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CN119035035A - 全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及罐体结构和制备方法 - Google Patents

全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及罐体结构和制备方法 Download PDF

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CN119035035A
CN119035035A CN202411168461.XA CN202411168461A CN119035035A CN 119035035 A CN119035035 A CN 119035035A CN 202411168461 A CN202411168461 A CN 202411168461A CN 119035035 A CN119035035 A CN 119035035A
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CN
China
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polyurethane foam
component polyurethane
construction
inner cavity
omnidirectional
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CN202411168461.XA
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毛建军
辜建勇
王东
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Chengdu Advanced Polymer Technology Co ltd
Original Assignee
Chengdu Advanced Polymer Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及罐体结构和制备方法。罐体结构从内到外依次包括内腔和外罐；内腔为塑性材料，外罐为耐高压材料，内腔用于放置单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液，外罐用于放置抛射剂。将发泡剂与抛射剂通过内腔和外罐隔离，让抛射剂功能从单组分聚氨酯泡沫填缝剂中独立出来，单组分聚氨酯泡沫填缝剂中的发泡剂选择范围更广且可选最优性能的，用量也大大减少，有效物(固含量)增加，胶残留率降低，降低了单位包装成本，减少了VOC排放或无VOC排放；并且配方原料选择和调整较容易，可以得到各种密度的泡沫产品；同时，本发明使用时，除了基本的使用方式和使用工具(枪、塑料扳手)与普通单组分聚氨酯泡沫填缝剂一样外，还能实现胶的360度全向(倒置、正置、水平)施工。施工前也不需摇晃，减轻了施工难度，减少了施工步骤，保证了产品质量。

Description

全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及罐体结构和制备方法
技术领域
本发明涉及单组分聚氨酯泡沫填缝剂领域，具体涉及全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及罐体结构和制备方法。
背景技术
单组分聚氨酯泡沫填缝剂是灌装在气雾罐中的特殊聚氨酯泡沫产品，现已广泛应用于建筑及各个领域，具有优异的填缝、密封、隔热、粘结、隔音等功能，是一种单支(罐)包装、携带方便、使用简单、环保节能的填缝密封材料。
目前，基于环保性和成本，全世界绝大多数单组分聚氨酯泡沫填缝剂都以丙丁烷、二甲醚作为发泡剂(也是抛射剂)。虽然丙丁烷、二甲醚的ODP(消耗臭氧潜值)为零，GWP(全球变暖潜)很小，在ODP，GWP上讲，环保性较好，但是，丙丁烷、二甲醚均属于VOC(挥发性有机化合物)，因此，从VOC释放角度而言，现有的单组分聚氨酯泡沫填缝剂不能达到较严格的环保标准。并且，丙丁烷、二甲醚属于极度易燃易爆的原料，在产品生产、运输、使用中存在很大安全隐患。
