超低gwp環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料及制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于：包括按照重量份的多組份Ⅰ和組份Ⅱ，其中組份Ⅰ組成包括以下：低粘度高管能度聚醚多元醇A為：20?30份；低羥值高管能度聚醚多元醇B為：10?30份；芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為：30?50份；含磷類阻燃劑為：10?30份；含磷鹵類阻燃劑為：20?30份；泡沫穩定劑：1?3份；催化劑：4?8份；水：1?3份；低GWP環保型LBA發泡劑：10?20份；組份Ⅱ為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。同時本發明涉及該保溫材料的制造方法，本發明生產聚氨酯保溫材料，其產品性能與141B發泡劑生產的產品性能相當，并且生產過程中發泡劑揮發產生的氣體具有超低GWP及零ODP特性。
【專利說明】
超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料及制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及聚氨酯制備領域，尤其是涉及一種超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保 溫材料及制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚氨酯硬泡體是一種具有保溫與防水功能的新型合成材料，其導熱系數僅0.020 ~0.025W/(m* κ )，是目前所有保溫材料中導熱系數最低的。所以使用硬質聚氨酯泡沫塑料 來替代傳統保溫材料，主要應用在建筑物外墻保溫，屋面防水保溫一體化、冷庫保溫隔熱、 管道保溫材料、建筑板材、冷藏車及冷庫隔熱材等。已經成為主導市場的保溫節能產品之 〇
[0003] 聚氨酯噴涂施工工藝的優點主要包括以下幾個方面：
[0004] (1)、噴涂生產效率高，尤其適用于大面積、異形物體的絕熱處理，成型速度快，生 產效率高，施工速度非常快。
[0005] (2)、噴涂聚氨酯發泡現場施工靈活性、操作性非常方便，準備時間短，隨到隨噴， 不需要模具預熱等復雜的準備工作。
[0006] (3)、對于各種形狀的基材，不論是平面、立面還是頂面，不論是圓形、球形還是其 他不規則形狀的復雜物體，都可以直接實施噴涂發泡加工，不需昂貴的模具制造費用。
[0007] 目前國內廣泛使用的聚氨酯噴涂發泡劑，大多數為HCFC-141B，少數使用HFC-245fa。其中HCFC-141B是一種非環保型發泡劑，對大氣臭氧層有破壞作用，歐美等發達國家 已經禁止使用，中國將在2030年前完全淘汰。而HFC-245fa雖然0DP值為0，但是GWP值較高， 只能作為一種過渡產品使用。而本發明所使用的LBA發泡劑是最新一代環保型發泡劑，其 0DP值為0，GWP值非常低，是目前為止較理想的環保型發泡劑。
[0008] 表一:各種發泡劑性能對比(數據來源霍尼韋爾公司）
[0009]
[0010]由于目前最新一代環保型發泡劑LBA價格較昂貴，大約是HCFC-141B價格5-6倍，所 以等比例替代141B推廣比較困難，所以本發明就是通過配方中加入特定的低粘度低羥值高 管能度聚醚多元醇、芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇，降低環保型發泡劑LBA的用量來降低 原材料成本，，通過調整與水與催化劑等助劑用量，形成超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯組 合聚醚多元醇，再與多苯基多亞甲基多異氰酸酯(PAPI)混合反應形成超低GWP環保型工程 噴涂聚氨酯保溫材料。使用本發明生產聚氨酯保溫材料，其產品性能與141B發泡劑生產的 產品性能相當，并且生產過程中發泡劑揮發產生的氣體具有超低GWP(全球變暖潛能值)及 零ODP(消耗臭氧潛能值)特性，是理想的環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料替代品。
【發明內容】
[0011] 本發明的目的是為了提供一種超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料及制備方 法，本發明通過配方中加入特定的低粘度低羥值高管能度聚醚多元醇、芳香烴類低粘度阻 燃聚酯多元醇，及使用最新一代環保型超低GWP發泡劑LBA，與水催化劑等助劑一起混合，同 時通過調整水與催化劑等助劑的比例來降低環保型發泡劑LBA的用量來降低原材料成本， 最終形成超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯組合聚醚多元醇，再與苯基多亞甲基多異氰酸酯 (PAPI)混合反應形成超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料。用本發明生產聚氨酯保溫 材料，其產品性能與141B發泡劑生產的產品性能相當，并且生產過程中發泡劑揮發產生的 氣體具有超低GWP(全球變暖潛能值)及零0DP(消耗臭氧潛能值)特性，是理想的環保型工程 噴涂聚氨酯保溫材料替代品。
