高密度聚氨酯及原料組合物、組合聚醚、制備方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明公開組合聚醚、聚氨酯原料組合物、高密度聚氨酯及其用途。該組合聚醚包括如下重量份數(shù)的組分：山梨醇聚醚多元醇20-40份，蔗糖聚醚多元醇20-40份，聚醚多元醇DL-1000?15-25份，聚醚多元醇330N?15-25份，泡沫穩(wěn)定劑2-3份，有機(jī)鉍催化劑0.4-0.8份，以及水0.1-0.5份；山梨醇聚醚多元醇、蔗糖聚醚多元醇、聚醚多元醇DL-1000和聚醚多元醇330N的份數(shù)之和為100；山梨醇聚醚多元醇滿足：羥值為480-520mgKOH/g，官能度為4.3-4.8，酸值≤0.15mgKOH/g，25℃下的粘度為5400-6200mPa·s；蔗糖聚醚多元醇滿足：羥值為330-370mgKOH/g，官能度為4.0-4.5，酸值≤0.15mgKOH/g，25℃下的粘度為2000-4000mPa·s。本發(fā)明的高密度聚氨酯強(qiáng)度高、韌性高，通過噴涂成型，無需模具，尤其適合表面彎曲的各種材料的增強(qiáng)加固，其形成的聚氨酯加強(qiáng)層連續(xù)無接縫，與基材粘結(jié)效果好。
【專利說明】高密度聚氨酯及原料組合物、組合聚醚、制備方法和用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯領(lǐng)域，尤其涉及一種高密度聚氨酯及原料組合物、組合聚醚、制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]目前作為增強(qiáng)加固材料主要分為金屬和玻璃纖維增強(qiáng)樹脂二類，金屬增強(qiáng)與基材界面粘結(jié)效果較差。而玻璃纖維增強(qiáng)樹脂過程中有時(shí)因樹脂流動(dòng)不良等導(dǎo)致成型表面有針孔或空隙的缺陷，同時(shí)成型工藝較復(fù)雜。
[0003]硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料按照密度高低，可以分為普通硬泡以及高密度結(jié)構(gòu)硬泡。高密度硬泡具有強(qiáng)度高、韌性好、結(jié)皮致密堅(jiān)韌等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用主要作為仿木材料，通過模塑成型，替代木材用作各類高檔型材、板材、體育用品、裝飾材料、家具等。
[0004]一般來說，噴涂發(fā)泡成型的優(yōu)點(diǎn)是:不需要模具；無論水平面、垂直面、頂面、形狀簡單或復(fù)雜的表面都可通過噴涂方法形成材料泡沫層，勞動(dòng)效率高，形成的泡沫連續(xù)無接縫，粘接效果好。
[0005]但是，現(xiàn)有高密度聚氨酯泡沫均為模具澆注成型，未見有噴涂發(fā)泡成型的高密度聚氨酯泡沫。此外，傳統(tǒng)胺類催化劑的聚氨酯泡沫強(qiáng)度較低，且添加量較大，VOC值較高，現(xiàn)場使用時(shí)氣味大；而鉛、錫類催化劑毒性大，對環(huán)境污染嚴(yán)重，且對人體傷害較大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服了現(xiàn)有的金屬增強(qiáng)材料與基材界面粘結(jié)效果差，而玻璃纖維增強(qiáng)材料表面缺陷多，成型工藝復(fù)雜，以及傳統(tǒng)的聚氨酯泡沫強(qiáng)度較低， 且催化劑添加量較大，VOC值較高，現(xiàn)場使用時(shí)氣味大，對環(huán)境污染嚴(yán)重的缺陷，提供一種高密度聚氨酯及原料組合物、組合聚醚、制備方法和用途。本發(fā)明的組合聚醚采用水作為發(fā)泡劑，綠色環(huán)保。本發(fā)明的高密度聚氨酯強(qiáng)度高、韌性高，通過噴涂成型，無需模具，尤其適合表面彎曲的各種材料的增強(qiáng)加固，其形成的聚氨酯加強(qiáng)層連續(xù)無接縫，與基材粘結(jié)效果好， 強(qiáng)度優(yōu)異，表面平整，顏色可調(diào)。
