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生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫及其制备方法
申请号	CN201710753052.X	申请日	2017-08-28	公开(公告)号	CN107417885A	公开(公告)日	2017-12-01
申请人	江苏绿源新材料有限公司;			发明人	崔爱华; 林永飞;
摘要	本发明公开了一种生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫及其制备方法，其特征是：由以(a）阻燃改性环氧大豆油多元醇、(b) 聚合物多元醇为主要原料，在反应型或低气味的催化剂，物理和/或化学发泡剂，泡沫稳定剂或阻燃剂作用下，与(c)异氰酸酯组分混合发泡聚合生成的环保可再生生物质阻燃聚氨酯软质海绵泡沫。本发明的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫通过使用可再生生物质原料进行生产，减少泡沫合成制品对石油煤炭资源的依赖度，稳定了产品价格，也达到环保低碳的目的。
权利要求	1.一种生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫，其特征是：由以(a）阻燃改性环氧大豆油多元醇、(b)聚合物多元醇为主要原料，在反应型或低气味的催化剂，物理和/或化学发泡剂，泡沫稳定剂或阻燃剂作用下，与(c)异氰酸酯组分混合发泡聚合生成的环保可再生生物质阻燃聚氨酯软质海绵泡沫。 2.根据权利要求1所述的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫，其特征是：所述的阻燃改性环氧大豆油多元醇为阻燃环氧大豆油基聚醚多元醇，其羟值在20-250mgKOH/g。 3.根据权利要求1所述的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫，其特征是：所述的聚合物多元醇是密胺树脂接枝软泡聚合物多元醇。 4.根据权利要求1所述的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫，其特征是：所述的异氰酸酯组分为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多异氰酸酯或改性的二或多异氰酸酯中的一种或多种。 5.根据权利要求1所述的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫，其特征是：所述的主要原料（a）（b）（c）的重量比为（0-100）：（100-0）：（20-70），异氰酸酯指数指数为90-150。 6. 根据权利要求1所述的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫，其特征是：所述的反应型催化剂为N ,N-二甲基乙醇胺、二乙醇胺、四甲基乙二胺、三乙醇胺或三乙胺中的至少一种；所述低气味催化剂为三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或二马来酸二丁基锡中的一种或多种。 7. 根据权利要求1所述的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫，其特征是：所述的化学发泡剂为水；所述的泡沫稳定剂为硅氧烷表面活性剂、硅类表面活性剂中一种或两种；所述的阻燃剂为三（2- 氯乙基）磷酸酯、三（2- 氯丙基）磷酸酯、磷酸三乙酯和甲基磷酸二甲酯的一种或多种。 8.一种权利要求1所述的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫的制备方法，其特征是：利用海绵多组分发泡机将各种原料高速搅拌混合，在连续发泡线上发泡，熟化，成型；具体包括如下步骤：（1）将阻燃改性环氧大豆油多元醇、聚合物多元醇、异氰酸酯、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂分别加入到原料罐中；（2）原料泵将各组分原料输送到发泡混合头，经高速搅拌混合后，输送到发泡连续线上进行发泡，熟化固化成型。
