本發(fā)明屬于硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種以二氧化碳為環(huán)境友好型潛伏性發(fā)泡劑的聚氨酯泡沫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚氨酯泡沫材料代表了種類繁多的熱固性發(fā)泡材料，由于其具有質(zhì)輕、隔熱保溫性好、與其他材料粘結(jié)性強(qiáng)、具有較高的壓縮強(qiáng)度和較好的尺寸穩(wěn)定性，而得到廣泛應(yīng)用。聚氨酯發(fā)泡機(jī)理可基于化學(xué)或物理發(fā)泡。偶氮化合物，如偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈等都是應(yīng)用較為廣泛的典型化學(xué)發(fā)泡劑。一氟二氯乙烷(HCFC-141b)是主要的化學(xué)發(fā)泡劑。這些發(fā)泡劑雖然應(yīng)用廣泛，效果明顯，但它們都是基于化石燃料來源的有機(jī)化合物，其本身的生產(chǎn)和使用會(huì)造成環(huán)境污染和碳排放量的增加。自1991年綠色化學(xué)提出之后，關(guān)于綠色化學(xué)的研究受到了人們的廣泛關(guān)注。當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重下降，特別是空氣質(zhì)量，PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)，給人的生活帶來了諸多不便，主要原因在于大量基于石油化工等化學(xué)物質(zhì)的燃燒及其過度使用?；诃h(huán)境改善的迫切需要，采用環(huán)保型非化石燃料來源的發(fā)泡劑來代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料來源的發(fā)泡劑是一個(gè)綠色、環(huán)保，經(jīng)濟(jì)的選擇。由于二氧化碳價(jià)格低廉，來源廣泛，環(huán)保等特點(diǎn)，受到了人們的重視。但在常溫常壓下二氧化碳以氣態(tài)方式存在，使二氧化碳的使用成本和難度增加。超臨界二氧化碳的使用提供了一個(gè)良好的解決方案。據(jù)文獻(xiàn)(康許科.超臨界CO2發(fā)泡法制備PS/PP微發(fā)泡反射板[D].東華大學(xué)，2014)報(bào)道，聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的抗沖擊和抗彎曲破壞性能，反射率和遮蓋率都有所提高。據(jù)文獻(xiàn)(劉倩倩.超臨界二氧化碳發(fā)泡技術(shù)制備PLGA多孔組織工程支架研究[D].浙江大學(xué)，2013)報(bào)道，成功利用超臨界二氧化碳制備了PLGA多孔組織工程支架。但從文獻(xiàn)分析來看，超臨界二氧化碳在熱固性高分子材料中的應(yīng)用卻很少報(bào)道。主要原因可能有以下兩個(gè)方面：(1)熱固性塑料在固化前粘度較低，固化溫度較高，二氧化碳很快溢出，起不到發(fā)泡的效果；(2)超臨界二氧化碳的存在依賴于體系的高壓條件與熱塑性樹脂等密閉加工工藝相符，但與熱固性樹脂加工工藝條件不符。綜上所述提供一種以二氧化碳為發(fā)泡劑制備硬質(zhì)泡沫材料的技術(shù)是值得研究的。現(xiàn)有研究報(bào)道均未涉及采用二乙醇胺與二氧化碳反應(yīng)固定二氧化碳，制備二羥乙基氨基甲酸銨鹽，作為環(huán)境友好型潛伏性發(fā)泡劑制備硬質(zhì)聚氨酯泡沫。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：基于上述問題，本發(fā)明提供一種以二氧化碳為環(huán)境友好型潛伏性發(fā)泡劑的聚氨酯泡沫材料及其制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的一個(gè)技術(shù)方案是：一種以二氧化碳為環(huán)境友好型潛伏性發(fā)泡劑的聚氨酯泡沫材料，按重量份計(jì)，其原料組成為：聚醚多元醇50～90份、二羥乙基氨基甲酸銨鹽10～50份、異氰酸酯125～212份、勻泡劑2～5份和催化劑0.5～1份。