能够与异氰酸酯反应的组合物及其制备的聚氨酯材料制造技术

本发明专利技术首先公开了一种能够与异氰酸酯反应的组合物，该组合物中含有聚醚多元醇I，该聚醚多元醇I采用2

【技术实现步骤摘要】
能够与异氰酸酯反应的组合物及其制备的聚氨酯材料


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及能够与异氰酸酯反应的组合物及其制备的聚氨酯材料。

技术介绍

[0002]硬质聚氨酯泡沫是一种性能优良的隔热保温材料，其对冰箱的节能降耗起着重要的保障作用。随着原料价格和制造成本的不断上涨，各厂商都在寻找降本增效的技术方案，对于冰箱领域亦是如此。目前行业内通常使用降低脱模时间的方式来提高生产效率，降低成本支出。聚氨酯的原料组成是影响脱模时间的主要因素之一。聚氨酯通常是由异氰酸酯组分与多元醇组分经化学反应制得。为了获得更快的脱模效果，现有技术多在多元醇组分中使用一种含有叔胺结构的聚醚多元醇，如以芳香族二胺为起始剂的聚醚多元醇，其可以加快固化，快速脱模，但是该聚醚多元醇的初始粘度较高，不利于聚氨酯发泡原液的流动。
[0003]聚氨酯发泡原液的流动性是影响聚氨酯泡沫质量、工艺成本的一个关键指标。特别是随着物联网及智能化家电的普及，智能化冰箱的需求越来越大，相对于传统冰箱，智能冰箱的内部结构较为复杂，如其内部的流道窄、模块构件等阻挡物多，同时，随着需求的多样化，冰箱的体积容量也在逐渐增大，这些均对聚氨酯发泡原液的流动性提出了更高的要求。聚氨酯发泡原液的流动性越好，则越容易流过窄型通道、越过障碍物并实现长距离流动。相反，若流动性差，则聚氨酯发泡原液容易发生堵塞、流动不通畅，最终造成空鼓、脱粘、密度分布不均匀、灌注量增大等问题，从而直接影响生产效率、成本和制品的质量。
[0004]除了工艺成本的控制外，环保政策方面的要求也日趋严格，对于发泡剂替代技术的发展刻不容缓，其中烷烃类发泡剂是环保型聚氨酯发泡体系的主要技术方案之一，其具有臭氧消耗潜值为零、温室效应小、无毒，对环境影响极小等优点，但是其在聚醚中的溶解性较差，对密度、发泡效率、尺寸稳定性等产生负面影响，进而限制了烷烃类发泡剂的使用范围。
[0005]综上所述，现有技术仍然存在快速的脱模性与优良的流动性不能兼顾的技术问题，对于烷烃类发泡体系，还存在发泡剂与聚醚多元醇相容性差的问题。因此，为了兼顾环境保护、产品质量、及工艺制造成本，仍然迫切需要一种技术方案，能够解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：聚氨酯的泡沫性能和工艺性能不可兼顾，其中泡沫性能主要是指绝热性能好、尺寸稳定性好、比强度高，工艺性能主要是指固化快且流动性好。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供了能够与异氰酸酯反应的组合物，该组合物中含有聚醚多元醇I，该聚醚多元醇I是一种含有脂肪环和叔胺结构的多元醇，叔胺结构使聚醚多元醇具有自催化功能，有利于聚氨酯发泡原液的快速固化。脂肪环结构有利于提高聚醚多元醇I与烷烃类发泡剂的相容性。本专利技术的聚醚多元醇I采用2
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氨基环烷醇与氧
化烯烃进行开环聚合反应制得，所述2
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氨基环烷醇的结构式为：其中n为1或2。采用本专利技术技术方案制备的聚醚多元醇I的初始粘度低，有助于提高聚氨酯发泡原液在复杂模腔中的流动，同时还有助于进一步提高聚氨酯泡沫的绝热性、尺寸稳定性和比强度。
[0008]为了进一步提高聚醚多元醇I与通用聚醚之间的相容性，扩大聚醚多元醇I的应用范围，所述氧化烯烃为环氧丙烷，或者为环氧丙烷与环氧乙烷的混合物。
[0009]进一步的，本专利技术聚醚多元醇I的羟值优选为110～580mgKOH/g，该羟值范围有利于聚氨酯发泡原液形成均匀细腻的泡孔，且使得交联点密度适中，能够进一步提高聚氨酯泡沫的强度。优选粘度(25℃)大于100且小于12000mPa
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s的聚醚多元醇I，有利于进一步提高聚氨酯发泡原液的流动性，降低恰充填量。
[0010]进一步的，能够与异氰酸酯反应的组合物中还含有聚醚多元醇II，所述聚醚多元醇II可采用甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、丙二醇、木糖醇、甘露醇、山梨醇、蔗糖、α
