本發(fā)明涉及一種非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑及其制備方法和應用，具體的涉及該火焰貼合劑的制成及其在制備用于火焰貼合的軟質(zhì)聚氨酯泡沫中的使用，該火焰貼合劑與傳統(tǒng)的火焰貼合劑相比，因其為非反應型火焰貼合劑，使其在制備火焰貼合用軟質(zhì)聚氨酯泡沫的過程中表現(xiàn)出更小的對加工過程的影響和對最終泡沫性能的影響。
背景技術(shù)：
：軟質(zhì)聚氨酯泡沫已廣泛應用于各個領(lǐng)域，如家具、汽車、飛機等。在大量的應用中，需要將聚氨酯泡沫和基材(例如木材、織物、金屬或塑料材料)之間通過貼合，形成一種復合材料。一種方法是將泡沫與織物通為外加的粘貼劑而貼合，另一種方法是將泡沫和基材通過火焰熱熔再固化而貼合，不再使用額外的添加劑。這里，通常通過火焰作用將聚氨酯泡沫的表面熱熔轉(zhuǎn)變?yōu)檎承晕镔|(zhì)，然后將基材層合上。再等該粘性物質(zhì)冷卻后變?yōu)楣腆w，而獲得在聚氨酯泡沫和基材之間的非常持久的結(jié)合。該方法最初僅適合于聚酯類型的聚氨酯，因為聚醚類型的聚氨酯在冷卻后不能充分地固化，并通常具有非常差的貼合力。因此當聚醚型聚氨酯泡沫用于火焰貼合時，通常需外加火焰貼合劑來增強泡沫與基材的貼合力。US3131105描述了制備聚氨酯泡沫貼合物的方法，其中將包含易燃物質(zhì)的涂層施加到聚氨酯泡沫的表面，隨后點燃該涂層，使表面熔化，再將其它表面材料層在壓力下施加到塑性泡沫表面。該方法沒有公開向泡沫中加入添加劑；US3142650和3142651描述了由含羥基亞磷酸酯例如三(聚丙二醇)亞磷酸酯起始制備聚氨酯。沒有公開基于聚氨酯泡沫制備火焰貼合物；US3205105和US3205120描述了聚醚型聚氨酯泡沫的火焰貼合物的制備。通過添加少量的低分子量多元醇，選自聚氧化烯多元醇、含磷的酸的羥基脂族酯和含羥基的天然油類化合物來增加貼合力，但關(guān)鍵缺點是泡沫在制備過程中要調(diào)查整配方，同時還易出現(xiàn)泡沫閉孔、收縮、黃芯等系列問題；US3497416描述了聚醚型聚氨酯泡沫的火焰貼合物的制備。為改善泡沫加工進程，通過在泡沫中添加二丙二醇或二丁二醇與過量的芳香族聚異氰酸酯反應獲得的貼合劑來實現(xiàn)。但使用該貼合劑仍然存在泡沫易閉孔，需要再額外添加開孔劑如二甲基甲酰胺；US4060439描述了聚醚型聚氨酯泡沫通過添加2-8個碳原子的二醇、或3-10個碳原子的三醇及2-10個碳原子的二烷醇胺和一些短鏈的二醇、三醇來增加貼合力，而這些材料的加入，使泡沫制備的配方邊界很窄，很難平衡泡沫的開裂與閉孔。CN201010273111描述了聚醚型聚氨酯泡沫通過添加含磷含羥基化合物如二(聚氧化乙烯)羥基甲基膦酸酯、三(二丙二醇)亞磷酸酯和甘油或雙酚A的聚環(huán)氧乙烯醚來降低排放，改進初始粘結(jié)力等，但同樣存在泡沫加工進程不穩(wěn)定、易閉孔、黃芯等問題。在上述所有的現(xiàn)有技術(shù)的方案中，盡管通過添加各火焰貼合劑使聚醚型泡沫獲得了改善的貼合能力，但可以發(fā)現(xiàn)，上述各火焰貼合劑均含有反應性基團如羥基或異氰酸酯基，由于它們的反應活性，使在制備泡沫的進行中改變了泡沫原有的結(jié)構(gòu)，惡化了制備進程，同時使泡沫的性能發(fā)生大的改變，如泡沫出現(xiàn)閉孔、黃芯等。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑及其制備方法和應用，相比于上述各類火焰貼合劑存在的共同缺陷-反應性，本發(fā)明的火焰貼合劑因其為非反應性，故在制備用于火焰貼合的軟質(zhì)聚氨酯泡沫中，無需改變泡沫原始配方，并對泡沫制備進程及泡沫性能基本沒有影響。所述的一種非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑，其特征在于由以下重量百分比為的組份組成：1-49％的低分子量二醇；20-60％苯酐聚酯多元醇；1-30％一元醇；30-70％芳香族異氰酸酯。所述的一種非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑，其特征在于低分子量二醇為乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇中的一種或幾種混合物。所述的一種非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑，其特征在于苯酐聚酯多元醇為含有基于鄰苯二甲酸及其衍生物的芳香族成份，所述苯酐聚酯多元醇的平均官能度為1.8-2.5,平均羥值為50-400mgKOH/g，羥值”是指每單位重量物質(zhì)含有能與異氰酸酯反應的羥基的濃度，商業(yè)化產(chǎn)品如：斯泰潘(南京)化學有限公司：STEPANOLPS-3152，STEPANOLPS-2402，STEPANOLPS-2002，STEPANOLPS-1752，STEPANOLPS-1552等。