另一方面，现有的单组分聚氨酯泡沫填缝剂为普通气雾罐(单罐)包装形式，发泡剂(抛射剂)与聚氨酯预聚体胶液共存于一个罐内，两者不能在所需配比内完全相容。胶在打出形成泡沫过程中，发泡剂不仅起到发泡作用，也起到将胶挤出的抛射剂的作用。若要得到较好的泡沫性能(包括发泡量等)、较好的施工性(低粘度)及较低的胶残留率，发泡剂(抛射剂)的用量大(约20％)，因此会导致原材料的选择及配方宽容度窄，配方调整较难，胶中有效物(固含量)低，也不能得到较高密度(30kg/m3以上)产品。
其次，现有的普通气雾罐包装形式的单组分聚氨酯泡沫填缝剂为倒置阀结构，使用时必须将气雾罐倒置使用，操作过程中，操作人员持握不方便，并且在受限的顶部空间(如顶棚、吊顶)施工较困难。
CN218787346U通过在阀门下方设置阀杯及吸液管，实现了正置施工，解决了倒置施工在顶部空间使用的弊端。但在某些下部低矮需要倒置施工的地方，如落地窗下部，正置施工又会出现困难，并且正置施工这种方式，如果应用于枪式时，与市面上大量通用倒置胶枪不匹配，使用局限性大。其次，倒置胶或正置胶，在水平方向使用时，因其结构原因，发泡剂(抛射剂)都易泄漏，从而导致胶不易打完，残留率高。总之，无论单一的倒置胶还是正置胶，在施工中的某些特定部位使用都有弊端，并需配置各自的专用枪，不能实现360°全方向(倒置、正置、水平)施工，并且不适用于市面上所有胶枪。
再次，现有的单组分聚氨酯泡沫填缝剂为普通气雾罐包装形式，发泡剂(抛射剂)与聚氨酯预聚体胶液共存于一个罐内，它们并非完全相容，使用前必须摇晃以让罐内原料能(暂时)混合均匀，否则影响泡沫结构和发泡量，这样最终产品的品质和发泡量不仅受产品本身影响，还和施工操作有很大关系。
基于上述问题，本发明人通过设计一种罐体结构，将发泡剂与抛射剂的功能分开，提供了原材料的选择更广、配方更容易调整、可全向施工、施工前无需摇晃的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及制备方法。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的罐体结构，通过本结构可以实现360度全向施工，且施工前不需要摇晃，减轻施工难度，减少施工步骤，保证产品质量。
本发明的第二个目的在于提供全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，通过在罐体结构中内腔填充只作发泡作用的发泡剂，使发泡剂的选择范围更广，配方原料选择和调整较容易，减少VOC排放或无VOC排放。
本发明的第三个目的在于提供全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂，根据上述方法制备得到各种密度的单组分聚氨酯泡沫填缝剂。
对于上述三个发明目的，本发明全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的罐体结构，罐体结构从内到外依次包括内腔和外罐，外罐的上端开口处设置有第一外延口，外罐的罐身设置有第二外延口，内腔与第一外延口或第二外延口连接；内腔为塑性材料，外罐为耐高压材料，内腔用于放置单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液，外罐用于放置抛射剂。外罐的下端设置有充气孔和孔塞，孔塞与充气孔可拆卸连接。
其中，塑性材料是指在常温、静载荷下具有塑性的材料，可进行模锻、冲压、挤压等加工或成型，具有较强的抗冲击、抗振动能力，例如低碳钢、铜、铝、塑料、橡胶等。优选的，内腔为铝箔或塑料或铝塑复合材质。制罐时内腔用于放置单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液，外罐用于放置抛射剂。耐高压是指能够承受1.8MPa以上压力的耐高压材料，例如马口铁罐或铝罐。
在使用时，操作人员打开内腔上端的阀门，罐外压力低于外罐内抛射剂压力，抛射剂的压力挤压内腔变形收缩，将内腔中的单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液喷出，固化后得到单组分聚氨酯泡沫填缝剂泡沫。
在实际使用时，根据单组分聚氨酯泡沫填缝剂的粘度、性能、生产便捷性及成本要求不同，内腔根据需求调整为连有阀杯的袋装结构或无阀杯的瓶装结构。
当内腔为袋装结构时，内腔的开口处密封连接有阀杯，阀杯上设置有第三外延口，阀杯的第三外延口与外罐的第一外延口连接。内腔通过阀杯进行连接，更有利于固定进料。
阀杯的上端设置有阀门。当物料进入内腔后，通过阀门将阀杯上的开口封闭。