说明书全文	生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫及其制备方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种聚氨酯软质海绵泡沫及其制备方法。背景技术 [0002] 聚氨酯软质泡沫塑料简称软泡，俗称海绵，是指具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，主要用于家具垫材、交通工具座椅垫材以及各种软性衬垫层压复合材料。 [0003] 现有技术的聚氨酯软质海绵泡沫的原料主要的成分为石油提制产品，是不可再生资源，其加工生产过程复杂，成本高且污染环境。随着石油储备不断减少，国际石油价格和石化类产品的节节攀升，用可再生的生物质基及回收的植物油等可再生资源生产的多元醇作为原料生产的聚氨酯软质泡沫具有广阔的市场发展前景。生物基聚醚多元醇是大豆油、菜籽油、棉籽油或棕榈油为起始原料合成的多元醇化合物，是种环保的、可再生的资源，并且已经实现了工业化生产。 [0004] 目前，生物基聚醚多元醇主要应用在没有阻燃要求的普通海绵中，普通海绵是一种易燃材料，但在某些领域应用时也会有阻燃要求，比如童车，家居用品以及室内装饰等。因此，需要进一步提高生物基聚氨酯软质海绵泡沫的阻燃性能。 [0005] 目前，由于生物基聚醚多元醇在合成过程中存在一些问题，多数使用在对聚醚多元醇要求不高的聚氨酯硬质泡沫中，通过配方中各聚醚的协同使用，达到泡沫所需要的性能。 [0006] 申请号200810132276.X一种利用大豆油制备硬质聚氨酯泡沫塑料的方法，包括如下步骤：1)环氧化反应：将大豆油与环氧化剂反应，生成环氧大豆油；2)开环反应：将所述环氧大豆油在催化剂的存在下与含活泼氢的亲核试剂发生环氧键开环反应，生成混合羟基脂肪酸甘油酯；3)醇解反应和酯化反应：加入醇并升温进行醇解反应，生成混合羟基脂肪酸单酯，即大豆油基多元醇；利用大豆油基多元醇与有机酸和酸酐进行酯化反应，生成聚酯多元醇；4)取100份重量大豆油基多元醇，相继加入80‐150份重量异氰酸酯、0.3‐4份重量三乙醇胺、0.5‐4份重量匀泡剂剧烈搅拌混合后，再加入0.5‐3份重量蒸馏水，高速搅拌均匀后发泡，制成硬质聚氨酯泡沫塑料。此方法主要制备环氧大豆油聚酯和硬质聚氨酯泡沫，且所合成的泡沫对阻燃没有要求。 [0007] 申请号201210176034.7本发明公开了大豆油多元醇在制备PU软泡材料中的应用。一种PU软泡材料，其是由以下原料组成：TDI、聚醚多元醇与聚酯多元醇中的一种、大豆油多元醇、3‐5质量份的发泡剂、0.9‐1.5质量份的匀泡剂、0.2‐0.5质量份的胺类催化剂、0.2‐ 0.3质量份的锡类催化剂、1‐2质量份的交联剂，其中，TDI指数为1.05；聚醚多元醇或聚酯多元醇中的一种与大豆油多元醇的总质量为100质量份，其中，大豆油多元醇的在总质量中的百分比为10‐90％。本发明采用大豆油多元醇部分替代聚醚醇或聚脂醇，可以使得合成聚氨酯工业减少对石油煤炭资源的依赖度，同时制得的最终产品对环境友好。此方法主要使用大豆油多元醇合成不阻燃PU软泡材料，由于大豆油的羟值较高，在配方中的使用量较小，从实施例中可以看出，最多只使用到20％。 [0008] 申请号201510195699.6本发明涉及一种大豆油基聚氨酯阻燃硬质泡沫的制备方法，聚氨酯阻燃泡沫有A组分和B组分组成。其A组分包括：多元醇、发泡剂、催化剂，B组分为异氰酸酯。加入水作为发泡剂，搅拌均匀后，加入B组分甲苯二异氰酸酯并搅拌均匀。然后放入烘箱发泡，一段时间后就得到大豆油基聚氨酯阻燃硬质泡沫。此方法主要用在聚氨酯阻燃硬质泡沫制备，合成方法和使用原料都不是常规做法，很难生产出合格的产品。发明内容 [0009] 本发明的目的在于提供一种制备工艺简单，泡沫复合性佳，外观和环保均能达到聚氨酯泡绵应用要求的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫及其制备方法。 [0010] 本发明的技术解决方案是： [0011] 一种生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫，其特征是：由以(a)阻燃改性环氧大豆油多元醇、(b)聚合物多元醇为主要原料，在反应型或低气味的催化剂，物理和/或化学发泡剂，泡沫稳定剂或阻燃剂作用下，与(c)异氰酸酯组分混合发泡聚合生成的环保可再生生物质阻燃聚氨酯软质海绵泡沫。 [0012] 所述的阻燃改性环氧大豆油多元醇为阻燃环氧大豆油基聚醚多元醇，其羟值在20‐250mgKOH/g；可以是以环氧大豆油与小分子反应型阻燃剂在碱性催化剂的存在下进行开环反应，再与环氧烷烃反应，制得高官能度的阻燃环氧大豆油基聚醚多元醇。 [0013] 所述的聚合物多元醇是密胺树脂接枝软泡聚合物多元醇；可以是以通用聚醚多元醇为基础聚醚(一般以通用软泡聚醚三醇、高活性聚醚)，加密胺树脂，在100度左右和氮气保护下进行接枝聚合而成。 [0014] 所述的异氰酸酯组分为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多异氰酸酯或改性的二或多异氰酸酯中的一种或多种。 [0015] 所述的主要原料(a)(b)(c)的重量比为(0‐100)：(100‐0)：(20‐70)，异氰酸酯指数指数为90‐150。 [0016] 所述的反应型催化剂为N,N‐二甲基乙醇胺、二乙醇胺、四甲基乙二胺、三乙醇胺或三乙胺中的至少一种；所述低气味催化剂为三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或二马来酸二丁基锡中的一种或多种。 [0017] 所述的化学发泡剂为水；所述的泡沫稳定剂为硅氧烷表面活性剂、硅类表面活性剂中一种或两种；所述的阻燃剂为三(2‐氯乙基)磷酸酯、三(2‐氯丙基)磷酸酯、磷酸三乙酯和甲基磷酸二甲酯的一种或多种。 [0018] 一种生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫的制备方法，其特征是：利用海绵多组分发泡机将各种原料高速搅拌混合，在连续发泡线上发泡，熟化，成型；具体包括如下步骤： [0019] (1)将阻燃改性环氧大豆油多元醇、聚合物多元醇、异氰酸酯、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂分别加入到原料罐中； [0020] (2)原料泵将各组分原料输送到发泡混合头，经高速搅拌混合后，输送到发泡连续线上进行发泡，熟化固化成型。 [0021] 本发明的生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫通过使用可再生生物质原料进行生产，减少泡沫合成制品对石油煤炭资源的依赖度，稳定了产品价格，也达到环保低碳的目的。 [0022] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。具体实施方式 [0023] 通过以下实施例进一步说明本发明，但本发明不限于以下实施例，除非另有说明，否则，所有以“份数”和“百分比”给出的量都应该理解为是以重量计的。以下材料用于生产实施例的聚氨酯泡沫材料： [0024] 表1聚氨酯原料简介 [0025] [0026] 生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫的制备方法，包括以下步骤：(1)将阻燃环氧大豆油多元醇A和聚合物多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、阻燃剂与异氰酸酯组分；将下表2中所列的各组分通过计量泵按表2中的重量比例输送到发泡机头，经过高速搅拌后，均匀布料在连续发泡生产线的牛皮纸上，生产出数米长的成品泡沫材料。使用本领域普通技术人员已知的生产线混合发泡步骤制备这些泡沫材料，在泡沫固化成型后，检测泡沫性能。 [0027] 表2生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫塑料配方 [0028] [0029] 在实施例中，以聚酯多元醇和阻燃环氧大豆油多元醇为主要原料。如需调节发泡速度，可调节催化剂用量；如需调节泡沫密度，可调节水的用量。 [0030] 将表观密度、25％压陷硬度、水平燃烧速度、烟密度等级和气味这些关键的泡沫性能汇总并对比，有的好一些，有的差一些。但是通过各组合料的配比的调整可以达到的最为合适的原料配比，性能达标，成本最优化。 [0031] 表3生物质基阻燃聚氨酯软质海绵泡沫参数 [0032] [0033] [0034] 前述的本发明的实施例是为了说明而非限制性的目的。文中所述的实施方式可在不背离本发明精神和范围的前提下进行各种变化或修改，这对本领域技术人员而言是显而易见的。本发明的范围由所附权利要求限定。

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