[0007]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。
[0008]本發(fā)明提供了一種組合聚醚，其包括下述重量份數(shù)的組分:山梨醇聚醚多元醇 20-40份，蔗糖聚醚多元醇20-40份，聚醚多元醇DL-1000 15-25份，聚醚多元醇330N 15-25份，泡沫穩(wěn)定劑2-3份，有機(jī)鉍催化劑0.4-0.8份，以及水0.1-0.5份；其中，所述山梨醇聚醚多元醇、蔗糖聚醚多元醇、聚醚多元醇DL-1000和聚醚多元醇330N的份數(shù)之和為 100 ;所述的山梨醇聚醚多元醇滿足下述指標(biāo):羥值為480-520mgK0H/g，官能度為4.3-4.8， 酸值≤0.15mgK0H/g，25°C下的粘度為5400_6200mPa ? s ;所述的蔗糖聚醚多元醇滿足下述指標(biāo):羥值為330-370mgK0H/g，官能度為4.0-4.5，酸值≤0.15mgK0H/g，25 °C下的粘度為 2000-4000mPa ? S。
[0009]其中，所述的山梨醇聚醚多元醇可為滿足上述指標(biāo)的任意山梨醇聚醚多元醇，較佳地為句容寧武新材料發(fā)展有限公司生產(chǎn)的聚醚多元醇6305C。
[0010]其中，所述的蔗糖聚醚多元醇可為滿足上述指標(biāo)的任意蔗糖聚醚多元醇，較佳地為句容寧武新材料發(fā)展有限公司生產(chǎn)的聚醚多元醇8307。
[0011]其中，所述的聚醚多元醇DL-1000為線性聚醚多元醇，羥值為90-110mgK0H/g，官能度為2，25°C下的粘度為130-190mPa ? s，水份≤0.10%，購自于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)
任公司。
[0012]其中，所述的聚醚多元醇330N為高活性聚醚多元醇，羥值為32-36mgK0H/g，官能度為3，25°C下的粘度為800-1000mPa *s，水份≤0.10%,購自于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司。
[0013]其中，所述的泡沫穩(wěn)定劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的泡沫穩(wěn)定劑，較佳地為硅酮類泡沫穩(wěn)定劑，更佳地為美國邁圖高新材料集團(tuán)公司生產(chǎn)的泡沫穩(wěn)定劑L-6860。
[0014]其中，所述的有機(jī)鉍催化劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的聚氨酯合成催化劑。所述的有機(jī)鉍催化劑的鉍含量較佳地為15-17wt%。所述的有機(jī)鉍催化劑較佳地為美國領(lǐng)先化學(xué)有限公司生產(chǎn)的BiCAT 8118。
[0015]其中，所述的水可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的水，較佳地為去離子水。
[0016]按本領(lǐng)域常識，本發(fā)明的組合聚醚中還可添加本領(lǐng)域此類組合聚醚中常規(guī)添加的其他添加劑，只要其對本發(fā)明的組合聚醚不產(chǎn)生負(fù)效果即可，如聚氨酯領(lǐng)域常用的磷氯系阻燃劑:磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸三(^ -氯乙基)酯等；又如應(yīng)用于聚氨酯領(lǐng)域的顏料
坐寸o
[0017]本發(fā)明的組合聚醚可根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法進(jìn)行制備。本發(fā)明較佳地將上述各組分按其重量份數(shù)在常溫下攪拌混合，放料即得。其中，所述攪拌的轉(zhuǎn)速較佳地為 450-550rpm，更佳地為500rpm。所述攪拌的時(shí)間較佳地為0.5-1.5小時(shí)，更佳地為I小時(shí)。