其中，连接有阀杯的袋装结构为包装袋结构，可以为矩形的可以为其他形状的，袋装结构的开口连接在阀杯上，并通常阀杯上端的第三外延口与外罐的第一外延口连接。连接有阀杯的袋装结构适合低中粘度单组分聚氨酯泡沫填缝剂产品。
当内腔为瓶装结构时，瓶装结构为上端开口的瓶状结构，内腔的上端设置有第四外延口，第四外延口与第一外延口或第二外延口连接。此结构适合低中高各种粘度单组分聚氨酯泡沫填缝剂产品。该结构除适合单组分聚氨酯泡沫填缝剂外，还可用于各种粘度的其他产品，特别是高粘度产品如密封胶、高粘度粘接剂、奶油黄油等。
更进一步的，内腔中设置有吸液管，吸液管的内径为3-20mm。吸液管为塑料材质，内腔中设置吸液管有利于内腔受压时内腔各部位胶液都可以快速、顺利排出，降低了胶液残留率。
在本结构中，内腔用于放置单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液，外罐用于放置抛射剂，由于外罐中放置抛射剂，因此，内腔中的单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液的发泡剂不必需要具有抛射剂的功能。
现有单组分聚氨酯泡沫填缝剂的发泡剂中，常用的为丙丁烷、二甲醚，对于VOC(挥发性有机化合物)而言，丙丁烷、二甲醚具有一定的污染，并且丙丁烷、二甲醚属于极度易燃易爆原料，在产品生产、运输、使用中存在很大安全隐患，它们在某些环保性(VOC释放)及安全性上存在缺陷。
本结构的发泡剂不需要具有抛射剂的功能，因此，本结构的发泡剂的选择范围更广，并且能够选择最优性能的发泡剂。
其中，优选的，发泡剂为丙烷、异丁烷、正丁烷、丙丁烷、异戊烷、新戊烷、二甲醚、氢氟烷、氢氟烯烃中的一种或多种。氢氟烷可以为HFC-152a、HFC-134a、HFC-245a等，氢氟烯烃可以为HFO-1233zd、HFO-1234ze、HFO-1234yf等。
从沸点、发泡效率、相对环保(ODP＝0，GWP＜1)及成本考虑，优选的，发泡剂为正丁烷，或发泡剂为正丁烷和二甲醚，发泡剂的含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的1-16％。
从更环保(ODP＝0，GWP＜1，VOC＝0)，无VOC排放，更安全(非燃发泡剂)考虑，优选的，发泡剂为HFO-1234ze，HFO-1234ze的含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的5-25％。
同时，抛射剂为可液化气体、压缩气体中的一种或多种。可液化气体为丙烷、丙丁烷、二甲醚、氢氟烷、氢氟烯烃的一种或多种；压缩气体为氮气、空气、二氧化碳、氧化亚氮中的一种或多种。
在使用时，操作人员打开阀门，打开阀门后，罐外压力低于罐内抛射剂压力，抛射剂的压力挤压内腔变形收缩，将内腔中的单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液喷出，固化后得到单组分聚氨酯泡沫填缝剂泡沫。
基于此，本结构无论是从哪个角度喷射出胶液，都能够均匀的喷出。现有的结构在施工中只能倒置或正置一种方式使用，水平方向也不能使用，并且，施工步骤多，施工前必须要操作人员摇晃胶罐，否则会严重影响泡沫质量。本结构能够实现胶的360度全向(倒置、正置、水平)施工，施工前也不需摇晃，减轻了施工难度，减少了施工步骤，保证了产品质量。
全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，包括以下步骤：
内腔从外罐上端口放入外罐中；
将组合聚醚、多亚甲基多苯基异氰酸酯灌入内腔中；
对外罐进行封口；
向内腔中充入发泡剂，并摇晃均匀，在内腔中得到单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液；
从外罐下端的充气孔中充入抛射剂至预设压力，并用孔塞密封静置后得到全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂。其中，罐内抛射剂压力为0.4-1.2Mpa(21℃)。组合聚醚包括聚醚和/或聚酯多元醇、增塑剂和/或阻燃剂、泡沫稳定剂和催化剂；其中，单组分聚氨酯泡沫填缝剂包括以下重量份数的组分：聚醚和/或聚酯多元醇13-24份、增塑剂和/或阻燃剂11-34份、泡沫稳定剂1.5-2.5份、催化剂0.3-0.5份、多亚甲基多苯基异氰酸酯40-54份和发泡剂4-22份。
现有的单组分聚氨酯泡沫填缝剂通常装在普通的气雾罐中进行使用，其中，现有的单组分聚氨酯泡沫填缝剂中，发泡剂兼有抛射剂功能，用量大，大约在20％，并且有效物(固含量)低，VOC排放高，原材料的选择及配方宽容度窄，配方调整较难，也不能得到较高密度(30kg/m3以上)产品。