[0012] 為實現上述目的，本發明的技術方案是：
[0013]超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:包括按照重量份的多組份 I和組份Π ，其中組份I組成包括以下：
[0014]低粘度高管能度聚醚多元醇A為:20-30份；
[0015]低羥值高管能度聚醚多元醇B為：10-30份；
[0016]芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為:30-50份；
[0017]含磷類阻燃劑為：10-30份；
[0018]含磷鹵類阻燃劑為:20-30份；
[0019]泡沫穩定劑：1-3份；
[0020] 催化劑:4-8份；
[0021]水：1-3 份；
[0022] 低GWP環保型LBA發泡劑：10-20份；
[0023] 組份Π 為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
[0024] 對本發明做進一步優選，所述低粘度高管能度聚醚多元醇A為蔗糖、甘油、二甘醇 等為起始劑和環氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量800-1000，粘度1000_ 2000mpa · s (25 °C)，羥值250-300mgK0H/g。
[0025] 對本發明做進一步優選，所述低羥值高管能度聚醚多元醇B為笨酚、二乙醇胺、TDA 等為起始劑和環氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量800-1000，粘度2000_ 3000mpa · s (25 °C)，羥值200-250mgK0H/g。
[0026] 對本發明做進一步優選，所述芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為苯酐、對苯二甲 酸系列高芳烴含量聚酯多元醇，平均分子量500-800,粘度1000-2500mpa.s(25°C)，羥值 200-250mgK0H/g〇
[0027] 對本發明做進一步優選，所述含磷阻燃劑為磷酸酯類，可以是磷酸三乙酯、甲基磷 酸二甲酯中的任意一種或二種組合。
[0028]對本發明做進一步優選，所述含磷鹵類阻燃劑為TCEP、TCPP、TDCP中的任意一種或 幾種組合。
[0029] 對本發明做進一步優選，所述泡沫穩定劑為硅酮類表面活性劑。本發明中的泡沫 穩定劑采用南京美思德AK8805，AK8811等等，或者其他類似的也可以。
[0030] 對本發明做進一步優選，所述催化劑為胺類、季胺鹽類。本發明中的催化劑采用美 國氣體公司二甲基環己胺、PC41、TMR_2等，或者其他類似的也可以。
[0031] 對本發明做進一步優選，所述發泡劑為低GWP環保型LBA發泡劑，為美國霍尼韋爾 公司產品。
[0032] 對本發明做進一步優選，超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于： 包括按照重量份的多組份I和組份Π ，其中組份I組成包括以下：
[0033]低粘度高管能度聚醚多元醇A為:20-25份；
[0034]低羥值高管能度聚醚多元醇B為：10-20份；
[0035]芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為:30-40份；
[0036]含磷類阻燃劑為：10-20份；
[0037]含磷鹵類阻燃劑為:20-25份；
[0038]泡沫穩定劑：1-3份；
[0039] 催化劑:4-8份；
[0040]水:1-3 份；
[0041 ] 低GWP環保型LBA發泡劑：10-15份；
[0042]組份Π 為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
[0043] -種制造高阻燃PIR體系聚氨酯保溫材及其制備方法，其特征在于：
[0044] 首先將上述組份I中的各個組份按比例均勻混合后，形成組份I;
[0045] 接著組份I與組份Π 之間的比例如下：
[0046] 組份I:組份 Π 在100:100-100:120之間；
[0047] 最后通過噴涂發泡機械設備均勻混合，形成高阻燃PIR體系聚氨酯保溫材料。
[0048] 與現有技術相比較，本發明具有以下的有益效果：
[0049] 本發明通過配方中加入特定的低粘度低羥值高管能度聚醚多元醇、芳香烴類低粘 度阻燃聚酯多元醇，及使用最新一代環保型超低GWP發泡劑LBA，與水催化劑等助劑一起混 合，同時通過調整水與催化劑等助劑的比例來降低環保型發泡劑LBA的用量來降低原材料 成本，最終形成超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯組合聚醚多元醇，再與苯基多亞甲基多異氰 酸酯(PAPI)混合反應形成超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料。用本發明生產聚氨酯 保溫材料，其產品性能與141B發泡劑生產的產品性能相當，并且生產過程中發泡劑揮發產 生的氣體具有超低GWP (全球變暖潛能值)及零0DP (消耗臭氧潛能值)特性，是理想的環保型 工程噴涂聚氨酯保溫材料替代品。
