本发明是关于常温固化无泡聚氨酯催化剂(以下简称无泡催化剂)的制造及使用方法。 由聚合物多元醇与二异氰酸酯合成的含游离异氰酸基的液体聚氨酯(又叫预聚体)在固化时遇水或潮湿空气,因异氰酸基与水反应产生二氧化碳形成气泡,影响了聚氨酯制品的质量,甚至成为废品。现在所有使用的聚氨酯催化剂如叔胺类,有机锡类,只能加速异氰酸基与羟基(包括水O的反应,而都不能消除因异氰酸基与水反应产生二氧化碳形成的气泡。因此,在由液体聚氨酯制作制品时,对所有原材料及成型系统(包括模具等)都必须经过严格的干燥处理,而且在成型过程中,也往往采取真空脱泡措施,聚氨酯建筑涂料为了避免起泡,不得不对基面的含水量及空气湿度提出苛刻要求,使用受到了限制。
本发明的目的是制造能使液体聚氨酯在常温下迅速固化,在固化过程中与水或潮湿空气接触而制品没有气泡的催化剂。
本发明的无泡催化剂的主要特征是:能加速异氰酸基与羟基(包括水的反应,并能吸收异氰酸基与水反应产生的二氧化碳,因此固化后的聚氨酯制品完全没有气泡。
本发明的无泡催化剂由多元醇与硅酸盐矿物质和硝酸钴组成,其多元醇包括低分子量聚乙二醇,聚丙二醇和蓖麻油等。硅酸盐矿物质可以分为天然的与人造的两种。其分子结构的特点是含有羟基如AL2Si2o5(OH)4和Ca2Mg2(Sio4o11)(OH)等,因此它们在水和醇中有一定的溶解度。
本发明的无泡催化剂的制造方法是:硅酸盐矿物质和水一起碾磨,然后再与多元醇一起碾磨,澄清液中加入1%的硝酸钴。
本发明的无泡催化剂的化学组成包括:AL2O30.2~2%,CaO0.4-3%,Co2+0.6-1%,Fe3+0.10.6%,R(OH)280-85%(R为烷基或烷氧)H2O5-10%。
本发明的无泡催化剂使用方法是:液体聚氨酯与本发明地无泡催化剂按100∶5-25的重量比混合均匀即可,因本发明的无泡催化剂含有多元醇,所以一般不需另加扩链剂及交联剂,若另外需要加二胺类扩链剂时,应先将液体聚氨酯与二胺混合,然后加入本发明的催化剂,其用量应适当减少。
本发明的催化剂适用于制作各种无泡聚氨酯制品,特别适用于聚氨酯涂料。
实施例1
将化学组成为Sio223.3%/AL2O36.7%/Cao46.1%OH11.4%的硅酸盐矿物质10克与水10克一起碾磨成浆状,然后再与三缩乙二醇40克一起碾磨,静置24小时后,取出上层的透明的清液,加入1%的硝酸钴即为配成的无泡催化剂,密封保存。
秤取由聚丙二醇与甲苯二异氰酸酯合成的液体聚氨酯100克(游离异氰酸基含量4.5%),加入上述方法配成的催化剂10克,搅拌均匀,在室温下放置2小时后接触固化,然后硫化3-5天,弹性体的抗张强度310公斤/平方厘米,伸长率300%。
若不采用本发明的催化剂,同样的液体聚氨酯和三缩乙二醇混合,24小时后仍具有流动性。
实施例2
采用例1制备的催化剂10克,与蓖麻油型液体聚氨酯(游离异氰基含量3%)40克及煤焦油40克混合搅拌均匀后涂布在浸过水的水泥地板上,厚度2毫米,阳光下4小时接触固化,8小时后人可步行。
若不采用本发明的催化剂,同样的液体聚氨酯及煤焦油与三缩乙二醇混合均匀后,涂布在浸过水的水泥地板上,经日晒两天后指触固化,涂层表面有许多凸泡及凹坑。