一种聚脲泡沫材料及其制备方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202411064214.5 | 申请日 | 2024-08-05 |
| 公开(公告)号 | CN118755040A | 公开(公告)日 | 2024-10-11 |
| 申请人 | 四川大学; | 申请人类型 | 学校 |
| 发明人 | 谢兴益; 阎远哲; | 第一发明人 | 谢兴益 |
| 权利人 | 四川大学 | 权利人类型 | 学校 |
| 当前权利人 | 四川大学 | 当前权利人类型 | 学校 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：四川省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：四川省成都市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：四川省成都市武侯区一环路南一段24号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：610065 |
| 主IPC国际分类 | C08G18/32 | 所有IPC国际分类 | C08G18/32 ; C08G18/38 ; C08G18/76 ; C08G18/79 ; C08G18/73 ; C08G18/75 ; C08J9/02 ; C08L75/02 ; C08G101/00 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 7 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 专利代理人 | ||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种聚脲 泡沫 材料及其制备方法。所述聚脲泡沫由B组分和A组分混合制备而成，所述B组分至少包括端 氨 基化合物的CO2加合物；所述A组分包含 多异氰酸酯 化合物；所述端氨基化合物和多异氰酸酯化合物的官能度至少为2。所述端氨基化合物包括端伯氨基化合物、端仲氨基化合物和封端改性的端伯氨基化合物；所述端伯氨基化合物包括端伯氨基聚 氧 化乙烯醚、端伯氨基聚氧化丙烯醚和端伯氨基聚二甲基 硅 氧烷。本发明制备的聚脲泡沫材料中除少量泡沫稳定剂外，不含其他助剂组分，泡沫纯度高。 | ||
| 权利要求 | 1.一种聚脲泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述聚脲泡沫由B组分和A组分混合制备而成，所述B组分至少包含端氨基化合物的CO2加合物；所述A组分包含多异氰酸酯化合物；所述端氨基化合物和多异氰酸酯化合物的官能度至少为2。 |
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| 说明书全文 | 一种聚脲泡沫材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于高分子泡沫材料技术领域，具体涉及一种聚脲泡沫材料及其制备方法。 背景技术[0002] 聚脲是由异氰酸酯组分(A组分)与氨基化合物组分(B组分)反应生成的一种物质，具有耐介质、耐老化、耐磨、防火等非常优异的物理化学性能。聚脲在合成过程中由于异氰酸酯与氨基化合物的凝胶反应极其迅速，因此其在合成过程中受其他组分的影响很小，但同时也增加了利用发泡剂制备聚脲泡沫的难度。水和异氰酸酯反应放出CO2，是聚氨酯最常用的化学发泡剂。在聚脲材料中，异氰酸酯和氨基的反应比和水的反应快成百上千倍，因此在聚脲中，水很难参与反应并发泡。同时正因为异氰酸酯和氨基的反应很快，其他的物理发泡剂还来不及气化发泡，聚脲就已经固化成型了。因此很难用传统的方法制备聚脲泡沫。 [0003] 专利文献CN 105418881 B中公开了一种聚脲泡沫材料的制备方法，其实质是在聚脲物料中加入可膨胀微球，在温度80～120℃的下可膨胀微球受热胀大实现泡沫制备，但这种方法需在真空条件和很高的温度下实现。