[0018]本發(fā)明還提供了一種聚氨酯原料組合物，其包括所述的組合聚醚以及異氰酸酯。
[0019]其中，所述組合聚醚和異氰酸酯的質(zhì)量比可根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)方法進(jìn)行選擇，較佳地為1:0.9-1:1.2，更佳地為1:1.0。
[0020]其中，所述的異氰酸酯可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的異氰酸酯，較佳地為多苯基多亞甲基多異氰酸酯，又稱聚合MDI。所述的異氰酸酯更佳地為煙臺(tái)萬華聚氨酯股份有限公司生產(chǎn)的異氰酸酯PM-200。
[0021]本發(fā)明的聚氨酯原料組合物在使用前，所述的組合聚醚以及所述的異氰酸酯始終不相接觸，因此可以套裝的形式出售和保存該原料組合物，使用時(shí)將所述的組合聚醚和所述的異氰酸酯混合，即可。
[0022]本發(fā)明還提供了一種高密度聚氨酯的制備方法，其包括下述步驟:所述的聚氨酯原料組合物按常規(guī)噴涂型聚氨酯的制備方法噴涂成型，即可。
[0023]其中，所述的噴涂成型一般通過噴涂機(jī)進(jìn)行。
[0024]本發(fā)明還提供了一種由上述制備方法制得的高密度聚氨酯。
[0025]本發(fā)明還提供了所述的高密度聚氨酯作為增強(qiáng)材料的應(yīng)用。
[0026]其中，所述增強(qiáng)材料的一般厚度為l-2cm，在所述增強(qiáng)材料中，所述高密度聚氨酯的每層厚度一般為0.2-0.5cm。
[0027]在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。
[0028]本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。
[0029]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:
[0030]1、本發(fā)明的組合聚醚采用水為發(fā)泡劑安全環(huán)保；
[0031]2、本發(fā)明中的組合聚醚中，催化劑采用有機(jī)金屬鉍催化劑，替代傳統(tǒng)胺類催化劑和鉛、錫類催化劑，低V0C、低毒性、低污染；
[0032]3、將本發(fā)明的聚氨酯原料組合物混合后噴涂在需加強(qiáng)的物件表面，如衛(wèi)浴浴缸、 汽車構(gòu)件、裝飾石材等，形成厚度可控、表面光滑、強(qiáng)度優(yōu)異、韌性良好、耐老化的聚氨酯增強(qiáng)層；
[0033]4、本發(fā)明的高密度聚氨酯可作為加固增強(qiáng)材料，強(qiáng)度高、韌性好、與基材粘結(jié)性好、施工工藝簡單、耐候性好、化學(xué)穩(wěn)定性高。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說明書選擇。
[0035]下述實(shí)施例中，所用的原料份均為重量份，原料來源如下:
[0036]聚醚多元醇6305C購自于句容寧武新材料發(fā)展有限公司。
[0037]聚醚多元醇8307購自于句容寧武新材料發(fā)展有限公司。
[0038]聚醚多元醇DL-1000購自于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司。
[0039]聚醚多元醇330N購自于山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司。
[0040]泡沫穩(wěn)定劑L-6860購自于美國邁圖高新材料集團(tuán)公司。
[0041]催化劑BiCAT 8118購自于美國領(lǐng)先化學(xué)有限公司。
[0042]異氰酸酯為聚合MDI，牌號PM-200，購自于煙臺(tái)萬華聚氨酯股份有限公司。
[0043]下述實(shí)施例中，采用的機(jī)械性能檢測依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為:
[0044]整體密度:GB/T6343 ；
[0045]表面硬度:HG2118/HG 2117 ；