基于此，本发明人让抛射剂功能从单组分聚氨酯泡沫填缝剂中独立出来，单组分聚氨酯泡沫填缝剂中的发泡剂选择范围更广且可选最优性能的，用量也大大减少，有效物(固含量)增加，胶残留率降低，降低了单位包装成本，减少了VOC排放，并且配方原料选择和调整较容易，可以得到各种密度的泡沫产品。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及罐体结构和制备方法，将发泡剂与抛射剂通过内腔和外罐隔离，让抛射剂功能从单组分聚氨酯泡沫填缝剂中独立出来，单组分聚氨酯泡沫填缝剂中的发泡剂选择范围更广且可选最优性能的，用量也大大减少，有效物(固含量)增加，胶残留率降低，降低了单位包装成本，减少了VOC排放(选用合适的发泡剂和抛射剂，可做到安全不燃、无VOC排放)，并且配方原料选择和调整较容易，可以得到各种密度的泡沫产品。
同时，本发明使用时，除了基本的使用方式和使用工具(枪、塑料扳手)与普通单组分聚氨酯泡沫填缝剂一样外，还能实现胶的360度全向(倒置、正置、水平)施工。施工前也不需摇晃，减轻了施工难度，减少了施工步骤，保证了产品质量。
其次，本发明可以利用大部分现有普通单组分聚氨酯泡沫填缝剂的生产设备，仅增加抛射剂充气装置及稍改动生产步骤就可生产本发明产品，节约了本发明产品生产的设备投资，降低了本发明产品生产的难度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为外罐结构示意图；
图2为内腔为袋装结构的示意图；
图3为内腔裹卷折叠后的示意图；
图4为本发明罐体结构示意图；
图5为内腔为瓶装结构，内腔的第四外延口与第一外延口连接的示意图；
图6为内腔为瓶装结构，内腔的第四外延口与第二外延口连接的示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-阀门，2-阀杯，21-第三外延口，3-外罐，31-第一外延口，32-第二外延口，4-吸液管，5-内腔，51-第四外延口，6-充气孔，7-孔塞。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，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。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
实施例1
本结构从内到外依次包括内腔5和外罐3，外罐3结构如图1所示，外罐3的上端开口处设置有第一外延口31，外罐3的罐身设置有第二外延口32。外罐3的下端设置有充气孔6和孔塞7，孔塞7与充气孔6可拆卸连接。
在制备外罐时，罐身上设置有第二外延口32，在罐身上密封罐顶，得到外罐3，其中，第一外延口31位于外罐3的罐顶上。
内腔5与第一外延口31或第二外延口32连接；内腔5为塑性材料，外罐3为耐高压材料，内腔5用于放置单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液，外罐3用于放置抛射剂。
在使用时，操作人员打开内腔5上端的阀门1，罐外压力低于外罐3内抛射剂压力，抛射剂的压力挤压内腔变形收缩，将内腔中的单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液喷出，固化后得到单组分聚氨酯泡沫填缝剂泡沫。
实施例2
在实施例1的基础上，如图2所示，内腔5为袋装结构，内腔5的开口处密封连接有阀杯2，阀杯2上设置有第三外延口21，阀杯2的第三外延口21与外罐3的第一外延口31连接。阀杯2的下端连接有吸液管4，吸液管4位于内腔5中，阀杯2的上端设置有阀门1。
在使用时，将与阀杯连接好的内腔进行裹卷折叠为如图3所示的结构，将裹卷好的内腔5从外罐3的上端放入外罐内，阀杯2的第三外延口21与外罐3的第一外延口31连接。
用灌装机依次将计量的组合聚醚、多亚甲基多苯基异氰酸酯，从阀杯2上的开口处通过吸液管4灌入内腔5中；
放置阀门1到罐口上，用封口机将阀门1、阀杯2封紧在外罐3罐口上；
再从阀门1上向内腔5中充入发泡剂，充入的过程中，裹卷的内腔5在发泡剂的作用下舒展开，充入后摇晃均匀，在内腔5中得到单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液；
