CN103059242B - 一种环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料及其制备方法，该耐高温硬质泡沫塑料包含改性混合物和异氰酸酯，所述改性混合物和异氰酸酯的质量比为1:1.10~1.15；按质量百分含量计，所述的改性混合物包含以下组分：聚醚多元醇：30%~35%、环氧树脂：22%~27%、匀泡剂：0.5%~5%、催化剂：2%~6%和发泡剂：32%~40%。本发明制备的环氧树脂改性聚异氰脲酸酯硬质泡沫塑料用于比较理想的均匀泡孔结构，高温下的热稳定性优异，制品的脆性和绝热性能良好，具有优良的吸隔声性能和阻燃性能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料及其制备方法。
技术背景：
聚异氰脲酸酯硬质泡沫塑料（HDPIR）用于从-200℃~+120℃范围内的各种管道和设备、以及建筑物的绝热需求。这种高科技有机高分子材料，防火性能优，导热系数小，防水性好，化学性质稳定，同时具有优异的线性膨胀系数和抗压强度，抗老化性极强，是用于深冷及普冷温度环境下绝热高分子材料的最佳选择。但是有的特殊管材、设备以及建筑物对绝热效果或热稳定性有更高的需要，这时现有的HDPIR材料就不能满足要求，如果能改善其耐温性能，HDPIR材料的应用范围将会进一步扩大。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种环氧树脂改性聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料。
本发明的另一目的在于提供一种环氧树脂改性聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料的制备方法。具体的说是利用环氧树脂与异氰酸酯反应生成噁唑烷酮链段，加入相应的催化剂、多元醇、匀泡剂和发泡剂，最终制造出具有耐高温性能的聚异氰脲酸酯硬质泡沫塑料。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，该耐高温硬质泡沫塑料包含改性混合物和异氰酸酯，所述改性混合物和异氰酸酯的质量比为1:1.10~1.15；按质量百分含量计，所述的改性混合物包含以下组分：
聚醚多元醇：30%~35%
环氧树脂：22%~27%
匀泡剂：0.5%~5%
催化剂：2%~6%
发泡剂：32%~40%。
所述的聚醚多元醇为聚醚635、聚醚4110、季戊四醇多元醇中的一种或几种的混合物。
所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、脂肪酸型环氧树脂中的一种或两种的混合物。
所述的匀泡剂为SiC型聚氨酯匀泡剂。
所述的催化剂为催化剂MC（多元复配物）、Dabco 33LU、DMP-30、N,N-二甲基环己胺中的一种或几种的混合物。
所述异氰酸酯的NCO含量为29%~32%，如MR-100等。
上述环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料的制备方法为：
（1）称取配方量的聚醚多元醇、环氧树脂、匀泡剂、催化剂和发泡剂置于容器中，混匀得到改性混合物溶液；
（2）按比例将异氰酸酯PAPI加入步骤（1）所得到的改性混合物溶液中，以1000~2000r/min搅拌速度搅拌混合5~15s后，立即将物料倒入模具中；
（3）将模具在50~60℃温度下维持2~3h脱模后，将产品取出，养生48~50h。
本发明的有益效果：
本发明制备的环氧树脂改性聚异氰脲酸酯硬质泡沫塑料用于比较理想的均匀泡孔结构，高温下的热稳定性优异，制品的脆性和绝热性能良好，具有优良的吸隔声性能和阻燃性能。
具体实施方式：
实施例使用原料：
聚醚多元醇：聚醚635、聚醚4110、季戊四醇多元醇，由金陵石化二厂提供，羟值为450±50mg KOH/g、酸值：≤1mg KOH/g、水份：≤0.2%。
环氧树脂： 双酚A型环氧树脂、脂肪酸型环氧树脂，由无锡树脂厂提供。
匀泡剂： SiC型聚氨酯匀泡剂，粘度为0.2~0.6Pa﹒s/25℃，相对密度为1.04~1.08；采购自山东莱阳圣邦化工有限公司。
催化剂：催化剂MC（美国进口）、Dabco 33LU、DMP-30、N,N-二甲基环己胺，均为市售产品。
发泡剂：德国进口的F-11，相对密度为1.511/10℃。
异氰酸酯：日产MR-100，NCO：29%~32%。
实施例1
一种环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，包含改性混合物和异氰酸酯，所述改性混合物和异氰酸酯的质量比为1：1.15；按质量百分含量计，所述的改性混合物包含以下组分：
聚醚多元醇：32.8%
环氧树脂：24.6%
匀泡剂：2.6%
催化剂：4.0%
发泡剂：36.0%。
所述的聚醚多元醇为聚醚4110，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述的催化剂为催化剂MC，所述的匀泡剂为SiC型聚氨酯匀泡剂，所述的发泡剂为F-11，所述的异氰酸酯为MR-100。
制备工艺为：
（1）称取配方量的聚醚多元醇、环氧树脂、匀泡剂、催化剂和发泡剂置于容器中，混匀得到改性混合物溶液；
（2）按比例将异氰酸酯PAPI加入步骤（1）所得到的改性混合物溶液中，以2000r/min搅拌速度搅拌混合8s后，立即将物料倒入模具中；
（3）将模具在60℃温度下维持2h脱模后，将产品取出，养生48h。
实施例2
一种环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，包含改性混合物和异氰酸酯，所述改性混合物和异氰酸酯的质量比为1：1.10；按质量百分含量计，所述的改性混合物包含以下组分：
聚醚多元醇：30%
环氧树脂：25%
匀泡剂：3%
催化剂：3%
发泡剂：39%。
所述的聚醚多元醇为聚醚635，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所述的催化剂为催化剂MC，所述的匀泡剂为SiC型聚氨酯匀泡剂，所述的发泡剂为F-11，所述的异氰酸酯为MR-100。
制备工艺为：
