组合聚醚、聚氨酯原料组合物、聚氨酯泡沫及其制备方法技术领域
本发明涉及聚氨酯领域，尤其涉及组合聚醚、聚氨酯原料组合物、聚氨酯泡沫及其
制备方法。
背景技术
包装用聚氨酯泡沫是一类超低密度的半硬质泡沫，特别适用于一些精密仪器、易
碎品、工艺品等高档、贵重物品的包装运输。与一般的包装料相比，包装用聚氨酯泡沫具有
无法比拟的优点，如：质轻、卫生、安全可靠。其性能远优于棉花、纸条等包装材料，这些材料
的制造方法及其原材料的来源均在一定程度上污染环境或破坏自然环境，在运输过程中也
经常出现被包装物破损现象。聚氨酯泡沫的吸音抗震效用十分优异，对外界的冲击力有很
好的缓冲和吸收作用，可以很好的保护被包装物不受损害。此外，聚氨酯包装料成型工艺简
单，能够根据被包装的物品形状进行调整，不需要任何发泡模具。而聚苯乙烯泡沫必须要首
先制备成本较高的模具，且制备的泡沫形状不能随被包装物的形状进行变化，相比之下，聚
氨酯包装料更具低成本、操作灵活性好等优点。
聚氨酯全水低密度包装料通常采用软泡聚醚多元醇和硬泡聚醚多元醇混合，搭配
催化剂、水进行发泡制备，其配方中必须使用开孔剂(添加量一般在5‰-1‰)，进而导致组
合料浑浊、有悬浮物，影响组合料存储寿命，又或是组合料中各组份长期存放易分层，严重
影响组合料的使用寿命。
现如今，随着人们生活水平的提高，防火安全意识更加深入人心，常用的包装料没
有阻燃性能，在大气条件下遇火即会剧烈燃烧，对被包装物品有着致命的伤害，同时也有可
能危及到人的生命安全，一定程度上会限制其包装业的发展。
发明内容
本发明所解决的技术问题是克服了现有技术中包装用组合聚醚多元醇浑浊不透
明、储存稳定性差等缺陷，提供了一种组合聚醚、聚氨酯原料组合物、聚氨酯泡沫及其制备
方法。本发明的组合聚醚稳定性极佳、且制得的聚氨酯泡沫具备防火性能。本发明的组合聚
醚的粘度为300-600mPa·s(25℃)，外观透明、无悬浮物，储存稳定性大于4个月，解决了传
统全水低密度包装料用组合料浑浊不透明、储存稳定性及阻燃性能差的问题。本发明的全
水聚氨酯泡沫采用去离子水作为发泡剂，在反应过程中释放CO2，其臭氧消潜值(ODP)为零，
无臭氧层破坏效应，无毒副作用，符合国家环保相关政策。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种组合聚醚，其包括下述重量份数的组分：聚醚多元醇90～100
份，聚醚多元醇Poly-z 8～10份，聚酯多元醇6～10份，催化剂3～5份，泡沫稳定剂2～3份，
增溶剂8～15份，发泡剂32～38份，阻燃剂0-20份；
所述聚醚多元醇为聚醚多元醇NJ-6209、聚醚多元醇TED28、聚醚多元醇MN-700、聚
醚多元醇DL-1000D、聚醚多元醇DD-380和聚醚多元醇DV125中的一种或多种；所述的聚酯多
元醇为聚酯多元醇AK7004；
所述的聚醚多元醇Poly-z通过下述方法制得：将三聚氰胺和甲醛反应得到多羟甲
基三聚氰胺，然后加入小分子多元醇作为起始剂，保温反应，滴加环氧丙烷进行开环反应，
然后滴加环氧乙烷进行反应，即得聚醚多元醇Poly-z。
本发明较佳地实施例中，所述的组合聚醚由下述重量份数的组分组成：聚醚多元
醇90～100份，聚醚多元醇Poly-z 8～10份，聚酯多元醇6～10份，催化剂3～5份，泡沫稳定
剂2～3份，增溶剂8～15份，发泡剂32～38份，阻燃剂0-20份；
所述聚醚多元醇为聚醚多元醇NJ-6209、聚醚多元醇TED28、聚醚多元醇MN-700、聚
醚多元醇DL-1000D、聚醚多元醇DD-380和聚醚多元醇DV125中的一种或多种；所述的聚酯多
元醇为聚酯多元醇AK7004。
其中，所述的聚醚多元醇NJ-6209的性能参数为：水分≤0.1％，酸值0.15mgKOH/g，
羟值440-480mgKOH/g，粘度2300±300mPa·s/25℃。较佳地购于句容宁武化工有限公司。
所述的聚醚多元醇TED28的性能参数为：水分≤0.05％，酸值≤0.05mgKOH/g，羟值
26.5-29.5mgKOH/g，粘度700-1000mPa·s/25℃。较佳地购于天津石油化工公司。
