有通式(II)的N,N'?二(羥乙基)?碳酸銨化合物的第二種化合物混合物(M2)：(RN⁺H₃)(N⁺H₄)CO₃^2?(II)，或(RN⁺H₃)₂CO₃^2?(III)，式中，R為羥乙基；通式(II)的化合物與通式(III)的化合物的摩爾比是1:0至1:1.0。發泡劑適合用于制備聚氨酯太陽能泡沫體材料。

技術領域

本發明涉及具有作為CO₂給體的陰離子的有機胺鹽化合物作為發泡劑的用途，更具體地說，提供不僅具有作為CO₂給體的陰離子而且有機多胺作為催化基團及增溶基團的新型有機銨鹽類化合物在制備聚氨酯太陽能泡沫體材料中的應用。更具體地說，涉及堿性乙醇胺發泡劑和用于制備聚氨酯太陽能泡沫體材料的用途。

技術背景

聚氨酯硬泡作為一種高分子新材料，其質量輕、強度高并具有極低的熱導率，是優質的絕熱保溫材料，廣泛應用于冷藏保溫、尤其化學武器冷藏保溫、建筑節能、太陽能、汽車、冰箱冰柜等家電等產業。聚氨酯硬泡生產中最重要的原料是發泡劑。目前這些發泡劑除了環戊烷以外都是含氯氟烴物質，由于它們對大氣臭氧層的破壞所以各國政府早已簽訂了“蒙特利爾協定書”的國際公約，限制和逐步淘汰、禁止該類產品的生產和使用，中國也是該協定書的簽約國。

目前中國還在使用的是第二代含氯氟烴發泡劑HCFC-141b(一氟二氯乙烷)和環戊烷，歐美等發達國家早已禁止使用HCFC-141b，中國政府2013年就將HCFC-141b的消費量凍結在2009年和2010年的消費水平上，2015年淘汰凍結20％的消費量，并承諾提前至2025年完全禁止生產和使用，目前歐美等發達國家使用的是第三代發泡劑五氟丙烷(HFC-245fa)和五氟丁烷(HFC-365mfc)，第二、三代發泡劑的GWP(溫室效應潛能值)都很高，對大氣臭氧層的破壞嚴重，因此歐美將在2017年以前禁止第三代發泡劑的使用。為此美國霍尼韋爾公司又開發出了第四代物理發泡劑一氯三氟丙烯(LBA)，但該產品價格昂貴，ODP(對臭氧層的破壞的潛能值)為零，比第三代相對環保，單價格昂貴。總之除了環戊烷以外的這些物理發泡劑本身以及生產過程中都涉及氯氟元素，環保問題依然難以徹底解決，都將被淘汰。

現有技術公開了直接將CO₂作為聚氨酯發泡劑，但是，鑒于CO₂氣體的逃逸和它在原料MDI和聚酯多元醇和/或聚醚多元醇中的溶解度不好，使得CO₂氣體在發泡組合物中無法均勻地分散，并且發泡過程不容易控制。

另外，現有技術公開了直接將少量的水作為聚氨酯發泡劑，但是，鑒于水分子的氫鍵作用和水在聚酯多元醇和/或聚醚多元醇中的溶解度不好，水分子以微滴的形式存在于發泡組合物(如聚醚多元醇組分)中，在發泡材料中造成局部過度反應和發泡。如果用水作為發泡劑，則在聚氨酯泡沫材料中包含較多的脲鍵，大大影響泡沫材料的強度和絕熱性能。此外，如果作為發泡劑的水的用量稍稍提高，則會顯著影響到聚氨酯泡沫體的性能和尺寸穩定性。如果將水作為唯一的發泡劑，則聚氨酯泡沫體會遭遇收縮、焦燒和絕熱性能差的問題(shrinkage,scorching,inadequate heat insulation)。