所述的一種非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑，其特征在于所述苯酐聚酯多元醇含有羥基化成分，其羥基化成分為乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷中的一種或幾種混合物。所述的一種非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑，其特征在于一元醇為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、戊醇、異辛醇中的一種或幾種混合物。所述的一種非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑，其特征在于芳香族異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯或兩者混合物。所述的非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑，其特征在于由低分子量二醇、苯酐聚酯多元醇、一元醇及芳香族異氰酸酯經(jīng)交聯(lián)反應制成，異氰酸酯基和羥基在火焰貼合劑中的重量百分含量均小于0.5％，異氰酸酯含量的檢測是通過利用過量甲苯-二正丁胺與異氰酸酯反應，再用氯化氫滴定過量的二正丁胺而得到；羥基含量的檢測是通過羥基與溶解在吡啶中的鄰苯二甲酸酐進行酯化反應，過量的鄰苯二甲酸酐用氫氧化鈉標準溶液滴定來得到，本發(fā)明的火焰貼合劑的合成原理及合成條件系本
技術(shù)領(lǐng)域：
成熟的現(xiàn)有技術(shù)，其合成原理是利用羥基與異氰酸酯反應形成氨基甲酸酯來進行，該合成條件沒有嚴格的限制，可在有、無催化劑的條件下進行；也可在常壓、負壓、或帶壓的環(huán)境中進行；反應溫度優(yōu)選10-120度。所述的非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑在制備用于火焰貼合的軟質(zhì)聚氨酯泡沫中的應用。所述的應用，其特征在于非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑的用量為泡沫總重量的1-10％，制備用于火焰貼合的軟質(zhì)聚氨酯泡沫還包含異氰酸酯、多元醇、含磷阻燃劑、發(fā)泡劑、勻泡劑和催化劑；多元醇為聚氧化丙烯-聚氧化乙烯多元醇，優(yōu)選為具有2-5的官能度和數(shù)均分子量為1000-5000的聚醚多元醇，商業(yè)化產(chǎn)品如：上海高橋石油化工公司：GEP-560S，錦化化工集團有限責任公司JH-3030，中海殼牌石油化工有限公司SC-5602等；所述的異氰酸酯為二苯基甲烷4，4′-二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯或兩才混合物；所述含磷阻燃劑為液體有機磷化合物，優(yōu)選為二乙二醇雙(二-氯異丙基磷酸酯)(WSFR-504L)、叔丁基化三苯基磷酸酯(WSFR-HF-4)、磷酸三乙酯(TEP)、三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCPP)和三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、二甲基甲烷膦酸酯(DMMP)或二甲基丙烷膦酸酯(DMPP)中的一種或幾種混合物；發(fā)泡劑為水、二氯甲烷、甲酸或戊烷；催化劑為三乙烯二胺、辛酸亞錫、雙二甲胺基乙基醚、二甲基氨基乙醇或二甲基氨基乙氧基乙醇，商業(yè)化產(chǎn)品如：美國空氣化工產(chǎn)品有限公司的Dabco33LV、DabcoBL11、DabcoT9；勻泡劑為聚醚接枝聚硅氧烷縮聚物，商業(yè)化產(chǎn)品如：德固賽(中國)有限公司的B8110、B8123、B8232；美國邁圖高新技術(shù)材料有限公司的L-580、L-618等。通過采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：1)本發(fā)明通過將低分子量二醇、苯酐聚酯多元醇、一元醇通過與芳香族異氰酸酯交聯(lián)反應，合成基本不含異氰酸酯基(-NCO)和羥基(-OH)的非反應型火焰貼合劑，并用該火焰貼合劑制備用于火焰貼合的軟質(zhì)聚氨酯泡沫，具有前述反應型火焰貼合劑同等貼合效果的同時，提高了泡沫配方的寬容度、改善了泡沫制備過程的穩(wěn)定性及提升了最終泡沫制品的性能；2)本發(fā)明得到的火焰貼合劑在制備用于火焰貼合的軟質(zhì)聚氨酯泡沫，將其用量限定為泡沫總重量的1-10％，當用量小于1％時，火焰貼合效果是不能達到要求的；當用量大于10％時，對泡沫的其它性能產(chǎn)生負面影響。