专利文献CN 114015004 A中通过引入大量位阻型仲胺类的扩链剂(4,4'‑双仲丁氨基二苯基甲烷)，减缓了氨基化合物与异氰酸酯的反应速度，辅以低沸点的氟氯烃物理发泡剂，制备出一种减震聚脲硬质泡沫材料，但该方法中使用的氟氯烃物理发泡剂会破坏臭氧层，对环境污染较大。专利文献CN 114920975 A采用过量水作为发泡剂，大大抑制了氨基化合物与异氰酸酯的凝胶反应，延长了物料发泡时间，从而提高发泡所需的气体量，这种方法可制备出密度较小的聚脲泡沫但固化成型速度较慢。 [0004] 目前，现有的聚脲泡沫的制备方法并不成熟，存在反应条件苛刻、对环境污染较大、固化成型慢等问题，并不适合大规模的工业化生产。 发明内容[0005] 本发明人针对现有的聚脲泡沫制备方法不成熟的问题，希望开发出全新的制备聚脲泡沫的体系。本发明人探索将不同种类的端氨基化合物与CO2反应形成新型的加合物(见反应式(1)，R1和R2可以为氢原子或有机基团)，并与多异氰酸酯化合物反应制备聚脲泡沫。当端氨基化合物的CO2加合物与异氰酸酯接触时，反应式(1)的逆反应释放CO2(参与发泡)，所得氨基化合物和异氰酸酯反应(生成聚脲)，促进化学平衡向左移动；同时氨基化合物和异氰酸酯反应放出热量进一步促进端氨基化合物的CO2加合物分解。因此利用端氨基化合物的CO2加合物制备聚脲时，凝胶反应和发泡反应几乎同时进行，可实现反应过程中发泡速度与凝胶速度的匹配，以达到聚脲发泡的目的。 [0006] [0007] 本发明的目的是提供一种聚脲泡沫材料制备方法，所述聚脲泡沫由B组分和A组分混合制备而成，所述B组分至少包含端氨基化合物的CO2加合物；所述A组分包含多异氰酸酯化合物。 [0008] 在本发明中，所述B组分中的端氨基化合物的CO2加合物由端氨基化合物和CO2反应而得。所述端氨基化合物没有特殊的限制，只需要包含两个及以上的氨基，其本身为液态或者和液体的胺类化合物混合后呈液态，包括端伯氨基化合物、端仲氨基化合物和封端改性的端伯氨基化合物。选用端仲胺基化合物和封端改性的端伯氨基化合物制备CO2加合物的原因是这类化合物的反应基团仲胺附近有较大的空间位阻，可适度降低与异氰酸酯的凝胶反应速度，相较于只用端伯氨基化合物的CO2加合物，引入含仲胺的端氨基化合物的CO2加合物在制备聚脲泡沫过程中可更好地实现物料的流平，便于工业喷涂和浇注使用。 [0009] 在本发明中，制备CO2加合物原料的端伯氨基化合物可以为小分子多元胺(如乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺等)；也可以为齐聚物，其分子量没有特别的限制，其聚合度大于2即可。从实用的角度考虑，因为CO2加合物是靠胺基吸收CO2，为了使端伯氨基化合物可以吸收更多的CO2，所述端伯氨基化合物的氨基含量应尽量高一些，即选择的端伯氨基化合物的分子量应尽量低一些；所述端伯氨基化合物优选聚合度在1～35之间的端伯氨基聚氧化乙烯醚、端伯氨基聚氧化丙烯醚和端伯氨基聚二甲基硅氧烷。当然，商品化的端伯氨基化合物分子量可以到5000，这样的化合物也是可以的，只是其吸收CO2后所得加合物的CO2含量低(可低至1％)，但是用于做高密度泡沫也是可以的。 [0010] 在本发明中，制备CO2加合物原料的端仲氨基化合物可以从仲胺类扩链剂中选取，可以为Unilink 4100(4,4'‑二烷基苯二胺)、Unilink 4200(4,4'‑双仲丁氨基二苯基甲烷)、Clearlink 1000(4,4'‑双仲丁氨基二环己基甲烷)、Clearlink 3000(3,3'‑二甲基‑4,4'‑双仲丁氨基‑二环己基甲烷)、Jefflink 754(4,4'‑双仲戊基环己烷二胺)等，所述端仲氨基化合物还可以为聚天冬氨酸酯。 [0011] 在本发明中，制备CO2加合物原料的封端改性的端伯氨基化合物由端伯氨基化合物通过封端改性制备而得，为了使封端改性的端伯氨基化合物可以吸收更多的CO2，所述端伯氨基化合物的胺基含量应尽量高一些，所述端伯氨基化合物优选聚合度在1～35之间的端伯氨基聚氧化乙烯醚、端伯氨基聚氧化丙烯醚和端伯氨基聚二甲基硅氧烷，所述端伯氨基通过共价键与封端链结合，引入封端链的目的是得到含仲胺基的封端改性的端伯氨基化合物，对于制备CO2加合物来说，封端链的种类影响不大。