進(jìn)一步地，聚醚多元醇的羥值為400～460mgKOH/g。進(jìn)一步地，二羥乙基氨基甲酸銨鹽為二乙醇胺與二氧化碳反應(yīng)生成，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：進(jìn)一步地，異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯，-NCO的wt％含量為30.5～32.0％。進(jìn)一步地，勻泡劑為有機(jī)硅類勻泡劑，勻泡劑為8804。進(jìn)一步地，催化劑為叔胺類催化劑，催化劑為N,N-二甲基環(huán)己胺。一種以二氧化碳為環(huán)境友好型潛伏性發(fā)泡劑的聚氨酯泡沫材料的制備方法，具有以下步驟：a.將二乙醇胺加入三口燒瓶中，在通入二氧化碳的條件下攪拌反應(yīng)5～24h，得到透明粘稠狀二羥乙基氨基甲酸銨鹽；b.將聚醚多元醇、二羥乙基氨基甲酸銨鹽、勻泡劑、催化劑加入到塑料燒杯中，控制物料溫度20～40℃，在環(huán)境溫度為20～40℃、轉(zhuǎn)速為2000r/min的條件下，快速攪拌20s，得到均勻混合物；c.向步驟b所得的混合物中加入異氰酸酯，在轉(zhuǎn)速為3000r/min的條件下，快速攪拌5～7s，常溫自由發(fā)泡，即得到一種以二氧化碳為環(huán)境友好型潛伏性發(fā)泡劑的硬質(zhì)聚氨酯泡沫。本發(fā)明的有益效果是：采用二乙醇胺與二氧化碳反應(yīng)固定二氧化碳，制備二羥乙基氨基甲酸銨鹽，作為環(huán)境友好型潛伏性發(fā)泡劑制備硬質(zhì)聚氨酯泡沫，綠色環(huán)保，環(huán)境友好，硬質(zhì)聚氨酯泡沫性能優(yōu)良。具體實(shí)施方式現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實(shí)施例(1)表1配方中所述的銨鹽的制備方法如下：將二乙醇胺加入三口燒瓶中，在攪拌速度250rpm、二氧化碳通入速率60ml/min的條件下反應(yīng)7h，得到透明粘稠狀銨鹽(二羥乙基氨基甲酸銨鹽)。(2)按重量份計(jì)，稱取聚醚多元醇(常州洛陽新材料保溫材料廠生產(chǎn)的聚醚430)、二羥乙基氨基甲酸銨鹽、異氰酸酯(煙臺(tái)萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的PM-200)、勻泡劑8804、催化劑PC-8，實(shí)施例的配方如表1所示。表1是硬質(zhì)聚氨酯泡沫的原料配方原料編號實(shí)例1實(shí)例2實(shí)例3實(shí)例4實(shí)例5聚醚多元醇43090.0080.0070.0060.0050.00二羥乙基氨基甲酸銨鹽10.0020.0030.0040.0050.00異氰酸酯PM-200125.59147.00168.70190.00211.86均泡劑88042.004.002.005.005.00催化劑PC-80.500.500.800.801.00(3)將二羥乙基氨基甲酸銨鹽和聚醚多元醇、均泡劑8804、催化劑PC-8按加入到塑料燒杯中，控制物料溫度在20～40℃，在環(huán)境溫度為20～40℃、轉(zhuǎn)速為2000rpm的條件下，快速攪拌20s，得到均勻混合物。(4)向步驟(3)所得的混合物中加入異氰酸酯，在轉(zhuǎn)速為3000rpm的條件下，快速攪拌5～7s，常溫自由發(fā)泡，得到以二氧化碳為潛伏性發(fā)泡劑的硬質(zhì)聚氨酯泡沫。表2是各實(shí)施例制備的硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料的測試結(jié)果采用本發(fā)明方法可以通過調(diào)節(jié)聚醚多元醇和二羥乙基氨基甲酸銨的比例來調(diào)節(jié)所得泡沫的密度和強(qiáng)度，是一種環(huán)境友好，便于調(diào)節(jié)泡沫性能的新方法。以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3