从外罐3下端的充气孔6中充入计量的抛射剂或至预设压力，并用孔塞7密封，静置后得到本结构全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂，如图4所示。
在使用时，操作人员打开阀门，打开阀门后，罐外压力低于罐内抛射剂压力，抛射剂的压力挤压内腔变形收缩，将内腔中的单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液喷出，固化后得到单组分聚氨酯泡沫填缝剂泡沫。本罐体结构能够实现胶的360度全方向施工，施工前也不需要摇晃，不仅减轻了施工难度，还减少了施工步骤，保证了产品质量。
在本实施例中，内腔5为铝塑袋，吸液管4为塑料管，内径为10mm，外罐3为马口铁高压罐，能够承受1.8MPa以上的压力。
实施例3
在上述实施例的基础上，内腔5为瓶装结构，瓶装结构为上端开口的瓶状结构，内腔5的上端设置有第四外延口51，第四外延口51与第一外延口31或第二外延口32连接。
当内腔5的第四外延口51与第一外延口31连接时，如图5所示，内腔5材质为聚酯PET，将内腔5放入外罐3内，并将内腔5的第四外延口51上端悬挂在外罐3罐口的第一外延口31上，使用本结构生产单组分聚氨酯泡沫填缝剂：首先将吸液管4放入内腔5内，再灌入原料、充入发泡剂、抛射剂等步骤、灌入量、灌装条件与实施例2相同，产品使用方法、使用效果也完全相同。
当内腔5的第四外延口51与罐身第二外延口32连接时，如图6所示，内腔5材质为聚酯PET，在外罐的罐身上还没有密封罐顶时，将内腔5放入外罐3内，将内腔5的第四外延口51与罐身上的第二外延口32连接，连接后，将罐顶密封在罐身上。使用本结构生产单组分聚氨酯泡沫填缝剂：首先将吸液管4放入内腔5内，再灌入原料、充入发泡剂、抛射剂等步骤、灌入量、灌装条件与实施例2相同，产品使用方法、使用效果也完全相同。
其中，内腔5为瓶装结构时，内腔5中的吸液管4直接放置在内腔5内。
实施例4
在上述实施例的基础上，全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，包括以下步骤：
在制备时，首先将带有内腔5的阀杯2从外罐3上端口放入；
将组合聚醚、多亚甲基多苯基异氰酸酯从阀杯2上端的开口处通过吸液管4灌入内腔5中；
在外罐3上的阀杯2上端开口处安上阀门1并封口；
从阀门1向内腔5中充入发泡剂，并摇晃均匀，在内腔5中得到单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液；
从外罐3下端的充气孔6中充入定量可液化抛射剂或压缩气体类的抛射剂至预设压力，并用孔塞7密封，静置后得到全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂。
其中，罐内抛射剂压力为0.4-1.2Mpa(21℃)。组合聚醚包括聚醚和/或聚酯多元醇、增塑剂和/或阻燃剂、泡沫稳定剂和催化剂；其中，单组分聚氨酯泡沫填缝剂包括以下重量份数的组分：聚醚和/或聚酯多元醇13-24份、增塑剂和/或阻燃剂11-34份、泡沫稳定剂1.5-2.5份、催化剂0.3-0.5份、多亚甲基多苯基异氰酸酯40-54份和发泡剂4-22份。
具体的，聚醚和/或聚酯多元醇为单组分聚氨酯泡沫填缝剂常用的聚醚多元醇和(或)聚酯多元醇，如聚醚310、聚醚305、聚醚210、聚醚204、聚酯PS-2352、PS-3152中的一种或多种；
增塑剂和/或阻燃剂为单组分聚氨酯泡沫填缝剂常用的增塑剂和(或)阻燃剂，如氯化石蜡、磷酸三乙酯(TEP)、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、甲基磷酸二甲酯(DMMP)中的一种或多种；
泡沫稳定剂为单组分聚氨酯泡沫填缝剂常用的硅油，如赢创的B-8871、美思德AK-88759、AK-88905中的一种或多种；
催化剂为单组分聚氨酯泡沫填缝剂常用的二吗啉二乙基醚(DMDEE)；
多亚甲基多苯基异氰酸酯(粗MDI、黑料)为单组分聚氨酯泡沫填缝剂常用的PM-2025、M20S、44V20中的一种或多种；
对于发泡剂，现有单组分聚氨酯泡沫填缝剂发泡剂一般要求沸点-50-0℃，常温下(21℃)压力高于0.4Mpa，如常用的丙丁烷、二甲醚(DME)，用量约20％(以罐内原料总量计)。采用本发明的罐体结构，通过将发泡剂与抛射剂隔离，胶中发泡剂仅作发泡作用，不起抛射剂作用。可选择发泡剂种类、沸点及压力范围均扩大了，可以选用沸点在-50-30℃，常温(21℃)下压力低于0.4Mpa的环保发泡剂，用量也减少了。
其中，发泡剂为丙烷、异丁烷、正丁烷、丙丁烷、异戊烷、新戊烷、二甲醚、氢氟烷、氢氟烯烃中的一种或多种。