所述的聚醚多元醇MN-700的性能参数为：水分0.1％，酸值0.08mgKOH/g，羟值225-
255mgKOH/g，粘度250-450mPa·s/25℃。较佳地购于山东蓝星东大化工有限责任公司。
所述的聚醚多元醇DL-1000D的性能参数为：水分0.15％，酸值0.15mgKOH/g，羟值
108-115mgKOH/g，粘度120-180mPa·s/25℃。较佳地购于山东蓝星东大化工有限责任公司。
所述的聚醚多元醇DD-380的性能参数为：水分≤0.1％，羟值355-3950mgKOH/g，粘
度2000-2600mPa·s/25℃。较佳地购于山东蓝星东大化工有限责任公司。
所述的聚醚多元醇DV125的性能参数为：水分≤0.1％，羟值350±20mgKOH/g，粘度
3000±1000mPa·s/25℃。较佳地购于上海东大化学有限公司。
所述的聚酯多元醇AK7004的性能参数为：水分≤0.1％，羟值260-270mgKOH/g，粘
度9000±2500mPa·s/25℃。较佳地购于爱敬(宁波)化工有限公司。
所述的聚醚多元醇Poly-z为自主合成的含N阻燃型聚醚多元醇，其性能参数为：水
分≤0.1％，羟值200±30mgKOH/g，粘度5000±500mpa.s/25℃。
上述百分比均是指质量百分比。
在聚醚多元醇Poly-z的制备反应中，所述的三聚氰胺与所述的甲醛的摩尔比较佳
地为1:1～6。
所述的三聚氰胺和甲醛反应的反应温度较佳地为60～70℃，反应时间较佳地为30
～40min。
所述的小分子多元醇较佳地为蔗糖、二乙醇胺、三羟甲基丙烷、丙三醇、三乙醇胺
和二甘醇中的一种或多种。
所述的保温反应的温度较佳地为60～70℃，所述的保温反应的时间较佳地为20～
30min。
所述的开环反应的时间较佳地为6～8小时。所述的滴加环氧乙烷进行反应的时间
较佳地为1～2小时。
本发明中，所述催化剂可为本领域常规使用的催化剂，较佳地为NE300、N,N-二甲
基乙醇胺(DMEA)、三亚乙基二氨(A33)和三乙醇胺中的两种或多种(均购于气体化工产品
(中国)投资有限公司)。
本发明中，所述泡沫稳定剂可为本领域常规使用的泡沫稳定剂。优选B8870(购于
赢创德固赛(中国)有限公司)、L6915和L5540中的一种或多种(L6915和L5540均购于迈高图
新材料(中国)有限公司)。
本发明中，所述增溶剂可为本领域常规使用的增溶剂，较佳地为增溶剂TX-10(购
于德国汉姆公司)。
本发明中，所述发泡剂为本领域常规使用的发泡剂，较佳地为去离子水。
本发明中，所述阻燃剂为本领域常规的磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCPP)。
本发明的组合聚醚可根据本领域的常规方法进行制备，一般将上述各组分按其重
量份数在常温下搅拌，混合均匀即可。
本发明还提供了一种聚氨酯原料组合物，其包括所述的组合聚醚以及异氰酸酯。
本发明中，所述的异氰酸酯可为本领域常规使用的异氰酸酯，较佳地为多苯基多
亚甲基多异氰酸酯(简称PAPI)，购于德国拜耳公司。
本发明中，所述的组合聚醚多元醇与所述的异氰酸酯的质量比较佳地为1:0.8～
1:1.2，更佳地为1:1。
本发明还提供了一种聚氨酯泡沫的制备方法，其包括以下步骤：将所述聚氨酯原
料组合物混合均匀，发泡，即可。
本发明中，所述混合的方法和条件为本领域常规的方法和条件，所述混合的温度
为本领域常规，较佳地为20-25℃。所述混合的操作较佳地按下述步骤进行：在转速2000～
4000r/s下搅拌5～10s。
本发明中，所述发泡的方法和条件为本领域常规的方法和条件，一般是室温下自
由发泡成型。
本发明还提供了一种由上述制备方法制得的聚氨酯泡沫。该聚氨酯泡沫为全水低
密度聚氨酯泡沫。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实
例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的组合聚醚多元醇，通过调节聚醚多元醇的种类，实现聚醚多元醇粘度及
