[发明专利]可释放二氧化碳的聚氨酯发泡混合物的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种聚氨酯发泡混合物的制备方法及其应用，其制备方法包括：混合工序，向贮料罐中加入聚氨酯泡沫原料、聚乙烯亚胺和/或接枝改性聚乙烯亚胺，混合搅拌均匀，得到可吸收CO₂的混合物，其中，以重量计，所述聚氨酯泡沫原料的重量为100份，所述聚乙烯亚胺和/或所述接枝改性聚乙烯亚胺的重量为0.1~100份；反应工序，将上述可吸收CO₂的混合物通过加压泵输送至管道反应器中，液态或超临界CO₂通过计量泵加入管道反应器中，两股反应原料在混合器中充分混合并反应，经出料口喷入聚氨酯发泡混合物贮罐中，即得到含有聚乙烯亚胺的CO₂加合物发泡剂的聚氨酯发泡混合物。该发泡混合物配制的组合料可用于聚氨酯发泡。

技术领域

本发明涉及发泡剂的技术领域，具体涉及一种可释放二氧化碳（CO₂）的聚氨酯发泡混合物的制备方法及其用于聚氨酯发泡的应用。

背景技术

聚氨酯泡沫广泛用于沙发、床垫、汽车坐垫、冰箱、管道和建筑保温等领域，通常情况下，聚氨酯泡沫的原料一般分成两个部分：异氰酸酯为单独一个组份，一般称为黑料；除异氰酸酯以外的组份，包括聚醚多元醇、催化剂、发泡剂和匀泡剂等，一般称为白料，将黑白料混合即可发泡。一般而言，聚氨酯泡沫的生产往往需要大量的发泡剂，传统的发泡剂多为低沸点氯氟烃（CFC）和氢氯氟烃（HCFC）化合物，其结构中含有氯原子，会破坏臭氧层；目前使用的发泡剂包括不含氯不破坏臭氧层的氢氟碳（HFC）化合物和含氟烯烃（HFO）化合物，但前者具有很强的温室效应，是造成全球变暖的元凶之一，后者在大气中的分解产物含三氟醋酸（CF₃COOH）和氢氟酸（HF），有可能造成酸污染，破坏生态环境；常见的发泡剂还包括烷烃类发泡剂（例如环戊烷），这类发泡剂的性能与HFO类似，虽然对环境影响较小，但存在易燃易爆的风险。

现有技术中，采用大气中存在的二氧化碳（CO₂）作为发泡剂，因其不会消耗臭氧、不会燃烧、不会产生额外的温室效应而得到应用。利用CO₂作为发泡剂通常由聚乙烯亚胺直接和CO₂反应制备得到（以下简称为直接合成法），例如专利文献CN 103965470 A中公开的可释放CO₂的疏水链改性的聚乙烯亚胺发泡剂，其疏水链为烷氧基聚丙二醇链或者长链烷基，其通过将疏水改性的聚乙烯亚胺涂抹于高压反应釜壁上，然后充入0.1~1 MPa的CO₂，保持0.1~1 MPa的压力1~3天就可以得到可释放CO₂的疏水链改性的聚乙烯亚胺发泡剂。这种方法制备得到的发泡剂为块状固体，需要碾磨成粉，然后加入聚氨酯的发泡混合物白料中，放置一段时间，让发泡剂颗粒充分分散，进而用于发泡。

然而，采用上述直接合成法制备的发泡剂在聚氨酯白料组份（通常为液体）中多存在分散困难等问题，虽然引入阻燃剂等小分子可以促进该发泡剂的分散，但要达到完全的均匀分散，耗时很长，甚至需要3~4个月，在达到完全均匀分散的过程中，发泡剂的粒径不断减小，并趋近于平衡值。这种发泡剂粒径的不断变化，不利于得到品质均一的聚氨酯泡沫（如白料贮存期越长，所得泡沫泡孔越小）。并且，也并不是所有的工业应用都需要加入阻燃剂等小分子，这种情况下疏水改性聚乙烯亚胺的CO₂加合物发泡剂在白料中又很难分散，这就限制了这类发泡剂的应用。

发明内容

本发明有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种能使聚乙烯亚胺的CO₂加合物发泡剂分散良好且分散颗粒粒径稳定的聚氨酯发泡混合物的制备方法及其用于聚氨酯发泡的应用。