[发明专利]无毒、无异味、可回收的环保型聚氨酯发泡型材及其制备方法有效
申请号: | 201110125256.1 | 申请日: | 2011-05-16 |
公开(公告)号: | CN102229709A | 公开(公告)日: | 2011-11-02 |
发明(设计)人: | 李文光;虞晨阳;王亚;吴炳田 | 申请(专利权)人: | 四川大学 |
主分类号: | C08J9/12 | 分类号: | C08J9/12;C08J9/14;C08L75/04;B29C41/52;B29C47/92;B29C44/60;C08J9/228 |
代理公司: | 成都科海专利事务有限责任公司 51202 | 代理人: | 邓继轩 |
地址: | 610065 四*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 无毒 异味 可回收 环保 聚氨酯 发泡 及其 制备 方法 | ||
技术领域:
本发明涉及一种无毒、无异味、可回收的环保型聚氨酯发泡型材及其制备方法,属于高聚物物理气体发泡材料领域。
背景技术:
高分子发泡材料是一类气体分散于固体聚合物中形成的聚集体,具有质轻、隔热、缓冲、绝缘的优点,因此在很多领域中有着广泛的应用。聚氨酯发泡材料是其中最重要的一种发泡材料,它用量大、应用范围广、无可替代。
目前,生产聚氨酯发泡材料的方法主要是化学发泡法,即将各种原料如异氰酸酯、多元醇、催化剂、外发泡剂、交联剂等按一定比例混合均匀后注入模具中,在发生化学反应的同时进行发泡,发泡成型后从模具中取出即可得到一定形状和尺寸的发泡材料。这种方法的优点是可以大量、快速、方便地生产不同规格和形状的产品。然而,近年来这种方法越来越受到来自绿色环保和节能减排的压力,因为化学发泡法使用的各种异氰酸酯都对人体健康有害,生产过程中需要使用的外发泡剂如CFC-11(第一代已被禁用)、HCFC-141b(第二代正在使用)、HFC-245fa(第三代开始在发达国家使用)、HFC-365mfc(第四代正在研发工业化产品)等化学物质均对臭氧层有破坏作用,同时在生产过程中会排放大量的温室气体二氧化碳,在发泡过程中发生的交联反应使得废弃物不能回收利用,造成巨大的资源浪费和环境污染。所有的这些问题都严重影响了化学发泡法生产聚氨酯发泡材料的生存与发展。此外,为了满足环保法规的要求,聚氨酯产业被迫要投入巨额科研经费、人力及物力资源研发新的发泡剂,以期达到规定的减排目标并同时维持已有聚氨酯发泡材料的性能。即便这样,也还是没有从根本上消除化学有机物对环境的排放问题。因此,必须寻找新的解决聚氨酯产业环保问题的途径。
本发明就是顺应了当今世界发展的趋势,采用物理气体发泡这种新兴的、更为环保的技术,由聚氨酯的聚合物原料直接制备聚氨酯发泡材料。新技术从源头上彻底消除了产品中的有害物质,避免了对人体健康的伤害和对环境的污染,从而实现真正意义上的绿色环保和节能减排。
有关以聚氨酯的聚合物为原料生产聚氨酯发泡材料的文献极少,现已查到如下专利文献:DE4015714A1描述了在注塑机中生产的玻璃纤维增强的热塑性聚氨酯(TPU)泡沫板。采用化学发泡剂发泡生产,其发泡密度为800g/L或更大,属于TPU微减重的增强板。
WO9420568A1公开了基于热塑性聚氨酯的可模塑泡沫。但该专利申请已撤销。
CN101370861A也公开了基于热塑性聚氨酯的泡沫。这些泡沫是由熔程起点在130℃以下的比较柔软的聚氨酯原料,在112-125℃反应釜内,用正丁烷浸渍和膨胀生产得到具有堆积密度120-300g/L的发泡珠粒。众所周知,浸渍法生产过程中要使用分散介质和分散剂,泡沫珠粒要酸洗和风干,所以整个生产过程操作繁琐、能耗高、周期长、不环保。
ZL01804920.6公开了聚氨酯热塑弹性体组合物的泡沫体及其制备方法,采用超临界二氧化碳的挤出注塑成型发泡工艺设备,制备受控发泡的聚氨酯泡沫体。众所周知,这种挤出注塑成型的微孔发泡技术很难克服表层和芯层泡孔分布不均匀的缺陷,即表层为未发泡的皮层,而芯层发泡过度,不容易得到高发泡倍率、泡孔大小分布均匀的发泡材料。从实施例所给出的发泡体的泡孔密度才12×103/cm3而泡孔直径为50-90μm,远低于相同泡孔直径的微孔发泡材料的泡孔密度至少>106/cm3,可以推断这样的发泡材料泡孔在材料实体中呈离散式分布,不能最大限度的减重和优化材料的力学性能。
发明内容:
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种无毒、无异味、可回收的环保型聚氨酯发泡型材的制备方法,其特点是使用聚氨酯的聚合物为原料在物理气体发泡剂存在下由物理气体发泡法直接制备聚氨酯发泡材料,该方法彻底消除了通常的聚氨酯发泡材料中的有害物质和异味,实现了对臭氧层有破坏作用物质的零排放,使产品废弃物可回收利用,促进聚氨酯产业的节能减排和绿色环保。
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