[0046]拉伸強(qiáng)度:GB/T7124 ；
[0047]壓縮強(qiáng)度:GB/T8813 ；
[0048]彎曲強(qiáng)度:HG/T 3別4 ;
[0049]粘結(jié)強(qiáng)度:GB/T50404附錄B ；
[0050]沖擊強(qiáng)度:GB/T1843。
[0051]實(shí)施例1
[0052](I)制備組合聚醚:
[0053]聚醚多元醇6305C 20份，聚醚多元醇8307 40份，聚醚多元醇DL-100015份，聚醚多元醇330N 25份，泡沫穩(wěn)定劑L-6860 2份，去離子水0.1份，催化劑BiCAT 81180.8份。
[0054]按照以上配方將各種原料投入不銹鋼反應(yīng)釜中，常溫下在轉(zhuǎn)速500rpm的條件下攪拌I小時(shí)，制得組合聚醚。
[0055](2)制備高密度聚氨酯:將實(shí)施例1中的組合聚醚與異氰酸酯PM-200按照質(zhì)量比1:1.0混合均勻后，通過高壓噴涂機(jī)噴涂至需要增強(qiáng)的擠塑ABS板表面，噴涂厚度為2cm。在 250C ±2°C條件下恒溫放置24小時(shí)后測試性能如下表1。
[0056]表1實(shí)施例1的高密度聚氨酯的性能參數(shù)
[0057]
【權(quán)利要求】
1.一種組合聚醚，其包括下述重量份數(shù)的組分:山梨醇聚醚多元醇20-40份，蔗糖聚醚多元醇20-40份，聚醚多元醇DL-1000 15-25份，聚醚多元醇330N 15-25份，泡沫穩(wěn)定劑2-3份，有機(jī)鉍催化劑0.4-0.8份，以及水0.1-0.5份；其中，所述山梨醇聚醚多元醇、蔗糖聚醚多元醇、聚醚多元醇DL-1000和聚醚多元醇330N的份數(shù)之和為100 ;所述的山梨醇聚醚多元醇滿足下述指標(biāo):羥值為480-520mgK0H/g，官能度為4.3-4.8，酸值 ≤0.15mgKOH/g，25°C下的粘度為5400_6200mPa ? s ;所述的蔗糖聚醚多元醇滿足下述指標(biāo):羥值為330-370mgK0H/g,官能度為4.0-4.5，酸值≤0.15mgKOH/g，25 °C下的粘度為 2000-4000mPa ? S。
2.如權(quán)利要求1所述的組合聚醚，其特征在于，所述的山梨醇聚醚多元醇為聚醚多元醇6305C ;和/或，所述的蔗糖聚醚多元醇為聚醚多元醇8307。
3.如權(quán)利要求1所述的組合聚醚，其特征在于，所述的泡沫穩(wěn)定劑為硅酮類泡沫穩(wěn)定劑；和/或，所述有機(jī)鉍催化劑的鉍含量為15-17wt% ;和/或，所述的有機(jī)鉍催化劑為BiCAT 8118 ;和/或，所述的水為去離子水。
4.如權(quán)利要求3所述的組合聚醚，其特征在于，所述的泡沫穩(wěn)定劑為泡沫穩(wěn)定劑 L-6860。
5.一種聚氨酯原料組合物，其包括如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的組合聚醚以及異氰酸酯。
6.如權(quán)利要求5所述的聚氨酯原料組合物，其特征在于，所述組合聚醚和異氰酸酯的質(zhì)量比為1:0.9-1:1.2。
7.如權(quán)利要求5或6所述的聚氨酯原料組合物，其特征在于，所述的異氰酸酯為多苯基多亞甲基多異氰酸酯；和/或，所述的異氰酸酯為異氰酸酯PM-200。
8.一種高密度聚氨酯的制備方法，其包括下述步驟:將權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的聚氨酯原料組合物按常規(guī)噴涂型聚氨酯的制備方法噴涂成型，即可。
9.一種由權(quán)利要求8所述的制備方法制得的高密度聚氨酯。
10.如權(quán)利要求9所述的高密度聚氨酯作為增強(qiáng)材料的應(yīng)用。
【文檔編號】C08G101/00GK103570902SQ201210249763
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月18日
【發(fā)明者】李心強(qiáng), 倪軍, 于楠, 許鳳華 申請人:上海東大聚氨酯有限公司