[0050] 為了進一步解釋本發明的技術方案，下面通過具體實施例來對本發明進行詳細闡 述。
【具體實施方式】
[0051 ]以下結合實施例對本發明作進一步說明。
[0052]本發明涉及了一種超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:包括 按照重量份的多組份I和組份π，其中組份I組成包括以下：
[0053]低粘度高管能度聚醚多元醇A為:20-30份；
[0054]低羥值高管能度聚醚多元醇B為:10-30份；
[0055]芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為:30-50份；
[0056]含磷類阻燃劑為：10-30份；
[0057]含磷鹵類阻燃劑為:20-30份；
[0058]泡沫穩定劑：1-3份；
[0059] 催化劑:4-8份；
[0060] 水：1-3 份；
[0061 ] 低GWP環保型LBA發泡劑：10-20份；
[0062]組份Π 為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
[0063] 本發明中所述低粘度高管能度聚醚多元醇A為蔗糖、甘油、二甘醇等為起始劑和環 氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量800-1000,粘度1000-2000mpa.s(25°C)，羥值 250-300mgK0H/g，所述低羥值高管能度聚醚多元醇B為笨酚、二乙醇胺、TDA等為起始劑和環 氧乙烷、丙烷合成的聚醚多元醇，平均分子量800-1000,粘度2000-3000mpa.s(25°C)，羥值 200-250mgK0H/g，所述芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為苯酐、對苯二甲酸系列高芳烴含 量聚酯多元醇，平均分子量500-800，粘度1000-2500mpa · s (25°C)，羥值200-250mgK0H/g，含 磷阻燃劑為磷酸酯類，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯中的任意一種或二種組合，含 磷鹵類阻燃劑為TCEP、TCPP、TDCP中的任意一種或幾種組合，所述泡沫穩定劑為硅酮類表面 活性劑。本發明中的泡沫穩定劑采用南京美思德AK8805，AK8811等等，或者其他類似的也可 以，所述催化劑為胺類、季胺鹽類。本發明中的催化劑采用美國氣體公司二甲基環己胺、 PC41、TMR-2等，或者其他類似的也可以，所述發泡劑為141B。
[0064] 本發明涉及一種制造高阻燃PIR體系聚氨酯保溫材及其制備方法，其特征在于：
[0065] 首先將上述組份I中的各個組份按比例均勻混合后，形成組份I;接著組份I與組份 Π 之間的比例如下，組份I:組份Π 在100:100-100:120之間；最后通過噴涂發泡機械設備均 勻混合，形成高阻燃PIR體系聚氨酯保溫材料。
[0066] 實施例1:
[0067]本實施例公開了一種高阻燃PIR體系聚氨酯保溫材及其制備方法，其特征在于:其 特征是以多組份I和組份Π 為原料，先復配組份I如下（按重量份計）：低粘度高管能度聚醚 多元醇A為25份;低羥值高管能度聚醚多元醇B為15份;芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為 40份;含磷類阻燃劑為DMMP 20份;含磷鹵類阻燃劑為TCPP 25份;泡沫穩定劑AK8805 2份； 催化劑PC8:4份，TMR-2:2份;水:2.5份;發泡劑LBA: 15份。將上述各組份加入密閉的容器中 混合均勻形成組份I。
[0068] 其中阻燃劑為DMMP及TCPP為揚州晨化公司產品，泡沫穩定劑AK8805為南京美思 德公司產品，催化劑PC8/TMR-2為美國氣體公司產品，發泡劑LBA為美國霍尼韋爾公司產品； 發泡劑141B為浙江三美公司產品，組份Π 為煙臺萬華公司PM-200。
[0069] 將組份I和組份Π 按比例100:105加入容器中混合攪拌均勻，再倒入相應的模倶中 熟化成型就制成超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料。
[0070] 為了方便比較，將市場上普通阻燃聚氨酯泡沫制品合成配方對照如下：
[0071] 另外，本發明同時采用了不同配方組份的實施例2、實施例3和實施例4,制造過程 與實施例1完全一樣，為了方便比較且清楚，同時將市場上普通阻燃聚氨酯泡沫制品合成配 方對照，特制作出表二，具體如下：
[0072] 表二：
[0073]
[0074] 表三:泡沫性能指標
[0075]
