[发明专利]一种具有增强功能的聚氨酯发泡剂及制备方法

说明书

本发明涉及聚氨酯发泡剂技术领域，特别是涉及一种具有增强功能的聚氨酯发泡剂及制备方法，所述具有增强功能的聚氨酯发泡剂，是通过乙基纤维素囊和包覆在乙基纤维素内部的水和无机晶须组成胶囊发泡剂，在用于聚氨酯发泡时，乙基纤维素被有机溶剂缓慢溶化后，其中的包含的内芯水发生反应，产生发泡，进一步将无机晶须通过发泡的膨胀扩散均匀分散于聚氨酯泡沫中。其分散到聚氨酯泡沫中，起到了增强作用，并且还能起到控制发泡速率的效果。使得聚氨酯水发泡可控且均匀稳定。

技术领域

本发明涉及聚氨酯发泡剂技术领域，特别是涉及一种具有增强功能的聚氨酯发泡剂及制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)泡沫塑料系目前最常用的塑料品种之一,据估计全球年需求量在500万t左右,其中绝大部分是聚氨酯软泡和硬泡。而PU泡沫材料在空气中极易燃烧,而且燃烧时产生大量有毒气体及烟尘。因此,国外对PU泡沫材料的阻燃给予了极大的关注,并颁布了许多有关阻燃的法规和阻燃标准。在我国,虽然还没有建立关于PU泡沫阻燃的规定,但实际上,对用于飞机、轮船、铁路车辆、汽车、其他重要行业部件、设备及某些场所的聚氨酯泡沫,近年来都提出了阻燃要求,且很多已采用了阻燃级PU泡沫。

中国聚氨酯工业始于20世纪50年代末，经过50多年的发展，已成为全球最大聚氨酯市场。2000年我国聚氨酯消费量还不到全球总量的10%，2005年上升到22%，2012年更是达到40%以上。我国聚氨酯产业发展快速，2007-2012年均增长率达11%，远高于同期GDP增长率。2012年我国聚氨酯市场已成为全球聚氨酯市场增长的主力军，全年销量达到780万t，同比增长13%，同期全球增长率仅4.5%。目前，全球聚氨酯市场最重要的驱动引擎还是中国。

聚氨酯的增强通常是采用玻璃纤维等来制备聚氨酯/玻璃纤维复合材料，以此来提高聚氨酯的力学强度。

在保温绝热领域，硬质聚氨酯泡沫塑料以其优异的绝热性能占有重要地位，但在成型过程中所采用的发泡剂或多或少对大气层具有破坏作用。目前国际环保组织积极支持采用臭氧消耗值(ODP)为零，全球变暖潜值(GWP)较低的物质作为聚氨酯发泡剂。

环戊烷(Cyclopentane)系氯氟烃(CFC-11)替代技术中极其重要的一个化合物，烷烃化合物因ODP值为零、GWP值很小、无毒、对环境影响极小而受到重视。有实用价值的烷烃发泡剂主要是液态环戊烷、正戊烷、异戊烷，可通称为“戊烷类发泡剂”。

微胶囊发泡剂具有良好的物理化学性能。微胶囊发泡剂制备的发泡材料其强度、力学等性能比单纯的气体发泡有很大的优势，发泡材料泡孔均匀、细腻，力学性能良好，微胶囊发泡剂不仅增加了材料的比体积，而且还有质轻、绝缘性、消除噪音等优点以及改善材料折光性和透明度等光学性能的特性。被广泛应用于建筑、汽车、飞机材料和特种材料等行业。在本发明作出之前，现有技术中关于微胶囊发泡剂的制备方法 有过一些报道，如美国专利U.S.P3615972中曾介绍必须使用酸性 介质与等克分子比例的己二酸和二乙醇胺组成的共聚物水溶液悬浮 体系，这在生产控制上存在相当的困难，常使不同批次的产品质量不一致。美国专利U.S.P4016110介绍采用悬浮于水中的胶体二氧 化硅悬浮剂，并加入柠檬酸来代替等克分子量的已二酸和二乙醇胺 的共聚物，可使产品质量稳定，使不同批次的发泡剂产品质量基本 一致。上述两种方法都采用酸性反应条件，酸性物质的加入会降低 悬浮剂二氧化硅的稳定性并影响微胶囊发泡剂的均匀性和可分散性。 而且，在酸性条件下进行聚合反应，往往引起某些单体如偏氯乙烯 的分解，使形成的微胶囊发泡剂产品呈较强酸性(PH＜4)，这种强酸 性微胶囊发泡剂配制的发泡树脂组合物贮存稳定性低，并影响使用性能。

在实际工程应用中，PUR泡沫的弯曲强度和冲击强度等技术指标不能满足使用要求，限制了它的广泛应用，因此需对其进行增强改性，弥补材料的不足，进一步提高其力学性能。

发明内容