抛射剂为可液化气体、压缩气体中的一种或多种。可液化气体为丙烷、丙丁烷、二甲醚、氢氟烷、氢氟烯烃的一种或多种；压缩气体为氮气、空气、二氧化碳、氧化亚氮中的一种或多种。
在使用时，操作人员打开阀门，打开阀门后，罐外压力低于罐内抛射剂压力，抛射剂的压力挤压内腔变形收缩，将内腔中的单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液喷出。本发明罐体结构能够实现胶的360度全向施工，施工前也不需要摇晃，不仅减轻了施工难度，还减少了施工步骤，保证了产品质量。
实施例5
按照表1中1#配方，为倒置使用的常规单组分聚氨酯泡沫填缝剂。发泡剂(抛射剂)为丙丁烷/二甲醚，发泡剂、抛射剂两者功能合二为一，共存于一个罐中，发泡剂(抛射剂)含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的20％。
产品制备成胶后用管式扳手倒置进行打胶，打胶前先摇晃罐30次，然后打胶。待泡沫完全固化后，测得泡沫芯密度为23.7kg/m3，打净率为94.2％，泡沫正常。进行正置或水平打胶，不能正常出胶，打出物全是气或很稀胶液，不能得到正常泡沫。
实施例6
按照表1中2#配方，在实施例1的基础上，发泡剂为丙丁烷和二甲醚，含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的12.5％。抛射剂为空气，充填压力为1MPa。
将实施例6的组分使用实施例1的罐体结构用管式扳手进行打胶，打胶前不摇晃，直接打胶。待泡沫完全固化后，测得泡沫芯密度为23.4kg/m3，打净率为95.1％，泡沫正常。打胶中，进行倒置、正置和水平打胶，均能正常出胶，均能得到正常一致的泡沫。
对比实施例5与实施例6，使用本发明罐体实施例6的产品，使用同样的发泡剂丙丁烷和二甲醚，得到几乎同样密度的泡沫，发泡剂用量减少了42％，降低了VOC含量，胶残留量更低，并可360度全方向打胶，同时打胶前不需摇晃。
实施例7
按照表1中3#配方，在实施例1的基础上，发泡剂为正丁烷和二甲醚，含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的12.5％。抛射剂为空气，充填压力为1MPa。
将实施例7的组分使用实施例1的罐体结构用管式扳手进行打胶，打胶前不摇晃，直接打胶。待泡沫完全固化后，测得泡沫芯密度为23.9kg/m3，打净率为96％，泡沫正常。打胶中，进行倒置、正置和水平打胶，均能正常出胶，均能得到正常一致的泡沫。
对比实施例6与实施例7，使用本发明罐体实施例7的产品，在发泡剂加量相同情况下，泡沫密度几乎一样(略高)，但因为正丁烷与胶液相容性较丙丁烷好，打净率更高，并且因正丁烷沸点更高，常温下压力更低，泡沫尺寸稳定性更好，对内袋强度要求也较低。
实施例8
按照表1中4#配方，在实施例1的基础上，发泡剂为正丁烷，正丁烷的含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的8.9％。抛射剂为丙丁烷，充填量15g，压力为0.41MPa(21℃)。
将实施例8的组分使用实施例1的罐体结构用管式扳手进行打胶，打胶前不摇晃，直接打胶。待泡沫完全固化后，测得泡沫芯密度为26.1kg/m3，打净率为90.4％，泡沫正常。打胶中，进行倒置、正置和水平打胶，均能正常出胶，均能得到正常一致的泡沫。
本实施例8中，使用了低压力的发泡剂正丁烷(21℃时0.12MPa)，正丁烷在常规单组分聚氨酯泡沫填缝剂配方中是不能单独使用的，因为压力太低，抛射功能不足，不能将胶液完全挤出，而采用本发明罐体结构后，正丁烷只作发泡剂，抛射功能由抛射剂承担，这就扩大了发泡剂的选择范围，低压力的正丁烷发泡剂也可使用，而低压力正丁烷发泡剂的使用，不仅可以减少发泡剂用量，节省成本，降低VOC释放，而且还会有益泡沫的某些性能(如尺寸稳定性)，也可以减轻内袋强度要求。
实施例9
按照表1中5#配方，在实施例1的基础上，发泡剂为正丁烷，正丁烷的含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的5.1％。抛射剂为丙烷，充填量15g，压力为0.76MPa(21℃)。
将实施例9的组分使用实施例1的罐体结构用管式扳手进行打胶，打胶前不摇晃，直接打胶。待泡沫完全固化后，测得泡沫芯密度为32.9kg/m3，打净率为88.6％，泡沫正常。打胶中，进行倒置、正置和水平打胶，均能正常出胶，均能得到正常一致的泡沫。