羟值的阶梯性过渡，避免软、硬泡聚醚粘度及羟值差值太大导致体系的不稳定，从而使得组
合料的稳定性大大提高，其储存稳定性大于4个月，解决了传统超低密度包装料用组合料粘
度高、储存稳定性差的问题。
本发明的组合聚醚添加阻燃剂、阻燃聚醚多元醇和聚酯多元醇，通过N、P等元素的
协同作用使得聚氨酯包装泡沫具有较佳的阻燃性能，同时由于TCPP的加入，大大降低了组
合料的粘度，其粘度在300～600mPa.s(25℃)。
本发明的聚氨酯泡沫为全水低密度包装材料，有效降低了产品使用成本，其密度
为3.8～7kg/m3，压缩强为9.2-12.5kPa，优选的为9.5-12.2kPa，压缩50％后回复率大于等
于92％。
本发明的聚氨酯泡沫可采用去离子水作为化学发泡剂，在反应过程中释放CO2，其
臭氧消潜值(ODP)为零，无臭氧层破坏效应，无毒副作用。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实
施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商
品说明书选择。
组合聚醚的粘度按GB/T12008.8-92方法测试；泡沫的密度按GB/T6343-95方法测
试；压缩强度按GB/T8813-88方法测试，回复率按GB/T 10653-2001方法测试，氧指数按GB/T
2406.2-2009方法测定。
下述实施例中，聚醚多元醇Poly-z通过下述制备方法得到：将1mol三聚氰胺和
3mol甲醛至于反应瓶中，逐渐加热至65℃，反应35min得到多羟甲基三聚氰胺，然后加入小
分子多元醇(蔗糖)作为起始剂，在65℃条件下保温反应25min，缓慢滴加环氧丙烷进行开环
反应7h，然后滴加环氧乙烷进行反应2h，最后抽真空至-0.1Mpa脱除未反应的小分子，进而
得到聚醚多元醇Poly-z。
实施例1
(1)组合聚醚的制备方法：
将聚醚多元醇NJ-6209(5份)，TED28(75份)、DL-1000D(15份)、MN-700(5份)、聚醚
多元醇Poly-z(10份)、聚酯多元醇AK7004(6份)置于反应釜中，依次加入催化剂NE300(0.2
份)、三乙醇胺(0.3份)、A33(1.5份)、DMEA(1份)、TX-10(8份)、硅油B8870(2份)、TCPP(20份)
和去离子水(38份)，搅拌1h即得；
所得组合聚醚的粘度为305mPa·s(25℃)，常温储存时间大于4个月。
(2)全水低密度聚氨酯泡沫的制备方法：
取1份上述组合聚醚与1份PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料温25℃，以2000r/s的
转速搅拌10s，在室温条件下自由发泡成型后，即得。
所得全水低密度聚氨酯泡沫的密度为3.8kg/m3，压缩强度为9.5kPa，压缩50％后
回复率为93.3％，氧指数为22.8％。
实施例2
(1)组合聚醚的制备方法：
将聚醚多元醇TED28(65份)、DL-1000D(20份)、DD-380(5份)、poly-z(10份)、聚酯
多元醇AK7004(7份)置于反应釜中，依次加入催化剂NE300(0.5份)、三乙醇胺(0.3份)、A33
(2份)、DMEA(1.2份)、TX-10(9份)、硅油B8870(1.5份)、L5540(1份)和去离子水(35.5份)，搅
拌1h即得；
所得组合聚醚的粘度为512mPa·s(25℃)，常温储存时间大于4个月。
(2)全水低密度聚氨酯泡沫的制备方法：
取1份上述组合聚醚与1份PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料温25℃，以4000r/s的
转速搅拌5s，在室温条件下自由发泡成型后，即得。
所得全水低密度聚氨酯泡沫的密度为4.6kg/m3，压缩强度为10.3kPa，压缩50％后
回复率为93.2％，氧指数为22.1％。
实施例3
(1)组合聚醚的制备方法：
将聚醚多元醇TED28(60份)、DL-1000D(20份)、MN-700(5份)、DV125(5份)、poly-z
