環境友好型聚氨酯塊狀軟泡用聚合物多元醇制備方法
【專利摘要】本發明提出的是環境友好型聚合物多元醇及軟質聚氨酯泡沫體制備方法。經過制備聚合物多元醇和利用聚合物多元醇制造軟質發泡聚氨酯塊狀體過程。本發明聚合物多元醇的優點：1、不含苯乙烯、丙烯腈有毒物質，對人體無害可貼身使用。2、該聚合物多元醇較用苯乙烯、丙烯腈制作的聚合物多元醇成本低。3、燃燒氧指數略高于用苯乙烯、丙烯腈制作的聚合物多元醇。用聚醚多元醇和聚合物多元醇制造成塊狀軟質聚氨酯泡沫體。適宜作為環境友好型無毒害的塊狀軟質泡沫塑料制造的方法應用。
【專利說明】環境友好型聚氨酯塊狀軟泡用聚合物多元醇制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于聚氨酯合成材料領域。具體說，是一種環境友好型聚合物多元醇及軟 質聚氨酯泡沫體制備方法。
【背景技術】
[0002] 軟質聚氨酯泡沫塑料大體分為：高回彈軟質泡沫塑料、通用塊狀軟質泡沫塑料兩 大類。
[0003] 高回彈軟質泡沫塑料生產方法分為兩類：一是采用高活性高分子量聚醚多元醇加 上各式交聯劑與多異氰酸酯反應而成，二是采用接枝型聚醚即聚合物多元醇與多異氰酸酯 反應而成。
[0004] 通用塊狀軟質泡沫塑料，所用聚醚多元醇官能團一般在2以上，羥值當量約1000 左右，通常以分子量3000的三羥基聚醚應用最多。加入聚合物多元醇相當于引入了無機填 料，是提高軟質泡沫塑料壓縮負荷的有效方法之一。
[0005] 通常，聚合物多元醇是由烯烴單體(苯乙烯、丙烯腈等）以自由基聚合的方式，接枝 共聚在聚醚多元醇介質中而成。它可改善高回彈軟質泡沫塑料和通用塊狀軟質泡沫塑料的 回彈率、承載性及開孔性。
[0006] 通用塊狀軟質泡沫塑料制品應用廣泛，例如汽車、航空座椅、家具、衣服鞋子的襯 里以及美胸棉等。
[0007] 聚合物多元醇中殘留的苯乙烯、丙烯腈為有毒物質，氣味難聞，限制了聚合物多元 醇的應用。
[0008] 當前，塊狀泡沫用聚合物多元醇制作方法僅限以苯乙烯、丙烯腈為單體的自由基 聚合方式，其它方法未見報道。國內沒有專利公開。
【發明內容】
[0009] 為了屏棄苯乙烯、丙烯腈在塊狀軟泡聚氨酯中的使用，本發明提出了聚合物多元 醇及軟質聚氨酯泡沫體制備方法。該方法通過采用三聚氰胺、尿素替代苯乙烯和丙烯晴，通 過聚合物多元醇合成步驟，解決軟質發泡聚氨酯無毒害的技術問題。
[0010] 本發明解決技術問題所采用的方案是： 聚合物多元醇制備： 化學縮聚方法，以三聚氰胺為縮聚核心，將三聚氰胺、尿素、甲醛縮聚，并局部接枝、分 散到官能團在2以上，羥值當量為1000,分子量3000的三羥基聚醚多元醇中制備聚合物多 元醇。
[0011] 制備軟質發泡聚氨酯塊狀體： 將聚醚多元醇與聚合物多元醇及助劑配合，合成塊狀發泡聚氨酯塊狀體。
[0012] 具體制備步驟： 聚合物多元醇制備： 1)、合成兩種官能度3,羥值當量1000,分子量3000的聚醚多元醇。
[0013] 第一種聚醚多元醇為：氧化乙烯含量109Γ20%封端，伯羥基高于60%，羥值為 55?57mgK0H/g，得官能度3,羥值當量1000,分子量3000的聚醚多元醇。
