本发明属于聚氨酯发泡组合料,具体涉及耐老化高性能聚氨酯发泡组合料及其制备方法与应用。
背景技术:
1、管道输送因运量大、费用低、安全可靠、连续性强、耗能少、效益高等特点被广泛应用,但缺点是随运输时间增加,管道内壁会附着大量的污垢,增加运输的阻力,导致运输过程出现问题,因此,进行管道内壁清洗工作十分有必要。
2、目前,cn107501521a公开了一种应用于管道内壁清洁器的聚氨酯发泡组合物及其制备方法,采用多种聚醚多元醇为原料,制备的产品弹性好,耐水解性能优异,但产品的力学性能较差;cn116655873a公开了制作管道清洗头的组合料及其制备方法,通过将聚酯多元醇和聚醚多元醇混合,制备了聚氨酯组合料应用于管道清洗头中,所得产品具有良好的力学性能,特别是耐磨性能。总之,聚氨酯发泡组合料在管道清洗器中已有良好的应用效果,但上述两个专利制得的管道清洗器的密度均在200kg/m3以上,此密度适用于制作中等及以下尺寸的管道清洗器,制作大尺寸的管道清洗器时重量较大,不利于实际的使用。
3、为降低产品密度,制备适用于大管径的管道清洗器,常用方法是增加水量或者加入部分141b发泡剂,但全水发泡影响产品的性能,141b发泡剂污染性强,且这两种方法做出的产品容易收缩,性质不稳定,使用效果较差。因此,需要研发耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,以满足大管径(φ>1000mm)管道清洗的要求。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷,提供耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,满足大管径管道清洗的需求,将其应用于低密度管道清洗器,具有密度低、耐老化、力学性能优异、耐污性能好等优点。本发明还提供其制备方法。
2、本发明所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,由甲组分和乙组分按质量比100:(60-65)组成,其中甲组分包括以下质量份数的原料:60-70份聚酯多元醇1、30-40份聚合物多元醇、0.8-1.0份泡沫稳定剂、5.0-8.0份甲基氟硅油、5.0-7.0份硬化剂、0.8-1.0份催化剂、2.0-2.5份发泡剂1、10-15份发泡剂2;
3、乙组分包括以下质量份数的原料和阻聚剂:20-30份聚酯多元醇2、5-10份羟基氟硅油、50-55份甲苯二异氰酸酯、10-12份液化mdi。
4、所述的聚酯多元醇1为软泡聚酯多元醇,官能度为2.5-3,羟值为55-65mgkoh/g,优选山东一诺威聚氨酯股份有限公司生产的pe-y173。
5、所述的聚合物多元醇的固含量为20-35wt.%,由苯乙烯接枝到小分子二元醇与己二酸缩聚的基础聚酯上,官能度为2,数均分子量为2000,优选山东一诺威聚氨酯股份有限公司生产的p-245t。
6、所述的聚酯多元醇2由乙二醇、二乙二醇或三羟甲基丙烷中的一种或多种与己二酸和对苯二甲酸进行酯化反应制得,羟值为65-75mgkoh/g,酸值≤0.5mgkoh/g,数均分子量为1500-1800,官能度为2,优选山东一诺威聚氨酯股份公司生产的pe-2316。
7、所述的泡沫稳定剂为vorasurf™ hr 8835。
8、所述的甲基氟硅油由氟硅氧烷单体聚合而成的,其分子链末端为甲基封端的有机硅改性材料,优选深圳市冠恒新材料科技有限公司的afs-l-1011。
9、所述的羟基氟硅油由氟硅氧烷单体聚合而成的,其分子链末端为带有羟基的有机硅改性材料,优选深圳市冠恒新材料科技有限公司的afs-l-1001。
10、所述的硬化剂为小分子醇,小分子醇为乙二醇、1,4丁二醇中的一种或两种。
11、所述的催化剂为a33和focat-8003m两者的混合物,a33与focat-8003m质量比为1:(0.25-0.5),a33为常规市售产品,focat-8003m为广州优润合成材料有限公司市售产品。
12、所述的发泡剂1为化学发泡剂:h2o。
13、所述的发泡剂2为物理发泡剂:微球发泡剂,优选浙江舜泰橡塑科技有限公司生产的sa5000-d,分解温度为148±4℃。
14、所述的甲苯二异氰酸酯为t80和t65两者的混合物,t80与t65的质量比为(1:2)-(1:1)。
15、所述的液体mdi为mm103c。
16、所述的阻聚剂为磷酸,用量为40ppm。
17、所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料的制备方法,包括以下步骤:
