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特種聚醚多元醇如何分類
1.阻燃聚醚多元醇
采用含磷、鹵素、銻、氮等阻燃元素的起始劑與氧化烯思開環(huán)聚合,可得到一類特殊的聚醚多元醇,由這些聚醚制成的聚氨酯泡沫具有一定的阻燃性能。提出將這類聚醚稱為"阻燃聚醚”。在聚醚多元醇中引入具有阻燃作用的元素而制得的阻燃聚醚也可歸入為反應(yīng)型阻燃劑,但總的說來屬于聚醚多元醇。
與添加型阻燃劑相比,由于阻燃聚醚多元醇參與反應(yīng),穩(wěn)定地結(jié)合到聚氨酯基體中,不會(huì)在長(zhǎng)期使用過程中析出而降低阻燃性能。含磷聚醚多元醇是一類常用于硬泡的阻燃聚醚多元醇,它一般以磷酸酯為原料,聚醚中含有磷氧鍵。但這種含磷聚微的耐水解穩(wěn)定性差,在配制成的泡沫組合料中它世界產(chǎn)生的酸性物質(zhì)可中和部分叔胺催化劑,降低催化活性。為克服上述缺點(diǎn),已研制出磷碳結(jié)構(gòu)的含磷聚醚。含磷聚醚多元醇產(chǎn)品中的磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在8%~12%之間。鹵代聚醚多元醇主要是以444-三氯-1,2-環(huán)氧丁烷或4,44-三漠-1,2-環(huán)氧丁烷為主要原料,路易斯酸作催化劑,反應(yīng)制得。
4,4,4-三氯-1,2-環(huán)氧丁烷結(jié)構(gòu)如下:CCI3CH2CH-CH2O
鹵化聚醚多元醇可根據(jù)起始劑的不同,可分別合成不同化學(xué)結(jié)構(gòu)與官能度的聚醚,用來制備阻燃聚氨酯軟泡、半硬泡以及硬泡。以鹵代鈕或三氧化二鈕為原料,與各種鹵代聚醚或通用聚醚反應(yīng)制得含鑰含氯聚醚多元醇。如:三氧化二銳、山梨醇聚醚和氯代丙烯三聚體按一定配比N2氣下反應(yīng),慢慢加熱到180°C,保持2h,可制得含謊含氯聚醚多元醇。其該聚醚的羥值為380mgKOH/g,含氯量為15%,含鑰2.47%。這種含鑰含氯聚醚與PAPI反應(yīng)可制得不燃級(jí)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。
由于多種阻燃元素之間操作協(xié)同效應(yīng),為了提高制品的阻燃性能,一些阻燃聚醚采用2種或2種以上的阻燃元素。例如Solvay公司的一種阻燃聚醚xolB251,其含有的漠的質(zhì)星分?jǐn)?shù)為32.5%、氯的質(zhì)星分?jǐn)?shù)為6.5%,由它制得的聚氨酯硬泡的氧指數(shù)可達(dá)29%。多數(shù)阻燃聚醚及其它反應(yīng)型阻燃劑為高羥值低相對(duì)分子質(zhì)量多元醇。EniChem公司開發(fā)用于家具、汽車及建筑領(lǐng)域的特種阻燃多元醇,這種多元醇不使用含鹵素及含磷添加劑。
2.無氟聚醚
所謂"無氟聚醚",是一個(gè)不太規(guī)范的名稱。這是在CFC取代初期,國(guó)內(nèi)聚氨酯泡沫塑料行業(yè)對(duì)用于戊烷發(fā)泡體系和全水發(fā)泡體系等無CFC-11發(fā)泡體系的硬泡聚醚多元醇的稱法,以區(qū)別于原來用于CFC-11發(fā)泡體系的聚醚多元醇。
目前,發(fā)達(dá)國(guó)家在泡沫塑料制造中已基本上廢除了使用CFC,國(guó)內(nèi)許多聚氨酯泡沫塑料產(chǎn)品也停止使用CFC-11發(fā)泡劑,為CFC替代技術(shù)已開發(fā)了不少硬泡聚醚新品種,所以許多能用于CFC替代發(fā)泡體系的聚魄多元醇也不稱為"無氟聚醚”了。
