環(huán)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(fā)明提出的是環(huán)境友好型聚合物多元醇及軟質(zhì)聚氨酯泡沫體制備方法。經(jīng)過制備聚合物多元醇和利用聚合物多元醇制造軟質(zhì)發(fā)泡聚氨酯塊狀體過程。本發(fā)明聚合物多元醇的優(yōu)點：1、不含苯乙烯、丙烯腈有毒物質(zhì)，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(shù)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(zhì)聚氨酯泡沫體。適宜作為環(huán)境友好型無毒害的塊狀軟質(zhì)泡沫塑料制造的方法應(yīng)用。
【專利說明】環(huán)境友好型聚氨酯塊狀軟泡用聚合物多元醇制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨酯合成材料領(lǐng)域。具體說，是一種環(huán)境友好型聚合物多元醇及軟 質(zhì)聚氨酯泡沫體制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料大體分為：高回彈軟質(zhì)泡沫塑料、通用塊狀軟質(zhì)泡沫塑料兩 大類。
[0003] 高回彈軟質(zhì)泡沫塑料生產(chǎn)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(lián)劑與多異氰酸酯反應(yīng)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(yīng)而成。
[0004] 通用塊狀軟質(zhì)泡沫塑料，所用聚醚多元醇官能團一般在2以上，羥值當(dāng)量約1000 左右，通常以分子量3000的三羥基聚醚應(yīng)用最多。加入聚合物多元醇相當(dāng)于引入了無機填 料，是提高軟質(zhì)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(zhì)中而成。它可改善高回彈軟質(zhì)泡沫塑料和通用塊狀軟質(zhì)泡沫塑料的 回彈率、承載性及開孔性。
[0006] 通用塊狀軟質(zhì)泡沫塑料制品應(yīng)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(zhì)，氣味難聞，限制了聚合物多元 醇的應(yīng)用。
[0008] 當(dāng)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(nèi)沒有專利公開。


【發(fā)明內(nèi)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(fā)明提出了聚合物多元 醇及軟質(zhì)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(zhì)發(fā)泡聚氨酯無毒害的技術(shù)問題。
[0010] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是： 聚合物多元醇制備： 化學(xué)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(dāng)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(zhì)發(fā)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(fā)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(yīng)釜，用甲醛調(diào)節(jié)pH值7- 9,加入反應(yīng)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)pH值 4一6,開啟攪拌升溫80-90°C，保溫1小時，pH調(diào)節(jié)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(yīng)釜，同時加入水、甲醇、乙醇溶劑，根據(jù)固含量的要求加入 剩余的三聚氰胺、尿素、甲醛，并調(diào)節(jié)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(zhì)聚氨酯泡沫體制備： 按質(zhì)量份數(shù)， 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(wěn)定劑 0. 5 - 1. 5份， 催化劑 0.3 -1.5份， 發(fā)泡劑 2- 6份， TDI 指數(shù) 0.8-1.1。
[0018] 積極效果，本發(fā)明聚合物多元醇的優(yōu)點：1、不含苯乙烯、丙烯腈有毒物質(zhì)，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(shù)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(zhì)聚氨酯泡沫體。適宜作為環(huán)境友好型無毒害的塊狀軟質(zhì)泡沫塑料制造的方 法應(yīng)用。 具體實施方案
[0019] 實施例一： 合成官能度3,羥值當(dāng)量1000,分子量3000的聚醚多元醇1#。
[0020] 高壓反應(yīng)釜加入甘油，氫氧化鉀，氮氣置換3次，升溫80°C，加入環(huán)氧丙烷809Γ90% 聚合，溫度8(Tl20°C，熟化至壓力恒定，繼續(xù)加入環(huán)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(dāng)量1000,分子量3000的聚醚多元醇2#。
[0022] 高壓反應(yīng)釜加入甘油，氫氧化鉀，氮氣置換3次，升溫80°C，加入環(huán)氧丙烷 809Γ90%、環(huán)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(yīng)釜，甲醛調(diào)節(jié)PH值7- 9加入反應(yīng)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(diào)節(jié)PH值4一6,升溫 80-90°C，保溫1小時，根據(jù)固含量的要求加入剩余的三聚氰胺、尿素、甲醛，并調(diào)節(jié)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(zhì)泡沫塑料制作： 按質(zhì)量份數(shù)： 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(wěn)定劑 0. 5 - 1. 5份， 催化劑 0.3 -1.5份， 發(fā)泡劑 2- 6份， TDI 指數(shù) 0.8 -1.1。
[0025] 以上攪拌均勻倒入發(fā)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(quán)利要求】
1. 環(huán)境友好型聚合物多元醇及軟質(zhì)聚氨酯泡沫體制備方法，其特征是： 聚合物多元醇制備： 化學(xué)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(yīng)釜，用甲醛調(diào)節(jié)pH值7- 9,加入反應(yīng)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)pH值 4一6,開啟攪拌升溫80-90°C，保溫1小時，pH調(diào)節(jié)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(yīng)釜，同時加入水、甲醇、乙醇溶劑，根據(jù)固含量的要求加入 剩余的三聚氰胺、尿素、甲醛，并調(diào)節(jié)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(zhì)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(fā)泡聚氨酯塊狀體； 按質(zhì)量份數(shù)： 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(wěn)定劑 0. 5 - 1. 5份， 催化劑 0.3 -1.5份， 發(fā)泡劑 2- 6份， TDI 指數(shù) 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(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)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