專利名稱：超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料工程，特別是涉及一種可用作過濾材料，吸音材料、導(dǎo)流材料和內(nèi)襯材料的聚氨酯材料的制備方法。
美國(guó)專利US-3，475，525中公開了一種用熱空氣除去泡沫孔壁的方法，這種方法解決了因一般生產(chǎn)方法制備的聚氨酯材料孔壁多而造成流體透過時(shí)阻力大的問題，在一定程度上改善了平均孔徑小于1毫米的大孔聚氨酯泡沫的通透性，但是由于受到泡沫孔徑的限制，其通透性仍然適應(yīng)不了作為過濾材料、吸音材料、導(dǎo)流材料等的應(yīng)用要求。
本發(fā)明的目的是克服上述背景技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種通過改變催化劑種類及其用量來調(diào)節(jié)制造過程中涉及到的發(fā)泡和凝膠化這兩個(gè)主要反應(yīng)的相對(duì)速度，從而能制備出大孔徑、粗網(wǎng)絡(luò)的聚氨酯材料的方法。它能廣泛用于對(duì)流體通透性要求高的應(yīng)用領(lǐng)域。例如塵-氣和油-氣分離過濾、空調(diào)機(jī)冷氣流分配板、音箱內(nèi)吸音體以及內(nèi)襯材料等方面。
本發(fā)明的目的可通過如下措施來達(dá)到包括發(fā)泡反應(yīng)，凝膠化反應(yīng)和熟化反應(yīng)的超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料的制備方法，其特征在于它采用分子量為300-6000、羥值為20-200的端羥基液體聚合物和多異氰酸酯為主要原料，它的各組成及其用量如下端羥基液體聚合物 100重量份多異氰酸酯 46-90重量份叔胺催化劑 0.06-0.5重量份醇胺催化劑 0-2重量份錫鹽催化劑 0.1-0.6重量份發(fā)泡劑-水 3-7重量份助發(fā)泡劑 6-24重量份泡沫穩(wěn)定劑 0.2-2重量份顏料 適量;
上述各組成中端羥基液體聚合物是指聚醚多元醇或聚酯多元或聚丁二烯多元醇或它們的苯乙烯和丙烯腈接枝物以及它們的混合物;
叔胺催化劑指三乙撐二胺或2，2′-二甲胺基乙醚或三乙胺或N-烷基嗎啉或三乙醇胺或二乙醇胺及其混合物;
有機(jī)酸錫鹽催化劑指二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫及其混合物;
發(fā)泡劑為水;
助發(fā)泡劑指氟里昂或二氯甲烷，或者是它們與低沸點(diǎn)烷的混合物;
泡沫穩(wěn)定劑指硅油或含有聚乙二醇或聚乙二醇及聚丙二醇鏈段的水溶性硅油或含有聚乙二醇鏈段及有機(jī)基團(tuán)的低分子量化合物;
多異氰酸酯指甲苯二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯以及它們的工業(yè)粗產(chǎn)品的混合物或者改性物。
本發(fā)明的關(guān)鍵在于通過選擇和確定催化劑的種類及其用量來調(diào)節(jié)制備過程中的發(fā)泡和凝膠化這兩個(gè)主要反應(yīng)的相對(duì)速度，使發(fā)泡反應(yīng)完成時(shí)凝膠化反應(yīng)也相繼完成，同時(shí)通過選擇和確定泡沫穩(wěn)定劑的種類及其用量，獲得適當(dāng)?shù)呐菽€(wěn)定性，使反應(yīng)體系在發(fā)泡過程中，小氣泡不斷破裂，而互相貫通的大泡孔不斷形成，并使氣泡的破裂速度與發(fā)泡反應(yīng)及凝膠化反應(yīng)的速度相匹配。
將各組成精確計(jì)量后，按常規(guī)方法用高速攪拌機(jī)充分混合，然后將混勻的物料倒入箱體中進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)和凝膠化反應(yīng)。待這兩個(gè)反應(yīng)完成后，放入烘箱加熱熟化或者室溫熟化。熟化后由箱體中取出，除去表皮即得超大孔，網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料。
本發(fā)明相比背景技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明所制備的超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料經(jīng)絡(luò)直徑在0.1-0.8毫米，平均孔徑在2-10毫米范圍內(nèi)。
2、由于本發(fā)明制備的材料經(jīng)絡(luò)較粗，因此該材料強(qiáng)度好。
3、由于本發(fā)明制備的材料孔徑大，因此它的流體通透性好。它不僅可替代一般的大孔聚氨酯泡沫材料例如車、船內(nèi)襯材料等，而且還可廣泛地用作對(duì)流體通透性要求非常高的過濾材料、吸音材料、導(dǎo)流材料等。
4、本發(fā)明原料易得、工藝簡(jiǎn)單。
發(fā)明人曾對(duì)各組分及其用量作過大量的選擇性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合如下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明實(shí)施例1(1)按下列配方精確計(jì)量后，投入高速攪拌機(jī)混合羥值為56的聚醚三元醇 100克三乙撐二胺 0.1克或2，2′-二甲胺基乙醚 0.08克辛酸亞錫 0.2克水 6克氟里昂-11 20克泡沫穩(wěn)定劑L-520 0.2克甲苯二異氰酸酯TDI 73克立索爾大紅 0.5克上述物料中三乙撐二胺和2，2′-二甲胺基乙醚可任選一種;泡沫穩(wěn)定劑L-520為美國(guó)聯(lián)合碳化物公司商品牌號(hào)，它屬于水溶性硅油。
(2)混均的物料立即倒入箱體中進(jìn)行發(fā)泡和凝膠化反應(yīng)。
