[发明专利]一种聚氨酯泡沫材料及其催化剂，及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯泡沫材料及其催化剂，及制备方法。

背景技术

近年来聚氨酯泡沫材料以其优越的理化综合性能，已成为汽车零部件如坐垫、方向盘、护罩、扶手等汽车配件产品制造的主要材料。聚氨酯泡沫材料是由多元醇和二异氰酸酯或多异氰酸酯在催化剂和其它助剂的作用下形成的。随着对聚氨酯泡沫材料研究的深入和环境保护的要求，高性能和环保型的聚氨酯泡沫材料制造技术成为近年来国内外研究的重点。通过研发用于合成聚氨酯泡沫材料的新型原材料，如发泡剂、异氰酸酯、催化剂等其他助剂，使聚氨酯泡沫材料的性能得到很大提高，同时大大减少了生产过程和产品对环境的污染。

近几年人们开始对胺类、改性胺类催化剂展开研究，而对一些环保型高效型的金属-有机物催化剂产品报道不多，目前国内生产过程中采用的基本还是传统的有机锡和胺类化合物。辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡等传统有机锡类聚氨酯发泡的催化剂，其化学性质不稳定、极易被氧化，有毒且对环境造成了危害。目前聚氨酯泡沫材料制备过程中，使用的传统有机重金属催化体系在产品质量和环保等方面不能满足现代工业发展的要求。

近年来，国内外科技工作者对制备聚氨酯泡沫材料的催化剂也做了大量研究工作，主要有金属盐、有机叔胺两大类。许多有机/稀土金属和有机金属化合物对异氰酸酯与羟基之间的反应都有催化活性，这些金属大部分处在过渡金属区，具备过渡金属的通性，具有较高的金属活泼性，可以形成金属螯合物和配合物。制备后可用于聚氨酯泡沫材料的催化剂。

现有的稀土催化剂主要为异辛酸稀土类催化剂，异辛酸类稀土催化剂成本较高，且需要异辛酸稀土和异辛酸有机金属类催化剂复合使用才能达到催化效果。现有技术中异辛酸类稀土催化剂催化特性单一，仅在《稀土催化剂在MDI型聚氨酯跑道材料中的应用研究》等几篇相关报道中有概述，在催化聚氨酯其他泡沫制品(硬质，软质，自结皮)等方面鲜有报导。

现有的常用的有机金属类催化剂为有机铅/汞(Pb/Hg)复合催化剂以及有机铅/锌(Pb/Zn)复合催化剂，铅/汞是有毒重金属，一方面污染了环境，一方面又能被人体吸收，损害人的身体健康，再加上常用的有机金属类催化剂催化制得的聚氨酯泡沫产品存在性能不够优异，发泡时间难以控制，脱模时间长等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术中传统有机锡类催化剂化学性质不稳定、极易被氧化和有毒对环境有害，即使用传统有机重金属催化体系对聚氨酯发泡材料质量和环保等方面不能满足现代工业发展的要求，发泡时间难以控制，脱模时间长，以及现有技术中异辛酸类稀土催化剂成本较高、仅能和异辛酸有机金属类催化剂复合使用才能达到催化效果、催化特性单一的缺陷，提供了一种聚氨酯泡沫材料及其催化剂，及制备方法。本发明通过稀土催化剂的加入代替了传统的有机金属类催化剂和异辛酸稀土类催化剂，降低了成本，催化不再单一性，具有更低毒的性质，对人体和环境都有了较少的危害性，发泡时间得到了很好的控制，使制得的聚氨酯泡沫材料具有低热导、脱模时间短、泡沫泡孔更均匀和尺寸稳定性更好的优点。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种稀土催化剂的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将乙二胺的无水乙醇溶液与水杨醛的无水乙醇溶液混合，反应即得席夫碱；

(2)将步骤(1)所得的席夫碱溶于无水乙醇形成席夫碱溶液，将席夫碱溶液与氯化亚铈的无水乙醇溶液混合，反应即得到稀土催化剂。

步骤(1)中，所述的乙二胺与所述的水杨醛的摩尔比较佳地为1:2～1:2.3。

步骤(1)中，所述的乙二胺的无水乙醇溶液中乙二胺的体积分数较佳地为25％～40％。所述的水杨醛的无水乙醇溶液中水杨醛的体积分数较佳地为15％～30％。

步骤(1)中，所述的反应的温度较佳地为80～90℃。所述的反应的时间较佳地为0.5h～3h。

步骤(1)中，所述的反应结束后较佳地还进行后处理过程，所述的后处理过程较佳地包括静置至室温、抽滤、洗涤、干燥、重结晶和再次干燥。所述洗涤的溶剂较佳地为无水乙醇。所述的重结晶的溶剂较佳地为无水乙醇。

步骤(2)中，所述的席夫碱与所述的氯化亚铈的摩尔比较佳地为2:1～3:1。

步骤(2)中，所述的席夫碱溶液的浓度较佳地为0.5～0.8mol/L。

步骤(2)中，所述的氯化亚铈的无水乙醇溶液的浓度较佳地为0.25～0.4mol/L。

步骤(2)中，所述的反应的温度较佳地为80～90℃。所述的反应的时间较佳地为1～4h。