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甲基葡萄糖苷中的一种或几种为起始剂制得。上述起始剂原料简单易得，且聚醚制备工艺成熟，产品品质高，可降低聚氨酯泡沫性能的波动。同时，为了进一步加快聚氨酯反应速度，聚醚多元醇II还可以选用以胺类化合物为起始剂的聚醚，如以乙二胺、三乙醇胺、芳香族二胺、二乙烯三胺等为起始剂的聚醚多元醇。为了增加聚氨酯材料的可降解性，聚醚多元醇II还可以选用生物基多元醇、二氧化碳基多元醇，为了进一步提高聚氨酯材料的强度，聚醚多元醇II还可以选用聚碳酸酯多元醇等。本申请中，优选采用甘油、丙二醇、山梨醇、蔗糖中的一种或几种为起始剂制得聚醚多元醇II，这些优选起始剂有利于提高聚氨酯发泡原液的流动性，并兼顾聚氨酯硬泡的物理性能，提高尺寸稳定性。
[0011]聚醚多元醇II的羟值优选为220～490mgKOH/g，可以保证足够的交联密度，提高聚氨酯材料的比强度。
[0012]进一步的，所述能够与异氰酸酯反应的组合物中还含有聚酯多元醇，所述聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇和/或芳香族聚酯多元醇。聚酯多元醇有利于提高聚氨酯泡沫的耐热性和尺寸稳定性。其中，脂肪族聚氨酯多元醇优选己二酸聚酯多元醇，芳香族聚酯多元醇优选苯酐聚酯多元醇。芳香族聚酯多元醇的分子内含有刚性的苯环结构，有利于进一步提高泡沫的比强度。为了提高聚氨酯发泡原液的流动性，聚酯多元醇的羟值优选为117～350mgKOH/g。
[0013]为了进一步降低反应物的粘度，提高聚氨酯反应原液的流动性，所述能够与异氰酸酯反应的组合物中还含有发泡剂。所述发泡剂为烷烃类发泡剂、氢氟烃类发泡剂、氟烯烃类发泡剂、二氧化碳中的一种或几种。其中，烷烃类发泡剂选自环戊烷、异戊烷、正戊烷、正丁烷、异丁烷、丙烷、己烷、庚烷，氢氟烃类发泡剂选自五氟丙烷、五氟丁烷、二氟乙烷、四氟乙烷，氟烯烃类发泡剂选自三氟丙烯、四氟丙烯、五氟丙烯、六氟丙烯、六氟丁烯。本专利技术所选用的发泡剂臭氧消耗潜值(ODP)为零，且烷烃类发泡剂、氟烯烃类发泡剂和二氧化碳的温室效应潜值(GWP)低，对环境危害小，绿色环保。同时，为了促进成核，发泡剂还可以选用全氟烯烃和/或含氟醚，如全氟丁烯、全氟丁二烯、全氟
‑2‑
甲基
‑2‑
戊烯、全氟
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甲基
‑2‑
戊烯、八氟环戊烯、全氟庚烯、全氟丁基乙烯、全氟环己烷、八氟环丁烷、全氟代
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1,2
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二甲基环己烷、五氟丙基甲基醚、六氟异丙基甲基醚、九氟丁基甲基醚、九氟丁基乙基醚、二氟乙基三氟甲基醚、双(三氟乙基)醚、四氟乙基丙基醚、四氟乙基二氟甲醚、四氟乙基四氟丙基醚、八
氟戊基四氟乙基醚、七氟甲基丙基醚、三氟甲基三氟乙烯基醚等。
[0014]进一步的，为了提高烷烃类发泡剂在聚醚多元醇中的溶解度，降低聚氨酯泡沫的密度，优选所述发泡剂中含有烷烃。
[0015]进一步的，所述能够与异氰酸酯反应的组合物中含有催化剂，所述催化剂含有胺类化合物，胺类化合物可选自三乙胺、三丁胺、二甲基苄胺、N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.能够与异氰酸酯反应的组合物，其特征在于，含有聚醚多元醇I，聚醚多元醇I采用2
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氨基环烷醇与氧化烯烃进行开环聚合反应制得，所述2
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氨基环烷醇的结构式为：其中n为1或2。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述氧化烯烃为环氧丙烷或环氧丙烷与环氧乙烷的混合物。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述聚醚多元醇I的羟值为110～580mgKOH/g。4.根据权利要求1～3任意一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还含有聚醚多元醇II，所述聚醚多元醇II是采用甘油、丙二醇、山梨醇、蔗糖中的一种或几种为起始剂制得。5.根据权利要求1～3任意一项所述的组合物，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢益辉，芮强，傅振华，张蒙蒙，
申请(专利权)人：南京红宝丽聚氨酯有限公司，
类型：发明
国别省市：