[0014] 第二種聚醚多元醇為：氧化乙烯含量109Γ20%與氧化丙烯共混聚合，羥值為 55?57mgK0H/g，得官能度3,羥值當量1000,分子量3000的聚醚多元醇。
[0015] 聚醚多元醇合成起始劑選甘油、三羥甲基丙烷，聚合催化劑選用氫氧化鉀、氫氧化 鈉，聚合溫度控制在8(Tl20°C，聚合時間為4飛小時。
[0016] 2)、三聚氰胺羥甲基化，形成縮聚核心： 將一部分三聚氰胺加入反應釜，用甲醛調節pH值7- 9,加入反應釜，開啟攪拌升溫 75°C，待溶液澄清，保溫1小時，羥甲基化完成。pH調節可選用氫氧化鉀、氫氧化鈉溶液或三 乙醇胺； 3) 、三羥基聚醚多元醇中分散或局部接枝三聚氰胺： 將所合成的兩種聚醚多元醇按比例混合，再加入三聚氰胺羥甲基化液混合，調節pH值 4一6,開啟攪拌升溫80-90°C，保溫1小時，pH調節選用鹽酸或磷酸、磷酸銨； 4) 、三聚氰胺、尿素、甲醛再縮聚： 將分散接枝混合物加入反應釜，同時加入水、甲醇、乙醇溶劑，根據固含量的要求加入 剩余的三聚氰胺、尿素、甲醛，并調節體系pH值6-8,開啟攪拌升溫80-160°C，維持4小時， 脫出水及溶劑最終制得聚合物多元醇。
[0017] 塊狀軟質聚氨酯泡沫體制備： 按質量份數， 原料： 分子量3000聚醚多兀醇 30份一70份， 聚合物多元醇 30份一70份； 助劑： 有機硅泡沫穩定劑 0. 5 - 1. 5份， 催化劑 0.3 -1.5份， 發泡劑 2- 6份， TDI 指數 0.8-1.1。
[0018] 積極效果，本發明聚合物多元醇的優點：1、不含苯乙烯、丙烯腈有毒物質，對人體 無害可貼身使用。2、該聚合物多元醇較用苯乙烯、丙烯腈制作的聚合物多元醇成本低。3、 燃燒氧指數略高于用苯乙烯、丙烯腈制作的聚合物多元醇。用聚醚多元醇和聚合物多元醇 制造成塊狀軟質聚氨酯泡沫體。適宜作為環境友好型無毒害的塊狀軟質泡沫塑料制造的方 法應用。 具體實施方案
[0019] 實施例一： 合成官能度3,羥值當量1000,分子量3000的聚醚多元醇1#。
[0020] 高壓反應釜加入甘油，氫氧化鉀，氮氣置換3次，升溫80°C，加入環氧丙烷809Γ90% 聚合，溫度8(Tl20°C，熟化至壓力恒定，繼續加入環氧乙烷109Γ20%聚合，溫度8(Tl20°C，熟 化至壓力恒定，精制去除鉀離子，得到聚醚多元醇：氧化乙烯含量109Γ20%封端，伯羥基高 于 60%，羥值為 55?57mgK0H/g。
[0021] 實施例二： 合成官能度3,羥值當量1000,分子量3000的聚醚多元醇2#。
[0022] 高壓反應釜加入甘油，氫氧化鉀，氮氣置換3次，升溫80°C，加入環氧丙烷 809Γ90%、環氧乙烷109Γ20%混合單體聚合，溫度8(T12(TC，熟化至壓力恒定，精制去除鉀離 子，得到聚醚多元醇：氧化乙烯含量109Γ20%與氧化丙烯共混聚合，羥值為55飛7mgK0H/g。
[0023] 實施例三： 將三聚氰胺加入反應釜，甲醛調節PH值7- 9加入反應釜，開啟攪拌升溫75°C，待溶 液澄清，保溫1小時，羥甲基化完成。按比例加入聚醚多元醇1#、2#，調節PH值4一6,升溫 80-90°C，保溫1小時，根據固含量的要求加入剩余的三聚氰胺、尿素、甲醛，并調節體系PH 值6- 8,開啟攪拌升溫80-160°C，維持4小時。脫出水及溶劑最終制得聚合物多元醇。
