[发明专利]一种泡沫陶瓷专用聚氨酯基材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料，尤其是涉及一种泡沫陶瓷专用聚氨酯基材及其制造方法。

背景技术

陶瓷过滤板是现代冶金业必需的成型加工耗材，以网状海绵为基模烧制出的泡沫陶瓷过滤板具有极高的通透性、耐高温性，即可有效阻挡、分离出高温金属液中的渣粒，又能保证浇铸件不被二次污染。蜂窝陶瓷是化工催化裂解催化剂的载体，也是汽液吸收的表面交换载体，传统载体产品的通孔间隙是线形二维态，而用泡沫陶瓷专用聚氨酯基材制造出的催化载体通孔间隙为三维态，比表面积较传统材料大数倍。而常规网状海绵在制作陶瓷过滤板的“浸浆”、“压浆”、“自然风干”诸工序中，因浆料的粘稠和比重大等原因，一是无法维系胚板尺寸稳定和脉络丝的连贯，致使烧制出的泡沫陶瓷极易变形破碎；二是现有网状海绵的硬度和耐压缩比性能较差，从而降低了网状海绵的回弹性和承载强度，使其不大适用高性能要求的泡沫陶瓷过滤板等泡沫陶瓷制造。

发明内容

针对上述现有技术中网状海绵式陶瓷板基材所存在的问题，本发明提供了一种硬度高、耐压缩比性能好，开孔率高的泡沫陶瓷专用聚氨酯基材。

本发明所述泡沫陶瓷专用聚氨基酯材由平均分子量为140～6000、羟值为28～1200的聚醚或聚酯多元醇和平均分子量为140～6000、羟值为28～1200的聚合物聚醚多元醇主料以及二异氰酸酯、发泡剂、有机硅酮、催化剂辅料组成，在温度为10～22℃条件下，先按比例将聚醚或聚酯多元醇、聚合物聚醚多元醇、发泡剂、有机硅酮和催化剂进行预混，再加入二异氰酸酯进行搅拌，搅拌速率每分钟为200～1200转，搅拌时间为6～18秒，再将搅拌后的混合物倒入模具中，成型熟化24小时后，再进行工艺破孔，即可制成网状海绵式的泡沫陶瓷专用聚氨酯基材。

 本发明所述各主料组份的重量比为：聚醚或聚酯多元醇和聚合物聚醚多元醇总重量为100份，其中聚合物聚醚多元醇不少于10份。

所述聚醚或聚酯多元醇优选以甘油为起始剂的聚氧化丙烯多元醇和改性聚酯多元醇中一种或两种，两种组合时，改性聚酯多元醇重量比不少于15份；聚合物聚醚多元醇优选以甘油为起始剂的聚氧化丙烯多苯乙基多丙烯腈基多元醇。

 所述二异氰酸酯为固化剂，加入量为50～70份，优选规格为80/20或65/35的二异氰酸酯。

所述发泡剂为水和环戊烷的混合物，发泡剂加入量为5.5～6.5份，其中水3.5～4.5份、环戊烷2份。

所述有机硅酮加入量为0.2～1.0份。

所述催化剂优选A－33（浓度为33%的三乙烯二胺溶液）、N，N-二甲基苄胺、辛酸亚锡、异辛酸锌、三乙醇胺、N-二甲基环己胺6种中的两种或两种以上，各种催化剂加入量分别为：A－33（浓度为33%的三乙烯二胺溶液）0.1～0.15份、N，N-二甲基苄胺0.05～0.1份、辛酸亚锡0.1～0.23份、异辛酸锌0.05～0.1份、三乙醇胺0.5～1份,N，N-二甲基环己胺0.05～0.1份。

   本发明所述泡沫陶瓷专用聚氨酯基材，其主链由下述重复结构单元构成：

                                                 

 Ar代表芳香基团，CN代表腈基。

本发明中以甘油为起始剂的聚氧化丙烯多元醇、以甘油为起始剂的聚氧化丙烯多苯乙基多丙烯腈基多元醇、改性聚酯多元醇属于低活性多元醇，在较低温控下参与的凝胶链增长，反应速率较常规的缓慢，易于生产控制；水和环戊烷是发泡剂，基本决定终成品的密度（也决定网状脉络丝的直径保持在一定限度上）；A－33（33％三乙烯二胺溶液）、N，N-二甲基环己胺、三乙醇胺、N，N-二甲基苄胺、辛酸亚锡、异辛酸锌组合成的催化体系能使反应平稳；有机硅酮保护泡沫体不至于坍塌，其用量决定网状海绵的孔径。

本发明所述方法操作简便、快捷，对生产工艺要求宽松，过程易于控制，所需原料采购方便，无须特别定制，废品率低。破孔后基材开孔率高，开孔率不低于97％，基体孔目规格为6～70PPI（即每英寸长度上的有效孔数为6～70只）。  

本发明所述聚氨酯基材硬度高、回弹性好、承载强度高、耐压缩比性能优，烧制出的泡沫陶瓷不易变形和破碎，适用于制造高性能的泡沫陶瓷过滤板。

具体实施方式

下面根据实例进行具体的说明，实例中各种原料加入量均为重量比（重量份）：