(3)反應(yīng)完成后，放入烘箱加熱熟化或室溫熟化。
(4)熟化后從箱體中取出，除去表皮即得超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料，其經(jīng)絡(luò)直徑為0.4毫米，平均孔徑為3毫米。
實(shí)施例2(1)按下列配方精確計(jì)量后，投入高速攪拌機(jī)混合聚醚三元醇和羥值28的接枝聚醚的2∶1(重量比)混合物 100克三乙撐二胺和N-乙基嗎啉的1∶2(重量比)混合物 0.2克辛酸亞錫和二月桂酸二丁基錫的2∶1(重量比)混合物 0.46克水 5.2克二氯甲烷和戊烷的1∶1(重量比)混合物 7.5克泡沫穩(wěn)定劑L-520 0.4克脂肪醇聚氧乙烯醚 0.6克甲苯二異氰酸酯TDI和二苯甲烷二異氰酸酯MDI的7∶3(重量比)混合物 67克(2)、(3)、(4)同實(shí)施例1。
按上述配方制備出來的超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料，其經(jīng)絡(luò)直徑為0.6毫米，平均孔徑為9毫米。
實(shí)施例3(1)按下列配方精確計(jì)量后，投入高速攪拌機(jī)混合羥值71的端羥基聚丁二烯和羥值56聚醚三元醇的1∶1(重量比)混合物 100克三乙撐二胺和N-乙基嗎啉的1∶2(重量比)混合物 0.2克二乙醇胺 0.5克辛酸亞錫 0.3克水 6.5克氟里昂-11和石油醚(BP30-60℃)的2∶1(重量比)混合物 12克泡沫穩(wěn)定劑L-520和吐溫-80的1∶1混合物 0.4克甲苯二異氰酸酯TDI和二苯甲烷二異氰酸酯MDI的工業(yè)粗產(chǎn)品的4∶1(重量比)的混合物 70克(2)、(3)、(4)同實(shí)施例1。
按上述配方制備出來的超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料，其經(jīng)絡(luò)直徑為0.7毫米，平均孔徑為4毫米。
實(shí)施例4(1)按下列配方精確計(jì)量后，投入高速攪拌機(jī)混合羥值為28的接枝聚醚 100克三乙撐二胺 0.4克二月桂酸二丁基錫 0.6克水 4.6克二甲基硅油 0.1克吐溫-80 0.6克氟里昂-11 24克甲苯二異氰酸酸酯TDI 73克上述物料吐溫-80為含聚乙二醇鏈段和有機(jī)基團(tuán)的非離子表面活性劑。
(2)、(3)、(4)同實(shí)施例1。
按上述配方制備出來的超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料，其經(jīng)絡(luò)直徑為0.8毫米，平均孔徑為3毫米。
權(quán)利要求
1.包括發(fā)泡反應(yīng)、凝膠化反應(yīng)和熟化反應(yīng)的超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料的制備方法，其特征在于它采用分子量為300-6000、羥值為20-200的端羥基液體聚合物和多異氰酸酯為主要原料，它的各組分及其用量如下端羥基液體聚合物 100重量份多異氰酸酯46-90重量份叔胺催化劑0.06-0.5重量份醇胺催化劑0-2重量份錫鹽催化劑0.1-0.6重量份發(fā)泡劑-水 3-7重量份助發(fā)泡劑 6-24重量份泡沫穩(wěn)定劑0.2-2重量份顏料 適量；上述各組成中端羥基液體聚合物是指聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚丁二烯多元醇或它們的苯乙烯和丙烯腈接枝物以及它們的混合物；助發(fā)泡劑指二氯甲烷或氟里昂或與低沸點(diǎn)烷烴的混合物，混合的重量比為1∶5-5∶1；泡沫穩(wěn)定劑指硅油或含有聚乙二醇或聚乙二醇及聚丙二醇鏈段的水溶性硅油或含有聚乙二醇鏈段及有機(jī)基團(tuán)的低分子量化合物；多異氰酸酯指甲苯二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯以及它們的工業(yè)粗產(chǎn)品的混合物或者改性物，混合的重量比為9∶1-6∶4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料的制備方法，其特征在于叔胺或/和醇胺催化劑指三乙撐二胺或2，2′-二甲胺基乙醚或三乙胺或N-烷基嗎啉或三乙醇胺或二乙醇胺及其混合物;有機(jī)酸錫鹽催化劑指二月桂酸二丁基錫或/和辛酸亞錫及其混合物，混合重量比為5∶1-1∶5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料的制備方法，其特征在于使用含聚乙二醇鏈段和有機(jī)基團(tuán)的非離子表面活性劑與傳統(tǒng)的水溶性硅油或二甲基硅油共同作為泡沫穩(wěn)定劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可用作過濾材料、吸音材料、導(dǎo)流材料和內(nèi)襯材料的超大孔網(wǎng)絡(luò)狀聚氨酯材料的制備方法。它以端羥基液體聚合物和多異氰酸為主要原料，它的各組分及其用量的重量份是端羥基液體聚合物100；多異氰酸酯40—90；叔胺催化劑0.06—0.5；醇胺催化劑0—2；錫鹽催化劑0.1—0.6；發(fā)泡劑3—7；助發(fā)泡劑6—24；泡沫穩(wěn)定劑0.2—2和適量的顏料。精確地按各組分用量范圍投料，在高速攪拌下混合均勻后倒入箱體中發(fā)泡和凝膠化，再經(jīng)后熟化即得到所需材料。
文檔編號(hào)C08L75/04GK1093381SQ9410041
公開日1994年10月12日 申請(qǐng)日期1994年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月20日
發(fā)明者龐永新, 徐劍豪, 賈德民 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)