具体地，所述封端链包括但不限于下述情况至少一种： [0012] (1)所述封端链含有聚氧化乙烯醚和/或聚氧化丙烯醚的至少一个重复单元； [0013] (2)所述封端链含有三甲基硅烷基； [0015] (4)所述封端链含有碳原子数为1到12的含氟烷基； [0016] 所述封端链的摩尔数以端伯氨基化合物中的N原子计为0～100％。 [0017] 在上述封端链中，所述烃基的碳原子数如果大于12，其疏水缔合作用会过强，导致所得CO2加合物粘度过大，甚至成为固态，不便于使用。 [0018] 在本发明中所述封端链的摩尔数以端氨基化合物中的N原子计为0～100％(即封端率为0～100％)。如果封端率超过100％，即部分伯氨基变成了叔胺，叔胺不会参与聚脲的反应，同时叔胺会对聚脲的反应起催化作用，导致泡沫的制备不好控制。 [0019] 具体地，上述封端改性的端伯氨基化合物的封端链可以为聚氧化乙烯醚或者聚氧化丙烯醚，含有至少一个重复单元，结构举例为： [0020] [0021] 其中m至少为1，n为1到4的正整数，Q为封端改性的端伯氨基化合物中胺基与封端链之间的联接基团。该联接基团Q和T属于可替换的基团，可以选取的基团有： [0022] [0023] 上述封端改性的端伯氨基化合物的封端链还可以含有硅烷，其结构可以为： [0024] [0025] T为封端改性的端伯氨基化合物中胺基与封端链的联接基团，T可以为： [0026] [0027] 上述封端改性的端伯氨基化合物的封端链还可以含有碳原子数为1到12的烃基，含有至少一个不饱和键，其结构举例为： [0028] CnH2n‑1‑M‑， [0029] 其中n为1到12的整数，M为封端改性的端伯氨基化合物中胺基与封端链的联接基团。该联接基团M属于可替换的基团，M可以直接为共价键键。 [0030] 上述封端改性的端伯氨基化合物的封端链还可以含有碳原子数为1到12的烷基或含氟烷基，其结构举例为： [0031] CnH2n+1‑mFm‑M‑， [0032] 其中n为1到12的整数，m为0或1到25的整数，M为封端改性的端伯氨基化合物中胺基与封端链的联接基团。该联接基团M属于可替换的基团，M可以直接为共价键，还可以选取以下基团： [0033] [0034] 需要指出的是，上述改性端氨基聚化合物中胺基与封端链之间的联接基团Q、T和M等均属于可替换基团，本领域的技术熟练人员还可以选取其他基团进行替代，在此不一一赘述。 [0035] 至于上述封端改性的端伯氨基化合物的具体制备方法，可以将带疏水链的缩水甘油醚滴加到端氨基化合物中反应，得到改性的端氨基化合物。其中缩水甘油醚的结构为： [0036] [0037] 其中m至少为1，n为1到4的正整数。这种方法制备的封端改性的端伯氨基化合物中胺基与封端链之间的联接基团为Q1；带疏水链的缩水甘油醚的结构还可以为： [0038] [0039] 其中n为1到12的整数，m为0或1到25的整数，这种方法制备的封端改性的端伯氨基化合物封端链与主链之间的联接基团为M2。 [0040] 还可以采用带环氧基的烷基或带环氧基的含氟烷基和端伯氨基化合物在乙醇溶液中反应，得到封端改性的端伯氨基化合物。其中的带环氧基的烷基或含氟烷基的结构可以为： [0041] [0042] 其中n为1到12的整数，m为0或1到25的整数，这种方法制备的封端改性的端伯氨基化合物中胺基与封端链之间的联接基团为M1。 [0043] 还可以采用如下方法来制备封端改性的端伯氨基化合物：以烷氧基聚丙二醇齐聚物为例，首先将烷氧基聚醚齐聚物分别与碘乙酸和2‑溴异氰酸乙酯反应得到卤代烃封端的产物，反应如下(其中m至少为1，n为1到4的正整数)： [0044] [0045] 其次将上述卤代烃封端产物和端氨基化合物反应，脱去卤化氢，得到N取代封端改性的端伯氨基化合物(联接基团为Q2或Q3)。 [0046] 还可以用烷烃或含氟烷烃的溴代物或碘代物与端氨基化合物发应，来制备上述封端改性的端伯氨基化合物。