[0076] 本發明中的以上所有測試都是按照國家相關標準進行測試。通過上述對比可以發 現，采用LBA發泡劑的超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫泡沫和采用141b發泡劑的普通阻 燃噴涂聚氨酯泡沫所有性能指標相接近，都達到了國家對外墻噴涂聚氨酯保溫材料的性能 指標要求。而且比采用141b型及245fa型發泡劑的噴涂料具有更低的GWP值，更加環保節能， 是今后聚氨酯工程噴涂料的發展趨勢。
[0077]以上所述僅為本發明的一個實施例，并非對本案設計的限制，凡依本案的設計關 鍵所做的等同變化，均落入本案的保護范圍。
【主權項】
1. 超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:包括按照重量份的多組份I 和組份Π ，其中組份I組成包括以下： 低粘度高管能度聚醚多元醇A為:20-30份； 低羥值高管能度聚醚多元醇B為：10-30份； 芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為:30-50份； 含磷類阻燃劑為：10-30份； 含磷鹵類阻燃劑為:20-30份； 泡沫穩定劑:1-3份； 催化劑:4-8份； 水:1-3份； 低GWP環保型LBA發泡劑：10-20份； 組份Π 為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。2. 根據權利要求1所述超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:超低GWP 環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:包括按照重量份的多組份I和組份Π ，其中 組份I組成包括以下： 低粘度高管能度聚醚多元醇A為:20-25份； 低羥值高管能度聚醚多元醇B為：10-20份； 芳香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為:30-40份； 含磷類阻燃劑為：10-20份； 含磷鹵類阻燃劑為:20-25份； 泡沫穩定劑:1-3份； 催化劑:4-8份； 水:1-3份； 低GWP環保型LBA發泡劑：10-15份； 組份Π 為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。3. 根據權利要求1所述超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:所述低 粘度高管能度聚醚多元醇A為蔗糖、甘油、二甘醇等為起始劑和環氧乙烷、丙烷合成的聚醚 多元醇，平均分子量800-1000，粘度 1000-2000mpa. s(25°C)，羥值250-300mgK0H/g。4. 根據權利要求1所述超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:所述低 羥值高管能度聚醚多元醇B為笨酚、二乙醇胺、TDA等為起始劑和環氧乙烷、丙烷合成的聚醚 多元醇，平均分子量800-1000，粘度2000-3000mpa · s (25 °C)，羥值200-250mgK0H/g。5. 根據權利要求1所述超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:所述芳 香烴類低粘度阻燃聚酯多元醇C為苯酐、對苯二甲酸系列高芳烴含量聚酯多元醇，平均分子 量500-800，粘度 1000-2500mpa · s (25 °C)，羥值200-250mgK0H/g。6. 根據權利要求1所述超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:含磷阻 燃劑為磷酸酯類，可以是磷酸三乙酯、甲基磷酸二甲酯中的任意一種或二種組合。7. 根據權利要求1所述超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:含磷鹵 類阻燃劑為TCEP、TCPP、TDCP中的任意一種或幾種組合。8. 根據權利要求1所述超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:所述泡 沫穩定劑為硅酮類表面活性劑，所述催化劑為胺類、季胺鹽類。9. 根據權利要求1所述超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于:所述發 泡劑為低GWP環保型LBA發泡劑。10. -種制造如權利要求1所述超低GWP環保型工程噴涂聚氨酯保溫材料，其特征在于： 首先將上述組份I中的各個組份按比例均勻混合后，形成組份I; 接著組份I與組份Π 之間的比例如下： 組份I:組份Π 在100:100-100:120之間； 最后通過噴涂發泡機械設備均勻混合，形成高阻燃PIR體系聚氨酯保溫材料。
【文檔編號】C08G18/42GK105906775SQ201610171350
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】余仁根, 王夏春
【申請人】紹興市辰星聚氨酯有限公司