對(duì)于環(huán)戊烷及異戊烷發(fā)泡體系,為了解決戊烷發(fā)泡劑在聚醚中的溶解問題,往往除采用專用的有機(jī)硅泡沫穩(wěn)定劑等表面活性劑外,對(duì)聚醚的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行改進(jìn),以提高低極性烷炷發(fā)泡劑在聚醚中的溶解度。并且,由于戊烷類發(fā)泡劑在聚醚中的溶解度畢竟有限,發(fā)泡劑用星較CFC、HCFC體系少,一般還采用少量水作化學(xué)發(fā)泡劑,若采用常規(guī)硬泡聚醚,由于聚醚度大,使組合聚醚的粘度較大,因此用于這類發(fā)泡體系的聚醚還必須具有較低的粘度。
在一般的發(fā)泡體系,發(fā)泡劑的加入,可明顯降低聚醚多元醇的粘度,有利于改善泡沫物料的流動(dòng)性。在全水發(fā)泡硬泡體系,由于完全不用物理發(fā)泡荊,組合聚醚不存在用發(fā)泡劑作溶劑的降粘作用,聚醚的粘度必須相當(dāng)?shù)?,以符合發(fā)泡設(shè)備及工藝對(duì)組合聚醚粘度的要求。所以,在這些無CFC發(fā)泡體系,往往需采用部分不同于CFC體系的特殊聚醚多元醇。
GNE410主要采用脂肪胺和芳香胺等作為起始劑,其芳香胺中的苯環(huán)可提高泡沫的強(qiáng)度,從而提高了制品的尺寸穩(wěn)定性。同時(shí)芳香胺與異氤酸酯的互溶性較好,能改善泡孔的均勻性,降{氐泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)。月旨肪胺的加入又促進(jìn)聚微組合料與環(huán)戊烷的相溶性,因此,GNE410聚醚廣泛適用于HCFC-141b和環(huán)戊烷作發(fā)泡劑的硬泡組合聚醚中。GNE410聚醚的技術(shù)指標(biāo)是:羥值為(410士20)mgKOH/g,酸值苴0.5mgKOH/g,水分冬0.15%,粘度為(3000士1000)mPa-s。用該聚醚生產(chǎn)的組合料,流動(dòng)性好,脫模時(shí)間短,泡沫不酥脆,制得的某一種硬泡制品壓縮強(qiáng)度為183kPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0.0188W/(m-K),且泡孑姑勻。
3.芳香族、雜環(huán)聚醚
一般通用聚醚采用飽合烷炷多元醇為起始劑,是脂肪族多元醇。芳香族或雜環(huán)聚醚多元醇則是采用芳香族或雜環(huán)多元醇作起始劑而合成的聚醚多元醇。以芳香族聚醚、雜環(huán)聚醚為基礎(chǔ)的聚氨酯硬泡具有較高的耐熱性、而寸燃性、尺寸穩(wěn)定性和壓縮強(qiáng)度。耐高溫聚醚大多含苯環(huán)或雜環(huán)。
用于這類聚醚的起始劑有雙酚A、苯酚-甲醛齊聚縮合物、甲苯二胺、苯胺-甲醛齊聚物、三(羥乙基)異氤服酸酯等化合物,或其與普通起始劑的混合物。若分子中含叔胺結(jié)構(gòu),聚醚還具有一定的自催化性,制得的聚氨酯硬泡泡孔細(xì)密,導(dǎo)熱系數(shù)較小。而以三(羥乙基)異氤服酸酯為起始劑合成的聚醚多元醇不僅具有較高的耐熱性,而且由于異氤服酸酯六元含氮雜環(huán)的存在,具有一定的阻燃性能。
苯酚類多元醇(BEP)是用雙酚A作為起始劑,與氧化丙烯聚合而制得。該聚醚與異氤酸酯反應(yīng)制得的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料,耐熱性高,尺寸穩(wěn)定性和阻燃性也高。
國(guó)內(nèi)有報(bào)道稱,以鋸末、刨花、木屑粉碎而成的木粉和多元醇在常壓及90?125°C合成木粉聚醚,合成聚氨酯泡沫塑料,可降低成本,并且泡沫具有一定的生物降解性能。在應(yīng)用于聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)的實(shí)際配方中,往往采用幾種不同官能度、不同相對(duì)分子質(zhì)量的聚醚多元醇摻混使用,通過摻混種類及比例的調(diào)整,可制備具有不同物性的聚氨酯泡沫制品。





