一種聚醚多元醇組合物及其制備方法和應(yīng)用與流程

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>有機(jī)化合物處理,合成應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及包裝材料包裝領(lǐng)域，具體而言，涉及一種聚醚多元醇組合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

聚氨酯半硬泡具有質(zhì)量輕、發(fā)泡倍率高、機(jī)械性能優(yōu)異的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于緩沖包裝中，目前普遍采用發(fā)泡設(shè)備制備包裝用聚氨酯泡沫，其操作方便，只需抽取聚醚多元醇組合物和多異氰酸酯在一定溫度下就能發(fā)泡，且可以滿足不同包裝物形狀的要求，能夠很好的保護(hù)產(chǎn)品的完整性。但所用的聚醚多元醇組合物存在粘度高、流動性差的缺點(diǎn)，容易造成發(fā)泡設(shè)備過量負(fù)載，加速發(fā)泡設(shè)備的老化，同時(shí)高粘度發(fā)泡液對氣候的敏感度較高，在溫度較低的冬天組合聚醚會出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，發(fā)泡設(shè)備無法直接抽液，需要加熱軟化才得以發(fā)泡，不利于現(xiàn)場發(fā)泡操作，反復(fù)的加熱操作也會加速物料的變質(zhì)，縮短使用周期。

聚氨酯半硬泡的聚醚多元醇組合物由于需要引入高粘度硬泡的聚醚多元醇，且在高水分含量下聚醚易與水分形成強(qiáng)烈的氫鍵、生成絮狀物，使二者的作用力增強(qiáng)，體系粘度增大，流動性變差。在低溫條件下使用時(shí)，發(fā)泡設(shè)備抽液泵抽液困難，既影響發(fā)泡效果，又加速了設(shè)備的老化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種聚醚多元醇組合物，這種聚醚多元醇組合物具有很低的粘度、優(yōu)異的流動性能，在常溫下就能夠制備出性能良好的聚氨酯泡沫。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種聚醚多元醇組合物的制備方法，該方法工藝簡單，反應(yīng)條件溫和，周期短，適合大工業(yè)生產(chǎn)。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種包裝用的在制備聚氨酯泡沫中的應(yīng)用，由這種聚醚多元醇組合物制得的聚氨酯泡沫具有超低的密度。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

一種聚醚多元醇組合物，聚醚多元醇組合物的原料按重量份數(shù)計(jì)包括：

第一聚醚多元醇12-30份、第二聚醚多元醇8-20份、第三聚醚多元醇50-80份、水45-70份、發(fā)泡催化劑1-2.5份、凝膠催化劑0.5-1份、表面活性劑3-12份、硅油穩(wěn)泡劑1-2份、交聯(lián)劑1-3份；

其中，第一聚醚多元醇的羥值為33-37mg KOH/g；

第二聚醚多元醇的羥值為54-58mg KOH/g；

第三聚醚多元醇的羥值為156-500mg KOH/g。

一種聚醚多元醇組合物的制備方法，其包括：將聚醚多元醇組合物的原料中的組分按重量份數(shù)混合，攪拌3-5h后，靜置0.8-1.2h。

一種聚醚多元醇組合物在制備聚氨酯泡沫中的應(yīng)用，聚氨酯泡沫的密度為4-8kg/m³。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供的聚醚多元醇組合物采用三種不同結(jié)構(gòu)和分子量的聚醚多元醇為原料，引入低粘度的第三聚醚多元醇，利用三種不同結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇與水分混合存在的溶解性和粘度差異，通過合理的配比使三種聚醚多元醇與水分以及其他助劑混合時(shí)不會產(chǎn)生增大粘度的絮狀物質(zhì)。水分在體系中起到類似潤滑劑的效果，能夠使組合料的粘度明顯降低，表現(xiàn)出很好的流動性，可以滿足不同氣候條件下發(fā)泡設(shè)備的簡單、方便操作。這種聚醚多元醇組合物具有很低的粘度、優(yōu)異的流動性能，在常溫下就能夠制備出性能良好的聚氨酯泡沫，且對發(fā)泡設(shè)備的損耗小。