[0024] 通用塊狀軟質泡沫塑料制作： 按質量份數： 聚醚多兀醇（分子量3000) 30份一70份， 實例三所制作聚合物多元醇 30份一70份， 有機硅泡沫穩定劑 0. 5 - 1. 5份， 催化劑 0.3 -1.5份， 發泡劑 2- 6份， TDI 指數 0.8 -1.1。
[0025] 以上攪拌均勻倒入發泡箱制得塊狀泡沫。
[0026] 塊狀泡沫指標： 密度：20. 5 kg / m3 回彈：50. 6% 拉伸強度：8. 4 kg / cm2 撕裂強度：42. 5 kg / cm 壓縮強度：50. 3kg / 314cm2。
【權利要求】
1. 環境友好型聚合物多元醇及軟質聚氨酯泡沫體制備方法，其特征是： 聚合物多元醇制備： 化學縮聚方法，以三聚氰胺為縮聚核心，將三聚氰胺、尿素、甲醛縮聚，并局部接枝、分 散到官能團在2以上，羥值當量為1000,分子量3000的三羥基聚醚多元醇中制備聚合物多 元醇； 具體制備步驟： (1) 、合成兩種官能度3,羥值當量1000,分子量3000的聚醚多元醇； 第一種聚醚多元醇為：氧化乙烯含量109Γ20%封端，伯羥基高于60%，羥值為 55?57mgKOH/g，得官能度3,羥值當量1000,分子量3000的聚醚多元醇； 第二種聚醚多元醇為：氧化乙烯含量109Γ20%與氧化丙烯共混聚合，羥值為 55?57mgKOH/g，得官能度3,羥值當量1000,分子量3000的聚醚多元醇； 聚醚多元醇合成起始劑選甘油、三羥甲基丙烷，聚合催化劑選用氫氧化鉀、氫氧化鈉， 聚合溫度控制在8(Tl20°C，聚合時間為4飛小時； (2) 、三聚氰胺羥甲基化，形成縮聚核心： 將一部分三聚氰胺加入反應釜，用甲醛調節pH值7- 9,加入反應釜，開啟攪拌升溫 75°C，待溶液澄清，保溫1小時，羥甲基化完成。pH調節可選用氫氧化鉀、氫氧化鈉溶液或三 乙醇胺； (3) 、三羥基聚醚多元醇中分散或局部接枝三聚氰胺： 將所合成的兩種聚醚多元醇按比例混合，再加入三聚氰胺羥甲基化液混合，調節pH值 4一6,開啟攪拌升溫80-90°C，保溫1小時，pH調節選用鹽酸或磷酸、磷酸銨； (4) 、三聚氰胺、尿素、甲醛再縮聚： 將分散接枝混合物加入反應釜，同時加入水、甲醇、乙醇溶劑，根據固含量的要求加入 剩余的三聚氰胺、尿素、甲醛，并調節體系pH值6-8,開啟攪拌升溫80-160°C，維持4小時， 脫出水及溶劑最終制得聚合物多元醇。
2. 軟質聚氨酯泡沫體制備：其特征是： 將聚醚多元醇與聚合物多元醇及助劑配合，合成塊狀發泡聚氨酯塊狀體； 按質量份數： 原料： 分子量3000聚醚多兀醇 30份一70份， 聚合物多元醇 30份一70份； 助劑： 有機硅泡沫穩定劑 0. 5 - 1. 5份， 催化劑 0.3 -1.5份， 發泡劑 2- 6份， TDI 指數 0.8 -1.1。
【文檔編號】C08G18/64GK104193934SQ201410253945
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月10日 優先權日:2014年6月10日
【發明者】靖勇, 張格亮, 吳廣鐸, 王兵, 劉濤, 張寶林, 張艷紅, 王洋, 薛華, 劉博
申請人:方大錦化化工科技股份有限公司