其中的溴代物或碘代物的结构可以为： [0047] CnH2n+1‑mFm‑Br,CnH2n+1‑mFm‑I， [0048] 其中n为1到12的整数，m为0或1到25的整数。这种方法制备的封端改性的端伯氨基化合物中胺基与封端链之间的联接基团为共价键。 [0049] 所有这些反应都是已知化学反应，其具体制备方法可以参阅现有公开的技术，如专利文献CN 108355472 A。 [0050] 在本发明中，所述B组分中还可以添加泡沫稳定剂，现有的聚氨酯泡沫的泡沫稳定剂都可以使用，包括聚氧化丙烯‑氧化乙烯共聚醚、聚氧化乙烯‑聚硅氧烷共聚物、聚氧化丙烯‑聚硅氧烷共聚物或聚氧化乙烯丙烯‑聚硅氧烷共聚物。特别地，当所述端氨基化合物的CO2加合物的氨基为仲胺时，反应慢，可以加入泡沫稳定剂以避免泡孔并泡形成过大的泡孔；当所述端氨基化合物的CO2加合物的氨基为伯胺时，因为反应快，泡孔来不及合并，聚脲材料已固化，可以不加泡沫稳定剂。 [0051] 在本发明中，所述B组分中还可以含有端氨基化合物本身，可以通过将制备好的端氨基化合物的CO2加合物和端氨基化合物混合而得；或者在制备端氨基化合物的CO2加合物时，CO2的量不足，此时体系中将包含端氨基化合物的CO2加合物和端氨基化合物本身，体系中的CO2含量可根据所制备的聚脲泡沫的密度进行调整。 [0052] 在本发明中，所述B组分中还可以含有端氨基扩链剂，所述端氨基扩链剂包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、Unilink 4100(4,4'‑二烷基苯二胺)、Unilink 4200(4,4'‑双仲丁氨基二苯基甲烷)、Clearlink 1000(4,4'‑双仲丁氨基二环己基甲烷)、Clearlink 3000(3,3'‑二甲基‑4,4'‑双仲丁氨基‑二环己基甲烷)、Jefflink 754(4,4'‑双仲戊基环己烷二胺)中的至少一种。 [0053] 在本发明中，因为聚脲体系本身反应很快，催化剂不是一个必须的组分，B组分中一般不需要加入催化剂。因此本发明的聚脲泡沫材料从原理上会比较纯净。 [0054] 在本发明中，所述A组分中的多异氰酸酯化合物没有特别的限制，可以从现有的异氰酸酯中选取，A组分举例可选自多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PMDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、对苯二异氰酸酯(PDI)、亚丁基二异氰酸酯(BDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)、以及上述异氰酸酯的预聚物(如MDI的预聚物、HMDI的预聚物、TDI的预聚物)、IPDI三聚体和HDI三聚体中的一种或多种。 [0055] 在本发明中，所述聚脲泡沫的可以采用下述方法制备，包括以下步骤： [0056] (1)将配方量的端氨基化合物的CO2加合物以及泡沫稳定剂等组分混合均匀，得到B组分； [0057] (2)设定合适的料温，采用高压喷涂机将B组分和A组分混合，喷涂发泡，或者浇注到容器内发泡成型。 [0058] 本发明的另一目的是提供所述方法制备的聚脲泡沫材料，所述聚脲泡沫材料由B组分和A组分混合制备而成，所述B组分至少包含端氨基化合物的CO2加合物；所述A组分包含多异氰酸酯化合物。本发明提供的聚脲泡沫材料不含有催化剂；可选的，也可以不含泡沫稳定剂。因此，本发明提供的聚脲泡沫纯度高。 [0059] 本发明具有以下积极效果： [0060] 1、本发明制备端氨基化合物的CO2加合物，所用的原料价廉易得，产率高，制备流程简单，毒性小污染少，易于工业推广。 [0061] 2、本发明制备的端氨基化合物的CO2加合物与多异氰酸酯化合物反应放出热量，进行凝胶反应的同时迅速释放出其中的CO2，以达到聚脲发泡的目的。 [0062] 3、本发明利用端氨基化合物的CO2加合物与多异氰酸酯化合物反应制备聚脲泡沫，该制备方法无需外加催化剂和含氟氯烃的物理发泡剂，对环境友好，制得的聚脲泡沫除含少量泡沫稳定剂外无其余助剂，泡沫纯度高。附图说明 [0063] 附图1为原料制备实施例(1)～(13)和1～11所用的端伯氨基化合物的结构和型号。 [0064] 附图2为原料制备实施例(1)～(13)所用的封端原料的结构和代号。 [0065] 附图3为实施例12～18所用的端仲氨基化合物的结构和代号。 具体实施方式[0066] 为了使本发明的目的、技术方案和技术效果更加清楚，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，需要说明的是，所有这些实施例均是为了进一步说明本发明，不得理解为对本发明的限制。本领域技术人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。 [0067] 封端改性的端伯氨基化合物原料制备实施例(1)～(13) [0068] 本组原料制备实施例选用端伯氨基化合物制备封端改性的端伯氨基化合物。具体地，本组实施例选取的端伯氨基化合物有ZE‑123(二元端伯氨基聚氧化乙烯醚，分子量约为206)；ZE‑140(二元端伯氨基聚氧化乙烯醚，分子量约为382)；ZD‑123(二元端伯氨基聚氧化丙烯醚，分子量约为248)；ZD‑140(二元端伯氨基聚氧化丙烯醚，分子量约为480)；Tech‑ 2402(1,3‑双(3‑氨基丙基)‑1,1,3,3‑四甲基二硅氧烷，分子量为248.5)；Tech‑2405(二元端伯氨基聚二甲基硅氧烷，分子量约为500)；Tech‑2410(二元端伯氨基聚二甲基硅氧烷，分子量约为1000)。所选用端伯氨基化合物的结构及型号见图1。 [0069] 本发明所述的封端改性的端伯氨基化合物，其端伯氨基与封端链相联接，所述封端链为下述情况至少一种： [0070] (1)所述封端链含有聚氧化乙烯醚和/或聚氧化丙烯醚的至少一个重复单元； [0071] (2)所述封端链含有三甲基硅烷基； [0072] (3)所述封端链有碳原子数为1到12的烃基； [0073] (4)所述封端链含有碳原子数为1到12的含氟烷基； [0074] 所述封端率可以根据需要变化，所述封端率以端氨基化合物中的N原子计为0～100％。封端链和端氨基化合物的胺基之间的联接基团是可以替换的，如说明书正文所描述的Q、T和M等。具体地，在实施例中，封端链来自于缩水甘油醚、溴代烃、碘代烃，其结构如图2所示，这些结构只是为了说明本发明，本领域技术人员可以选用其他封端原料，只要该化合物能和端氨基化合物中的伯胺反应将伯胺变为仲胺就行。 [0075] 具体地，所合成的封端改性的端伯氨基化合物见表1。其中，原料配比是指端伯氨基化合物和封端原料的摩尔比，需要指出的是，对端伯氨基化合物中的端伯氨基进行封端改性时，需要避免封端原料过量生成叔胺，因为叔胺氮原子上没有活泼氢，不能有效地与二氧化碳发生反应，生成稳定的氨基甲酸根，所以不利于吸收CO2，同时，叔胺也会对后续的聚脲发泡起催化作用，影响反应进程，所以，所述端伯氨基化合物和封端原料的摩尔比应大于1：2，由表知二者配比在1：2到1：0.2之间。理论封端率为封端链占所有N原子的摩尔百分比，实际封端率是通过核磁谱图中封端链和胺基附近有关的质子信号的面积比计算得到的。 [0076] 表1中实施例(1)～(7)、(9)、(11)～(12)制备封端改性的端伯氨基化合物的工艺条件和步骤如下：称取1摩尔份的端伯氨基化合物，然后将相应份量的封端原料(缩水甘油醚化合物)滴加到端伯氨基化合物中，在50～70℃下搅拌反应8～14小时，得到相应的封端改性的端伯氨基化合物。 [0077] 表1中实施例(8)和(13)制备封端改性的端伯氨基化合物的工艺条件和步骤如下：取1摩尔份的端伯氨基化合物溶于氯仿，使其质量浓度约为10％，然后加入相应份量的C2F3‑I，回流反应3小时，冷却至室温，用与氯仿等体积的5％的氢氧化钠水溶液萃取反应混合物三次，去掉水层，水洗直到水层pH值为中性，用无水硫酸钠干燥有机层，40℃真空旋转蒸发除掉溶剂，得到相应的封端改性的端伯氨基化合物。 [0078] 表1中实施例(10)制备封端改性的端伯氨基化合物的工艺条件和步骤如下：取1摩尔份的端伯氨基化合物溶于氯仿，使其质量浓度约为10％，然后加入相应份量的C4‑Br，回流反应6小时，冷却至室温，用与氯仿等体积的5％的氢氧化钠水溶液萃取反应混合物三次，去掉水层，水洗直到水层pH值为中性，用无水硫酸钠干燥有机层，40℃真空旋转蒸发除掉溶剂，得到相应的封端改性的端伯氨基化合物。 [0079] 表1 [0080] [0081] 由表1可知各产物的实际封端链率和理论封端率是很接近的，说明反应进行得很完全，各产物的封端率在0～100％之间。本组原料制备实施例充分说明封端原料对端伯氨基化合物成功进行改性。 [0082] 端氨基化合物的CO2加合物原料制备实施例1～31 [0083] 本组制备实施例选用端伯氨基化合物、端仲胺基化合物和封端改性的端伯氨基化合物吸收CO2形成加合物，见表2。具体地，本组实施例选取的端伯氨基化合物有ZE‑123(二元端伯氨基聚氧化乙烯醚，分子量约为206)；ZE‑140(二元端伯氨基聚氧化乙烯醚，分子量约为382)；ZE‑1200(二元端伯氨基聚氧化乙烯醚，分子量约为1800)；ZT‑133(三元端伯氨基聚氧化乙烯醚，分子量约为363)；ZD‑123(二元端伯氨基聚氧化丙烯醚，分子量约为248)；ZD‑140(二元端伯氨基聚氧化丙烯醚，分子量约为480)；ZD‑1200(二元端伯氨基聚氧化丙烯醚，分子量约为2000)；ZT‑143(三元端伯氨基聚氧化丙烯醚，分子量约为430)；Tech‑2402(1,3‑双(3‑氨丙基)‑1,1,3,3‑四甲基二硅氧烷，分子量为248.5)；Tech‑2405(二元端伯氨基聚二甲基硅氧烷，分子量约为500)；Tech‑2410(二元端伯氨基聚二甲基硅氧烷，分子量约为1000)。选取的端仲胺基化合物有Unilink 4100(4,4'‑二烷基苯二胺)；Unilink 4200(4, 4'‑双仲丁氨基二苯基甲烷)；Clearlink 1000(4,4'‑双仲丁氨基二环己基甲烷)； Clearlink 3000(3,3'‑二甲基‑4,4'‑双仲丁氨基‑二环己基甲烷)；Jefflink 754(4,4'‑双仲戊基环己烷二胺)；Desmophen NH 1220(聚天冬氨酸酯)；Desmophen NH 1420(聚天冬氨酸酯)。选取的封端改性的端伯氨基化合物由原料制备实施例(1)～(13)所得，如表1所示。 所选用的端伯氨基化合物的结构及型号见图1，所选用的端仲氨基化合物的结构及型号见图3。 [0084] 需要说明的是，表2中端氨基化合物的CO2加合物编号由封端率、端氨基化合物、封端原料和CO2组合而成，如ZE‑123‑CO2，其中ZE‑123为端伯氨基化合物的具体型号，CO2表示端伯氨基化合物与CO2反应形成的加合物；再如80％C4‑ZE140‑CO2，其中80％表示封端改性的端伯氨基化合物的理论封端率，C4表示封端链为含4个碳原子的烷基链，ZE‑140为端伯氨基化合物的具体型号。表2中“原(1)”来自表1“原料制备实施例(1)”，其他依此类推。 [0085] 表2 [0086] [0087] 表2中的端氨基化合物的CO2加合物制备工艺和步骤如下：将端氨基化合物置于高压反应釜中，加入CO2使CO2的饱和度在50％到100％之间(具体数值见表2)，即可得到各CO2加合物。 [0088] 表2中理论CO2含量是根据端氨基化合物中氨基的含量计算得到的，每两个氨基吸收一分子的CO2，实际CO2含量是通过热失重法测试得到的，所有的CO2加合物在40～100℃之间有明显的热失重，可归结为CO2的释放，CO2实际饱和度为实际CO2含量与理论CO2含量的比值。本发明制备的端氨基化合物能够充分吸收CO2形成CO2的加合物。 [0089] 实施例[1]～[10] [0090] 本组应用实施例选择端氨基化合物的CO2加合物进行聚脲发泡，首先将表2中不同种类的端氨基化合物的CO2加合物进行复配，以获取适合制备聚脲泡沫的配方，具体复配配方见表3，表3中“1”表示来自表2“实施例1”，其他依此类推。表3中各配方的数值为质量份数。 [0091] 表3 [0092] [0093] [0094] 实施例[1] [0095] 在本实施例中提供一种聚脲泡沫材料的制备方法，所述聚脲泡沫由B组分和A组分制备而成，所述B组分的制备原料包括如下重量份数的组分： [0096] 端氨基化合物的CO2加合物100份； [0097] 所述B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅰ进行复配。 [0098] 所述A组分为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI，NCO含量为33.5wt％)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PMDI，NCO含量为31wt％)和MDI的预聚物(NCO含量为10wt％)按重量份数1：1：1配合的混合物。 [0099] 所述B组分和A组分的体积比为1：1。 [0100] 制备方法为：按配方称量A组分和B组分于双组分浇注机各自原料罐中，搅拌混合均匀，将A和B组分在混合头混合均匀浇注到模具中，得到聚脲泡沫材料。 [0101] 实施例[2] [0102] 在本实施例中提供一种聚脲泡沫材料的制备方法，所述聚脲泡沫由B组分和A组分制备而成，所述B组分的制备原料包括如下重量份数的组分： [0103] 端氨基化合物的CO2加合物 100份； [0104] 扩链剂丁二胺 2份 [0105] 所述B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅱ进行复配。 [0106] 所述A组分为甲苯二异氰酸酯(TDI，NCO含量为35wt％)和TDI的预聚物(NCO含量为15wt％)按重量份数2：1配合的混合物。 [0107] 所述B组分和A组分的体积比为1:1.1。 [0108] 制备方法包括以下步骤： [0109] (1)将配方量的端氨基化合物的CO2加合物和泡沫稳定剂混合，得到B组分； [0110] (2)将高压喷涂机两组分提料泵分别插到B组分和A组分原料桶中，打开电源与空压机，设定喷涂机原料及管线加热温度为45℃，气源压力为6.5 MPa，使用喷枪将混合后的原料喷在墙面上，喷涂3层以上得到厚度为5cm的聚脲泡沫材料。 [0111] 实施例[3] [0112] 在本实施例中提供一种聚脲泡沫材料的制备方法，所述聚脲泡沫由B组分和A组分制备而成，所述B组分的制备原料包括如下重量份数的组分： [0113] 端氨基化合物的CO2加合物100份； [0114] 泡沫稳定剂2份； [0115] 所述B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅲ进行复配，所述泡沫稳定剂为聚氧化丙烯‑氧化乙烯共聚醚，牌号为BL‑9734M。 [0116] 所述A组分为对苯二异氰酸酯(PDI，NCO含量为52wt％)六亚甲基二异氰酸酯(HDI，NCO含量为31.5wt％)按重量份数1：5配合的混合物。 [0117] 所述B组分和A组分的体积比为1：1.1。 [0118] 制备方法包括以下步骤： [0119] (1)将配方量的端氨基化合物的CO2加合物和泡沫稳定剂混合，得到B组分； [0120] (2)将高压喷涂机两组分提料泵分别插到B组分和A组分原料桶中，打开电源与空压机，设定喷涂机原料及管线加热温度为45℃，气源压力为7.5MPa，使用喷枪将混合后的原料喷在模具中，喷涂3层以上得到厚度为5cm的聚脲泡沫材料。 [0121] 实施例[4] [0122] 在本实施例中提供一种聚脲泡沫材料的制备方法，所述聚脲泡沫由B组分和A组分制备而成，所述B组分的制备原料包括如下重量份数的组分： [0123] 端氨基化合物的CO2加合物100份； [0124] 泡沫稳定剂2份； [0125] 所述B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅳ进行复配，所述泡沫稳定剂为聚氧化丙烯乙烯醚‑聚硅氧烷共聚物，牌号为L‑580。 [0126] 所述A组分为萘二异氰酸酯(NDI，NCO含量为40wt％)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI，NCO含量为31.5wt％)按重量份数1：5配合的混合物。 [0127] 所述B组分和A组分的体积比为1.1：1。 [0128] 制备方法包括以下步骤： [0129] (1)将配方量的端氨基化合物的CO2加合物和泡沫稳定剂混合，得到B组分； [0130] (2)将高压喷涂机两组分提料泵分别插到B组分和A组分原料桶中，打开电源与空压机，设定喷涂机原料及管线加热温度为45℃，气源压力为7.5MPa，使用喷枪将混合后的原料喷在模具中，喷涂3层以上得到厚度为5cm的聚脲泡沫材料。 [0131] 实施例[5] [0132] 本实施例与实施例[4]的不同之处在于制备原料B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅴ进行复配，且A组分为亚丁基二异氰酸酯(BDI，NCO含量为33.58wt％)和MDI的预聚物(NCO含量为10wt％)按重量份数1：4配合的混合物。 [0133] 实施例[6] [0134] 本实施例与实施例[4]的不同之处在于制备原料B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅵ进行复配，且A组分为赖氨酸二异氰酸酯(LDI，NCO含量为33wt％)和HMDI的预聚物(NCO含量为10.2wt％)按重量份数1：3配合的混合物。 [0135] 实施例[7] [0136] 本实施例与实施例[4]的不同之处在于制备原料B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅶ进行复配，且A组分为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI，NCO含量为37.5wt％)和IPDI三聚体(NCO含量为12wt％)按重量份数1：3配合的混合物。 [0137] 实施例[8] [0138] 本实施例与实施例[4]的不同之处在于制备原料B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅷ进行复配，且A组分为六亚甲基二异氰酸酯(HDI，NCO含量为31.5wt％)和HDI三聚体(NCO含量为10.6wt％)按重量份数1：2配合的混合物。 [0139] 实施例[9] [0140] 本实施例与实施例[4]的不同之处在于制备原料B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅸ进行复配(配方IX所用的加合物的CO2饱和度均大于90％，可以认为B组分只含有端氨基化合物的CO2加合物)，且B组分不含泡沫稳定剂；且A组分为甲苯二异氰酸酯(TDI，NCO含量为35wt％)和TDI的预聚物(NCO含量为15wt％)按重量份数1：5配合的混合物。 [0141] 实施例[10] [0142] 本实施例与实施例[4]的不同之处在于制备原料B组分中的端氨基化合物的CO2加合物按表3中的配方Ⅹ进行复配(配方X所用的加合物的CO2饱和度均大于90％，可以认为B组分只含有端氨基化合物的CO2加合物和泡沫稳定剂)，且A组分为赖氨酸二异氰酸酯(LDI，NCO含量为33wt％)和HMDI的预聚物(NCO含量为10.2wt％)按重量份数2：5配合的混合物。 [0143] 表4 [0144] [0145] 表4对实施例[1]～[10]制备聚脲泡沫过程中的发泡反应参数进行测定，从物料混合至发泡容器中开始计时，表中乳化时间为聚脲泡沫物料开始上升的时间，凝胶时间为聚脲泡沫不粘手的时间，表4中“[1]”表示来自“实施例[1]”，以此类推。由于端氨基化合物的CO2加合物中的胺基与异氰酸酯反应速度很快，因此加合物中的胺基含量(即表4中端氨基化合物的CO2加合物的胺值)越高，发泡反应速度越快，即乳化时间和凝胶时间越短；同时，伯胺含量越高，反应速度越快，这是因为伯胺与异氰酸酯的反应速度大于仲胺与异氰酸酯的反应速度，因此端氨基化合物的CO2加合物伯胺含量越高，乳化时间和凝胶时间越短。 [0146] 对应用实施例[1]～[10]进行性能测试，测试结果(数据为测试5次的平均值)如表5所示，泡沫力学性能的变化是正常的，一般情况下，密度越大，力学强度越高。 [0147] 表5 [0148] |
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