制備該聚醚多元醇組合物的方法，工藝簡單，反應(yīng)條件溫和，周期短。將該聚醚多元醇組合物應(yīng)用到聚氨酯泡沫的制備中，能夠得到超低密度的聚氨酯泡沫，且由于該聚醚多元醇組合物粘度低、流動性好，可以滿足在不同氣候條件下利用發(fā)泡設(shè)備通過簡單、方便的操作來制備聚氨酯泡沫。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

本實(shí)施方式提供一種聚醚多元醇組合物，該聚醚多元醇組合物的原料按重量份數(shù)計(jì)包括：

第一聚醚多元醇12-30份、第二聚醚多元醇8-20份、第三聚醚多元醇50-80份、水45-70份、發(fā)泡催化劑1-2.5份、凝膠催化劑0.5-1份、表面活性劑3-12份、硅油穩(wěn)泡劑1-2份、交聯(lián)劑1-3份。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，該聚醚多元醇組合物的原料按重量份數(shù)計(jì)包括：第一聚醚多元醇18-24份、第二聚醚多元醇12-16份、第三聚醚多元醇60-70份、水50-60份、發(fā)泡催化劑1.5-2份、凝膠催化劑0.6-0.9份、表面活性劑6-9份、硅油穩(wěn)泡劑1.2-1.8份、交聯(lián)劑1.5-2.5份。更為優(yōu)選地，該聚醚多元醇組合物的原料按重量份數(shù)計(jì)包括：第一聚醚多元醇21份、第二聚醚多元醇14份、第三聚醚多元醇65份、水53份、發(fā)泡催化劑1.8份、凝膠催化劑0.7份、表面活性劑8份、硅油穩(wěn)泡劑1.4份、交聯(lián)劑2份。

其中，第一聚醚多元醇的羥值為33-37mg KOH/g；

第二聚醚多元醇的羥值為54-58mg KOH/g；

第三聚醚多元醇的羥值為156-500mg KOH/g。

在本發(fā)明中，羥值是指1g樣品中的羥基所相當(dāng)?shù)臍溲趸浀暮量藬?shù)，以mgKOH/g表示。羥值是聚合物羥基含量的量度，可以直接反映出聚合物的分子量的大小，即聚合物的羥值越小，其分子量越大，聚合物的粘度也就越大。

這種聚醚多元醇組合物采用三種不同結(jié)構(gòu)和分子量的聚醚多元醇為原料，引入低粘度的第三聚醚多元醇，利用三種不同結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇與水分混合存在的溶解性和粘度差異，通過合理的配比使三種聚醚多元醇與水分以及其他助劑混合時(shí)不會產(chǎn)生增大粘度的絮狀物質(zhì)，水分在體系中起到類似潤滑劑的效果，能夠使組合料的粘度明顯降低，在25℃下的粘度為140-350mPa·s，表現(xiàn)出很好的流動性，可以滿足不同氣候條件下發(fā)泡設(shè)備的簡單、方便操作。此外，這種聚醚多元醇組合物可用來制備包裝用的聚氨酯泡沫。

這種聚醚多元醇組合物具有很低的粘度和優(yōu)異的流動性能，在常溫下就能夠制備出性能良好的聚氨酯泡沫，成功解決了目前超低密度全水發(fā)泡體系中水分含量過大造成組合料溶解性能差、粘度增加較快的問題，該組合發(fā)泡液的粘度不會隨著氣候中溫度變化而出現(xiàn)明顯的增大，液體在常溫下就能夠制備出性能良好的聚氨酯包裝泡沫。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，第一聚醚多元醇的分子量為5000-6000，在23-27℃下的粘度為700-900mPa·s，優(yōu)選地，在25℃下的粘度為800mPa·s。第一聚醚多元醇的分子量較大，粘度也較大，在聚醚多元醇組合物的原料中，第一聚醚多元醇的重量份為12-30份，從而在一定程度上降低聚醚多元醇組合物的粘度。