(10份)、AK7004(10份)置于反应釜中，依次加入催化剂NE300(0.6份)、三乙醇胺(0.8份)、
A33(2.5份)、DMEA(0.8份)、TX-10(11份)、硅油L6915(1份)、B8870(1份)和去离子水(34份)，
搅拌1h即得；
所得组合聚醚的粘度为597mPa·s(25℃)，常温储存时间大于4个月。
(2)全水低密度聚氨酯泡沫的制备方法：
取1份上述组合聚醚与1份PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料温25℃，以4000r/s的
转速搅拌5s，在室温条件下自由发泡成型后，即得。
所得全水低密度聚氨酯泡沫的密度为5.5kg/m3，压缩强度为10.6kPa，压缩50％后
回复率为92.7％，氧指数为22％。
实施例4
(1)组合聚醚的制备方法：
将聚醚多元醇NJ-6209(2份)、TED28(65份)，MN-700(8份)、DL-1000D(15份)、poly-
z(10份)、聚酯多元醇AK7004(9份)置于反应釜中，依次加入催化剂NE300(0.5份)、三乙醇胺
(1份)、A33(2.5份)、DMEA(0.5份)、TX-10(10份)、L-6915(1.5份)、L-5540(1.5份)、TCPP(20
份)和去离子水(33份)，搅拌1h即得；
所得组合聚醚的粘度为376mPa·s(25℃)，常温储存时间大于4个月。
(2)全水低密度聚氨酯泡沫的制备方法：
取1份上述组合聚醚与1份PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料温25℃，以3000r/s的
转速搅拌10s，在室温条件下自由发泡成型后，即得。
所得全水低密度聚氨酯泡沫的密度为5.9kg/m3，压缩强度为10.8kPa，压缩50％后
回复率为92.7％，氧指数为23.6％。
实施例5
(1)组合聚醚的制备方法：
将聚醚多元醇TED28(70份)、DL-1000D(20份)、AK7004(10份)、聚醚多元醇Poly-z
(9份)置于反应釜中，依次加入催化剂NE300(0.9份)、三乙醇胺(0.7份)、A33(2份)、DMEA
(1.4份)、TX-10(13份)、L-6915(0.5份)、L-5540(0.5份)、B8870(1份)、TCPP(20份)和去离子
水(32.5份)，搅拌1h即得；
所得组合聚醚的粘度为535mPa·s(25℃)，常温储存时间大于4个月。
(2)全水低密度聚氨酯泡沫的制备方法：
取1份上述组合聚醚与1份PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料温25℃，以2000r/s的
转速搅拌10s，在室温条件下自由发泡成型后，即得。
所得全水低密度聚氨酯泡沫的密度为7kg/m3，压缩强度为12.2kPa，压缩50％后回
复率为92.1％，氧指数为23.4％。
实施例6
(1)组合聚醚的制备方法：
将聚醚多元醇TED28(70份)、DL-1000D(20份)、MN-700(4份)、AK7004(8份)、poly-z
(8份)置于反应釜中，依次加入催化剂NE300(0.8份)、三乙醇胺(0.7份)、A33(2.2份)、DMEA
(1.3份)、TX-10(14份)、L-6915(0.5份)、L-5540(0.5份)、B8870(1份)、TCPP(20份)和去离子
水(32份)，搅拌1h即得；
所得组合聚醚的粘度为490mPa·s(25℃)，常温储存时间大于4个月。
(2)全水低密度聚氨酯泡沫的制备方法：
取1份上述组合聚醚与1份PAPI至于聚四氟乙烯杯中，控制料温25℃，以2000r/s的
转速搅拌10s，在室温条件下自由发泡成型后，即得。
所得全水低密度聚氨酯泡沫的密度为6.8kg/m3，压缩强度为11.7kPa，压缩50％后
回复率为92.4％，氧指数为24.2％。
上述实施例1～6的配方见下表1所示。
表1实施例1～6配方数据
效果实施例
对实施例1～6制得的产品进行效果测试，结果如下表2所示。
表2实施例1-6中相关数据对比