一種煤礦充填聚氨酯全水發泡材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發泡材料領域，具體是一種煤礦充填聚氨酯全水發泡材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚氨酯硬泡是一種性能優越的高分子材料，既可作為絕熱保溫材料，又可作為結構承重材料，在建筑、交通運輸、冰箱、冰柜、石油化工管道、航空航天等領域具有廣泛的應用。在生產聚氨酯硬泡時，多數采用氯氟烴類發泡劑，其對臭氧層的破壞引起了世界各國的高度重視；加之聚氨酯原料價格昂貴，而一般的全水發泡聚氨酯含水率極低，使得聚氨酯硬泡材料的成本相應的高出很多。
[0003]目前國內雖然有全水發泡項目，但只停留在軟泡和管材的適用上，用途局限性較大。本發明開發出了成本低、安全環保(零0DP、低GWP)、反應溫度低、阻燃性好、發泡倍率高、泡孔細密的全水發泡聚氨酯材料，在煤礦充填中應用越來越廣泛。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種成本低、含水量高、安全環保、發泡倍率高、泡孔細密的煤礦充填聚氨酯全水發泡材料及其制備方法。
[0005]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
一種煤礦充填聚氨酯全水發泡材料，由A料和B料組成；所述A料按照質量百分比的原料包括聚醚38-53.5%、乳化劑2-5%、高效阻燃劑3_8%、泡沫穩定劑1_2%、強發泡的反應性催化劑0.5-2%和水40-45% ;所述B料按照質量百分比的原料包括多異氰酸酯80-90%和阻燃劑10-20% ;所述A料與B料的質量比為1:0.7-1.5。
[0006]作為本發明進一步的方案:所述聚醚為聚醚二醇、聚醚三醇、聚醚四醇、五羥基聚醚和六羥基聚醚中的一種或兩種以上的混合物。
[0007]作為本發明進一步的方案:所述乳化劑為硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽、十二烷基磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉和SAS仲烷基磺酸鈉中的一種或兩種以上的混合物。
[0008]作為本發明進一步的方案:所述高效阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、甲基磷酸二甲酯和聚磷酸銨中的一種或兩種以上的混合物。
[0009]作為本發明進一步的方案:所述泡沫穩定劑為有機硅泡沫穩定劑和有機烯類化合物中的一種或兩種的混合物。
[0010]作為本發明進一步的方案:所述強發泡的反應性催化劑為有機金屬催化劑和胺類催化劑中的一種或兩種的混合物。
[0011]作為本發明進一步的方案:所述有機金屬催化劑為二月桂酸二丁基錫、異辛酸鉛、異辛酸鋅、醋酸鉀和油酸鉀中的一種或兩種以上的混合物，所述胺類催化劑為催化劑PC-8、催化劑Al和催化劑DMAEE的一種或兩種以上的混合物。
[0012]作為本發明進一步的方案:所述多異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯PM-200。
[0013]所述的煤礦充填聚氨酯全水發泡材料的制備方法，包括以下步驟:先依次將聚醚、乳化劑、高效阻燃劑、強發泡的反應性催化劑、泡沫穩定劑以及水加入反應容器中，使其充分混合均勻，在攪拌狀態下再加入多異氰酸酯和阻燃劑，繼續攪拌直到兩者混合均勻；待混合溶液攪拌至發白后，倒入模具中發泡。
[0014]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
本發明所采用A料中的水分含量達到40%，能夠和聚醚很好融合并完全參與反應，極大地降低了原料成本，產品發泡倍數高達50%，內部反應溫度小于90°C，尤其原料中還沒有發泡劑，環保安全無污染，可以很好的應用于煤礦中空充填和各種保溫項目。
[0015]由于采用的是高效阻燃劑和特殊的泡沫穩定劑，本發明具有很好的阻燃和抗靜電效果，泡孔細密均勻，具有較好的韌性和粘結力。本發明以水作發泡劑，實際上是以水和多亞甲基多苯基異氰酸酯反應生成的0)2氣體作發泡劑，其臭氧破壞效應ODP值為零，無毒副作用，因此水是最具吸引力的CFC-1l等發泡劑的最終替代物。此外全水泡沫制備工藝簡便，對設備的要求很低，可沿用CFC-11、HCFC-Hlb體系的設備，用特殊的泡沫穩定劑，泡孔細密保溫效果好，具有廣闊的市場前景。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0017]實施例1
本發明實施例中，一種煤礦充填聚氨酯全水發泡材料，由A料和B料組成；A料按照質量百分比的原料包括聚醚53.5%、乳化劑2%、高效阻燃劑3%、泡沫穩定劑1%、強發泡的反應性催化劑0.5%和水40% ；B料按照質量百分比的原料包括多異氰酸酯80%和阻燃劑20% ；A料與B料的質量比為1:0.7。聚醚為聚醚四醇。乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鹽。高效阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯。泡沫穩定劑為有機烯類化合物。強發泡的反應性催化劑為二月桂酸二丁基錫。多異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯PM-200。
[0018]所述的煤礦充填聚氨酯全水發泡材料的制備方法，包括以下步驟:先依次將聚醚、乳化劑、高效阻燃劑、強發泡的反應性催化劑、泡沫穩定劑以及水加入反應容器中，使其充分混合均勻，即A料(俗稱白料)，在攪拌狀態下再加入多異氰酸酯和阻燃劑，即B料(俗稱黑料)，繼續攪拌直到兩者混合均勻；待混合溶液攪拌至發白后，倒入模具中發泡。
[0019]實施例2
本發明實施例中，由A料和B料組成；A料按照質量百分比的原料包括聚醚38-53.5%、乳化劑2-5%、高效阻燃劑3-8%、泡沫穩定劑1_2%、強發泡的反應性催化劑0.5-2%和水40-45% ；B料按照質量百分比的原料包括多異氰酸酯80-90%和阻燃劑10-20% ；A料與B料的質量比為1:0.7-1.5。聚醚為五羥基聚醚。乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉。高效阻燃劑為甲基磷酸二甲酯。泡沫穩定劑為有機硅泡沫穩定劑和有機烯類化合物的混合物。強發泡的反應性催化劑為催化劑DMAEE。多異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯PM-200。
[0020]所述的煤礦充填聚氨酯全水發泡材料的制備方法，包括以下步驟:先依次將聚醚、乳化劑、高效阻燃劑、強發泡的反應性催化劑、泡沫穩定劑