所述的用于火焰貼合的軟質(zhì)聚氨酯泡沫的制備方法為本領(lǐng)域成熟的現(xiàn)有技術(shù)，可通過一步法或預聚體法進行，該一步法合成的典型配方如表1所示。表1一步法典型配方如下：泡沫密度25KG/M3原料用量(以重量份計)聚醚多元醇GEP-560S100含磷阻燃劑(WSFR-504L)12火焰貼合劑5勻泡劑L-5801.0催化劑Dabco33LV0.2DabcoT90.25發(fā)泡劑水4.5異氰酸酯TDI57.5TDI指數(shù)110其制備程序如下:事先準備好一個400mm*400mm*400mm的箱子作為發(fā)泡用模具。先將上表列的聚醚多元醇、含磷阻燃劑、火焰貼合劑、催化劑、勻泡劑、和水按重量比稱入一塑料容器中，用轉(zhuǎn)速達到3000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌器快速混合1分鐘，使料混合均勻。再將事先稱量好放在另一容器中的異氰酸酯化合物TDI加入上述混合料中，1000轉(zhuǎn)/分鐘快速混合10秒后，快速將其倒入事先備好的發(fā)泡模具中進行發(fā)泡，同時計錄混合料從倒入模具到泡沫凝膠時的時間及泡沫上升到最高位時是否有沖孔現(xiàn)象。發(fā)泡完成后，再室溫下放置24小時后，計錄泡沫是否有收縮現(xiàn)象，及其它性能。將泡沫切成4cm*15cm*1cm的泡沫條，經(jīng)火焰熔化與基材(如滌棉織物)貼合制得泡沫火焰貼合物。泡沫火焰貼合物實驗室制備簡述如下：先將泡沫樣條及基材分別水平固定在兩張瓷片上，將泡沫樣條的泡沫面向下，水平、恒速(10cm/s)通過用天然氣灶產(chǎn)生的事先調(diào)節(jié)好的火焰，使泡沫樣條全部通過火焰，表面輕微熔化，并快速貼入固定有織物基材的瓷片，再輕壓兩瓷片1小時后，測定其剝離(貼合)強度。根據(jù)ISO8067，07/1995剝離(貼合)強度測試法，以100mm/min的剝離速度，測試剝離強度，單位(N)，泡沫回彈性能GB/T6670-2008軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料回彈性能的測定，泡沫壓陷性能GB/T10807-2006軟質(zhì)泡沫聚合材料硬度的測定(壓陷法)。具體實施方式下述實施例用于進一步描述說明本發(fā)明，它們不應被視作對本發(fā)明保護范圍的限制。實施例1-5為本發(fā)明非反應型軟質(zhì)聚氨酯泡沫用火焰貼合劑的制備。將低分子量二醇、苯酐聚酯多元醇加入四口反應瓶中，抽真空、攪拌，并升溫到90℃，脫水30分鐘，再關(guān)閉真空，通入氮氣，降溫到70℃滴加芳香族異氰酸酯，滴完后70℃保溫1小時，再滴加略過量的一元醇，滴完后再70℃保溫1小時左右，取樣檢測異氰酸酯含量，當含量小于0.1％時,反應結(jié)束,重新抽真空去除低揮發(fā)性物質(zhì),得到本發(fā)明火焰貼合劑,進一步結(jié)測產(chǎn)品的羥值、粘度等技術(shù)指標。投料配方及實驗數(shù)據(jù)見表2。表2火焰貼合劑制備配比及實驗數(shù)據(jù)實施例4-11為按表1配方將本發(fā)明火焰貼合劑及非本發(fā)明火焰貼合劑進行泡沫制備及性能檢測，其結(jié)果如表3所示，其中比較實施例(13)為未加火焰貼合劑的泡沫制備及性能。表3火焰貼合用聚氨酯泡沫的制備及性能注：表3中P-430為三(一縮二丙二醇)亞磷酸酯PS-3152為斯泰潘公司的苯酐聚酯多元醇，羥值為：300-330mgKOH/g從表3的泡沫制備結(jié)果顯示，本發(fā)明火焰貼合劑對泡沫的制備及性能基本沒影響，而非本發(fā)明火焰貼合劑按常規(guī)發(fā)泡配方無法制得合格的泡沫。比較實施例14-15通過泡沫配方調(diào)整，用非本發(fā)明火焰貼合劑制得的泡沫及性能，結(jié)果如表4所示。表4非本發(fā)明火焰貼合劑制得的泡沫及性能注:表4中開孔劑Y-8331為韓國SKC公司產(chǎn)品,用于促進泡沫開孔將上述實施例7、實施例8、實施例9、實施例10、實施例11、比較實施例13、比較實施例14、比較實施例15制得的泡沫經(jīng)制樣成火焰貼合物后，測試剝離(貼合)強度如下表5。表5各實施例制得的火焰貼合物的剝離強度(N/50mm)表5顯示，添加有本發(fā)明火焰貼合劑與添加現(xiàn)有反應型火焰貼合劑制備的火焰貼合物其剝離強度基本一樣，而未添加火焰貼合劑的則剝離強度很小。當前第1頁1 2 3