专利快讯｜万华化学：聚氨酯泡沫塑料用聚醚多元醇及其制备方法和应用

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聚氨酯泡沫塑料用聚醚多元醇及其制备方法和应用

公开(公告)日,授权日：2023-03-03

申请人：万华化学集团股份有限公司

 

专利摘要

本发明提供一种聚氨酯泡沫塑料用聚醚多元醇及其制备方法和应用，基于本发明得到的聚醚多元醇制备得到的聚氨酯泡沫塑料，不仅压缩强度高、尺寸稳定性好，阴雨天吸潮鼓包问题少，而且耐溶剂和阻燃性能优异，能很好的满足聚氨酯喷涂的应用要求。本发明提供的聚氨酯泡沫塑料用聚醚多元醇的制备方法，包括如下步骤：S1、采用多聚磷酸对聚醚多元醇进行磷酸酯化修饰，生成聚醚多元醇磷酸酯，且使所述聚醚多元醇磷酸酯中含有部分羟基；S2、采用环氧树脂对步骤S1所得聚醚多元醇磷酸酯进行环氧化修饰，生成所述聚氨酯泡沫塑料用聚醚多元醇，且所述环氧树脂的分子结构中含有苯环。

 

背景技术

聚氨酯是一类含有氨基甲酸酯重复结构单元的高分子材料，可制成形态多样的制品，如泡沫塑料、弹性体、胶粘剂、合成革涂层树脂等，在衣食住行、工农业生产、建筑、交通、医疗等领域有广泛的应用。聚氨酯材料具有多种性能优势，如在冷库内墙表面喷涂一层聚氨酯硬质泡沫，具有保温隔热、防水、节能的优点。但普通的聚氨酯泡沫塑料存在力学性能差、尺寸稳定性不佳、易吸潮、耐溶剂性能差、阻燃性不好等缺陷，外力作用时极易受压变形，即使无外力作用自身也容易发生尺寸收缩；当遇到阴雨天气时，还会发生吸潮鼓包现象，大大限制了其应用范围。CN1515602A公开了一种沥青聚氨酯硬泡体，采用醇钾复合催化剂来改善硬泡体的尺寸稳定性，但由于催化剂在体系中用量甚微，聚醚、异氰酸酯这两种主体原料并未改变，导致尺寸稳定性的提升效果十分有限。

环氧树脂固化后具有机械强度高、尺寸稳定性佳、疏水性强、耐热性好、安全环保等优点，可以利用环氧树脂来改善聚氨酯泡沫塑料的应用性能。 CN102924692A采用环氧树脂共混改性聚氨酯，制备了一种环氧树脂-聚氨酯互穿网络材料，但由于环氧树脂和聚氨酯的溶解性不同，体系内的两相发生一定程度的分离，性能改善效果大打折扣。CN111269647A采用环氧树脂对聚氨酯涂层进行化学改性，以增强其耐磨、透湿和抗氧化性能，但其化学改性原理非常模糊，而且也未探讨改性后涂层的机械强度等性能的变化情况。

针对上述问题，行业内亟需开发一种力学性能好、尺寸稳定性好、不易吸潮的新型聚氨酯泡沫塑料，以拓展其在冷库喷涂、管道保温、板材填充、家电隔热等领域的应用。

 

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种聚氨酯泡沫塑料用聚醚多元醇及其制备方法和应用，通过将聚醚多元醇经磷酸酯化修饰后与环氧树脂反应得到聚氨酯泡沫塑料用聚醚多元醇，基于该聚氨酯泡沫塑料用聚醚多元醇制备得到的聚氨酯泡沫塑料，不仅压缩强度高、尺寸稳定性好，阴雨天吸潮鼓包问题少，而且耐溶剂和阻燃性能优异，能很好的满足聚氨酯喷涂的应用要求。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

(1)采用化学改性的方法将环氧树脂引入聚醚多元醇分子中，本发明首次将该方案应用于聚氨酯泡沫塑料领域，原材料环氧树脂、聚醚多元醇的来源广泛，且制备工艺条件简单，生产效率高，易于实现工业化。现有技术中通过直接在上游用起始剂合成聚醚多元醇时引入带苯环的环氧化合物，这种工艺需要涉及催化剂、阻聚剂、封端剂的使用，且须严格控温以及严格控制催化剂用量，来制备特定分子量的环氧改性聚醚多元醇，工艺要求苛刻；本发明和这一现有工艺技术相比，工艺条件相对宽松，不涉及上述试剂的使用，工艺易于实施和控制。

(2)本发明在制备改性聚醚多元醇时，采用含有苯环结构的环氧树脂分子进行改性，以本发明制备的聚醚多元醇为原料进行聚氨酯喷涂，所制得的聚氨酯泡沫塑料压缩强度高、尺寸稳定性好，可有效抵抗长期使用过程中的尺寸收缩以及外力作用时的受压变形；泡沫塑料的耐溶剂性能也得到进一步提升。

(3)同时，通过在聚醚多元醇分子链段中引入环氧树脂，使其疏水性能大大提升，在聚氨酯喷涂施工过程中，可明显改善泡沫塑料吸潮鼓包的问题。

(4)此外，本发明所制备的聚醚多元醇分子中富含磷元素，作为聚氨酯泡沫塑料的主体原料，使塑料整体的阻燃性能显著提升。

(5)从反应动力学上讲，聚醚多元醇的部分羟基或全部羟基参与磷酸酯化反应，是不可控的过程。本发明通过控制多聚磷酸的投料量，合成出既含有环氧基团、磷酸酯键，又保留了部分羟基的新型聚醚多元醇分子，进而制备出具有以上性能优势的新型聚氨酯泡沫塑料，符合行业发展趋势，市场前景广阔。

（数据来源：智慧芽）