18、(1)甲组分的制备:将聚酯多元醇1、聚合物多元醇、泡沫稳定剂、甲基氟硅油、硬化剂、催化剂、发泡剂1、发泡剂2在常温条件下混合,搅拌均匀,即得甲组分;
19、(2)乙组分的制备:开启搅拌,控制频率为43-47hz,向聚酯多元醇2中加入羟基氟硅油、阻聚剂,混合,投入甲苯二异氰酸酯,升温至75-80℃反应,投入液化mdi,搅拌,即得乙组分;
20、(3)将甲组分和乙组分按质量比混合,注入模具中,熟化后即得耐老化高性能聚氨酯发泡组合料。
21、所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料的应用:将其用于低密度管道清洗器。
22、与现有技术相比,本发明具有的有益效果是:
23、(1)本发明的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,在甲组分引入甲基氟硅油,乙组分引入羟基氟硅油,提高了产品的耐污性;同时利用氟原子的强疏水性,减缓了水解造成的产品粉化、龟裂等问题,延长了产品的使用寿命。
24、(2)本发明的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,发泡剂为水和微球发泡剂,在满足发泡倍率前提下,微球发泡剂的引入减少了水的用量,避免产生过多的脲基影响产品性能,尺寸保持率可达93%。微球发泡剂的分解温度为148±4℃,而发泡本身产生的温度可以达到150℃以上,足以激发微球发泡剂的活化。
25、(3)本发明的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,以a33和focat-8003m的混合物为催化剂,提高了产品的表面厚度,产品的力学性能、疏水性和耐污性也均有增强。
26、(4)本发明的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,制得的管道清洗器密度可达到103-110kg/m3,满足大管径管道清洗的需求,且制备方法简单。
1.一种耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,其特征在于,由甲组分和乙组分按质量比100:(60-65)组成,其中甲组分包括以下质量份数的原料:60-70份聚酯多元醇1、30-40份聚合物多元醇、0.8-1.0份泡沫稳定剂、5.0-8.0份甲基氟硅油、5.0-7.0份硬化剂、0.8-1.0份催化剂、2.0-2.5份发泡剂1、10-15份发泡剂2;
2. 根据权利要求1所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,其特征在于,所述的泡沫稳定剂为vorasurf™ hr 8835。
3.根据权利要求1所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,其特征在于,所述的甲基氟硅油是由氟硅氧烷单体聚合而成的,其分子链末端为甲基封端的有机硅改性材料。
4.根据权利要求1所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,其特征在于,所述的羟基氟硅油是由氟硅氧烷单体聚合而成的,其分子链末端为带有羟基的有机硅改性材料。
5.根据权利要求1所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,其特征在于,所述的a33和focat-8003m两者的混合物质量比为1:(0.25-0.5)。
6.根据权利要求1所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,其特征在于,所述的化学发泡剂为水;物理发泡剂为微球发泡剂,分解温度为148±4℃。
7.根据权利要求1所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,其特征在于,所述的甲苯二异氰酸酯为t80和t65两者的混合物,t80与t65的质量比为(1:2)-(1:1)。
8.根据权利要求1所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料,其特征在于,所述的液化mdi为mm103c;所述的阻聚剂为磷酸。
9.一种权利要求1-8任一项所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
10.一种权利要求1-8任一项所述的耐老化高性能聚氨酯发泡组合料的应用,其特征在于:将其用于低密度管道清洗器。