進(jìn)一步優(yōu)選地，第一聚醚多元醇是以甘油為起始劑，以環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷為聚合單體聚合得到。更為優(yōu)選地，第一聚醚多元醇為聚醚多元醇330N和/或聚醚多元醇3600。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，第二聚醚多元醇的分子量為3000-3700，在23-27℃下的粘度為400-500mPa·s，優(yōu)選地，在25℃下的粘度為450mPa·s。第二聚醚多元醇的分子量適中，粘度也適中，在聚醚多元醇組合物的原料中，第二聚醚多元醇的重量份僅為8-20份，從而通過與第一聚醚多元醇和第三聚醚多元醇的配比，在一定程度上降低聚醚多元醇組合物的粘度。

優(yōu)選地，第二聚醚多元醇是以甘油為起始劑，以環(huán)氧丙烷為聚合單體聚合得到。第二聚醚多元醇為聚醚多元醇551C和/或聚醚多元醇455S。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，第三聚醚多元醇為多官能度聚醚多元醇，第三聚醚多元醇的分子量為500-1000，在23-27℃下的粘度為200-350mPa·s，優(yōu)選地，在25℃下的粘度為275mPa·s。第三聚醚多元醇的分子量較低，粘度小，在聚醚多元醇組合物的原料中，第三聚醚多元醇的重量份為50-80份，在聚醚多元醇組合物的原料中的比重較大，且此聚醚多元醇具有很好的水溶性，從而能夠降低聚醚多元醇組合物的粘度。更為優(yōu)選地，第三聚醚多元醇為聚醚多元醇3350、YD4550、Pluracol 1016、CP450、Poly-G-70-600、HS-100的一種或多種。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，硅油穩(wěn)泡劑為Si-C鍵耐水解硅油，在23-27℃下的黏度為300-400mPa·s，優(yōu)選地，在25℃下的黏度為350mPa·s。更為優(yōu)選地，硅油穩(wěn)泡劑在4％的水溶液中的pH值為5.0-8，優(yōu)選pH值為6.5。進(jìn)一步的，硅油穩(wěn)泡劑為DC5933、SI2106、B81110中的一種或多種。硅油穩(wěn)泡劑在聚氨酯泡沫中起到降低發(fā)泡體系混合物料的表面張力，以此來改善各組分的混溶性、調(diào)整氣泡的大小，控制泡孔結(jié)構(gòu)，以提高發(fā)泡的穩(wěn)定性，防止塌泡。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，發(fā)泡催化劑為雙(二甲氨基乙基)醚。雙(二甲氨基乙基)醚是重要的胺類催化劑之一。雙(二甲氨基乙基)醚對發(fā)泡反應(yīng)有極高催化活性和選擇性，純品活性很高。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，凝膠催化劑為三乙烯二胺。三乙烯二胺廣泛用于聚氨酯泡沫的加工中，是聚合物的起使劑，具有很高的催化活性。在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，表面活性劑為異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚。

本實(shí)施方式還提供一種的聚醚多元醇組合物的制備方法，其包括：將聚醚多元醇組合物的原料中的組分按重量份數(shù)混合，攪拌3-5h后，靜置0.8-1.2h。優(yōu)選地，攪拌時(shí)間為4h，靜置1h。制備該聚醚多元醇組合物的方法，工藝簡單，反應(yīng)條件溫和，周期短。

本實(shí)施方式還提供一種的聚醚多元醇組合物在制備聚氨酯泡沫中的應(yīng)用，其制備的聚氨酯泡沫的密度為4-8kg/m³。將該聚醚多元醇組合物應(yīng)用到聚氨酯泡沫的制備中，能夠得到超低密度的聚氨酯泡沫，且由于該聚醚多元醇組合物粘度低、流動性好，可以滿足在不同氣候條件下利用發(fā)泡設(shè)備通過簡單、方便的操作來制備聚氨酯泡沫。

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

實(shí)施例1