（1）称取配方量的聚醚多元醇、环氧树脂、匀泡剂、催化剂和发泡剂置于容器中，混匀得到改性混合物溶液；
（2）按比例将异氰酸酯PAPI加入步骤（1）所得到的改性混合物溶液中，以2000r/min搅拌速度搅拌混合8s后，立即将物料倒入模具中；
（3）将模具在60℃温度下维持2h脱模后，将产品取出，养生48h。
实施例3
一种环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，包含改性混合物和异氰酸酯，所述改性混合物和异氰酸酯的质量比为1：1.15；按质量百分含量计，所述的改性混合物包含以下组分：
聚醚多元醇： 35%
环氧树脂：26.4%
匀泡剂：3%
催化剂：3.6%
发泡剂：32%。
所述的聚醚多元醇为聚醚4110，所述的环氧树脂为脂肪酸型环氧树脂，所述的催化剂为DMP-30，所述的匀泡剂为SiC型聚氨酯匀泡剂，所述的发泡剂为F-11，所述的异氰酸酯为MR-100。
制备工艺为：
（1）称取配方量的聚醚多元醇、环氧树脂、匀泡剂、催化剂和发泡剂置于容器中，混匀得到改性混合物溶液；
（2）按比例将异氰酸酯PAPI加入步骤（1）所得到的改性混合物溶液中，以2000r/min搅拌速度搅拌混合8s后，立即将物料倒入模具中；
（3）将模具在55℃温度下维持3h脱模后，将产品取出，养生50h。
实施例4
一种环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，包含改性混合物和异氰酸酯，所述改性混合物和异氰酸酯的质量比为1：1.15；按质量百分含量计，所述的改性混合物包含以下组分：
聚醚多元醇：33.8%
环氧树脂：23.6%
匀泡剂：2.6%
催化剂：4.0%
发泡剂：36.0%。
所述的聚醚多元醇为聚醚4110 20%和聚醚635 13.8%的混合物，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂13.6%和脂肪酸型环氧树脂10%的混合物，所述的催化剂为催化剂MC，所述的匀泡剂为SiC型聚氨酯匀泡剂，所述的发泡剂为F-11，所述的异氰酸酯为MR-100。
制备工艺为：
（1）称取配方量的聚醚多元醇、环氧树脂、匀泡剂、催化剂和发泡剂置于容器中，混匀得到改性混合物溶液；
（2）按比例将异氰酸酯PAPI加入步骤（1）所得到的改性混合物溶液中，以2000r/min搅拌速度搅拌混合8s后，立即将物料倒入模具中；
（3）将模具在60℃温度下维持2h脱模后，将产品取出，养生48h。
实施例1~4制备的环氧树脂改性聚异氰脲酸酯硬质泡沫塑料的性能检测结果
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 市售未改性 |
| 发白时间 | 15s | 14s | 15s | 14s | 17s |
| 上升时间 | 85s | 86s | 85s | 86s | 93s |
| 凝固时间 | 110s | 125s | 110s | 115s | 135s |
| 泡沫密度 | 56kg/m3 | 56kg/m3 | 56kg/m3 | 55 kg/m3 | 45 kg/m3 |
| 脆性（重量损失） | 29% | 28% | 25% | 27% | 46% |
| 190℃热稳定性V%（1h） | 4.7 | 5.0 | 2.7 | 3.1 | 6.1 |
| 190℃热稳定性V%（24h） | 5.5 | 6.4 | 3.5 | 4.3 | 7.2 |
Claims (1)
1.一种环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，其特征在于该耐高温硬质泡沫塑料包含改性混合物和异氰酸酯，所述改性混合物和异氰酸酯的质量比为1:1.10~1.15；按质量百分含量计，所述的改性混合物包含以下组分：
聚醚多元醇：30%~35%
环氧树脂：22%~27%
匀泡剂：0.5%~5%
催化剂：2%~6%
发泡剂：32%~40%；
采用以下步骤制备：
（1）称取配方量的聚醚多元醇、环氧树脂、匀泡剂、催化剂和发泡剂置于容器中，混匀得到改性混合物溶液；
（2）按比例将异氰酸酯PAPI加入步骤（1）所得到的改性混合物溶液中，以1000~2000r/min搅拌速度搅拌混合5~15s后，立即将物料倒入模具中；
（3）将模具在50~60℃温度下维持2~3h脱模后，将产品取出，养生48~50h。
2. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，其特征在于所述的聚醚多元醇为聚醚635、聚醚4110、季戊四醇多元醇中的一种或几种的混合物。
3. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，其特征在于所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
4. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，其特征在于所述的匀泡剂为SiC型聚氨酯匀泡剂。
5. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，其特征在于所述的催化剂为催化剂MC、Dabco 33LU、DMP-30、N,N-二甲基环己胺中的一种或几种的混合物。
6. 根据权利要求1所述的环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料，其特征在于所述异氰酸酯的NCO含量为29%~32%。
7. 权利要求1~6中任意一项所述的环氧树脂改性的聚异氰脲酸酯耐高温硬质泡沫塑料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）称取配方量的聚醚多元醇、环氧树脂、匀泡剂、催化剂和发泡剂置于容器中，混匀得到改性混合物溶液；
（2）按比例将异氰酸酯PAPI加入步骤（1）所得到的改性混合物溶液中，以1000~2000r/min搅拌速度搅拌混合5~15s后，立即将物料倒入模具中；
（3）将模具在50~60℃温度下维持2~3h脱模后，将产品取出，养生48~50h。
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