本实施例9采用本发明罐体结构后，即使使用低压力的正丁烷发泡剂，并且加量很少，胶液仍能正常打出且泡沫正常，而这在常规单组分聚氨酯泡沫填缝剂中是不能实现的。
实施例10
按照表1中6#配方，在实施例1的基础上，发泡剂为第三代较环保(ODP＝0，GWP较大，非VOC)不燃发泡剂HFC-134a，含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的17％。抛射剂为CO2，充填压力为1MPa。
将实施例10的组分使用实施例1的罐体结构用管式扳手进行打胶，打胶前不摇晃，直接打胶。待泡沫完全固化后，测得泡沫芯密度为27.7kg/m3，打净率为93.7％，泡沫正常。打胶中，进行倒置、正置和水平打胶，均能正常出胶，均能得到正常一致的泡沫。
本实施例10采用本发明罐体结构后，选用的是都不燃、较环保发泡剂HFC-134a和抛射剂CO2，无VOC排放，得到的产品不仅较环保，而且生产、运输、使用中都较安全，是比较理想的单组分聚氨酯泡沫填缝剂。
实施例11
按照表1中7#配方，在实施例1的基础上，发泡剂为最新第四代更环保(ODP＝0,GWP很小,非VOC)不燃发泡剂HFO-1234ze，含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的20％。抛射剂为N2，充填压力为1MPa。
将实施例11的组分使用实施例1的罐体结构用管式扳手进行打胶，打胶前不摇晃，直接打胶。待泡沫完全固化后，测得泡沫芯密度为29.3kg/m3，打净率为94.6％，泡沫正常。打胶中，进行倒置、正置和水平打胶，均能正常出胶，均能得到正常一致的泡沫。
本实施例11采用本发明罐体结构后，选用都不燃、更环保的发泡剂HFO-1234ze和抛射剂N2,无VOC排放，得到的产品不仅环保，而且生产、运输、使用中都较安全，是理想的单组分聚氨酯泡沫填缝剂。
实施例12
按照表1中8#配方，在实施例1的基础上，发泡剂为HFO-1234ze，HFO-1234ze的含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液的20％。抛射剂为N2，充填压力0.1Mpa。
将实施例12的组分使用实施例1的罐体结构用管式扳手进行打胶，由于外罐的抛射剂充填压力低，在出胶时，不能快速出胶，且胶不易打完，残留率高，无实用性。
综上所述，对于本发明罐体结构而言，外罐3的抛射剂预设压力为0.4-1.2Mpa。超过1.2MPa，包装有安全隐患。在上述压力范围内，既安全，又具有较好的施工效果。对于产品的性能，可以根据需求调节原材料的配比、组分以及选择合适的发泡剂、抛射剂和合适压力，可得到所需的产品。
表1.
其中，聚醚310、聚醚204、聚醚305为山东一诺威新材料有限公司生产的聚醚多元醇；TCPP为(三(2-氯丙基)磷酸酯)市售阻燃剂；B8871为赢创生产有机硅泡沫稳定剂；DMDEE为华茂伟业生产的二吗啉二乙基醚催化剂；M20S为巴斯夫生产的多亚甲基多苯基异氰酸酯(粗MDI)；HFO-1234ze为霍尼韦尔生产的第四代氢氟烯烃发泡剂(抛射剂)；二甲醚、丙丁烷、正丁烷、丙烷、HFC-134a为普通市售气雾剂发泡剂(抛射剂)；CO2、N2为普通市售气体。
以上所述仅为本发明的一些具体实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的罐体结构，其特征在于，从内到外依次包括内腔(5)和外罐(3)；内腔(5)为塑性材料，外罐(3)为耐高压材料，内腔(5)用于放置单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液，外罐(3)用于放置抛射剂；外罐(3)的下端设置有充气孔(6)和孔塞(7)，孔塞(7)与充气孔(6)可拆卸连接。
2.全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，其特征在于，包括权利要求1所述的罐体结构，包括以下步骤：
将组合聚醚、多亚甲基多苯基异氰酸酯灌入内腔(5)中；
向内腔(5)中充入发泡剂，并摇晃均匀，在内腔(5)中得到单组分聚氨酯泡沫填缝剂胶液；
从外罐(3)下端的充气孔(6)中充入抛射剂至预设压力，并用孔塞(7)密封静置后得到全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂。
3.根据权利要求2所述的全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，其特征在于，预设压力为0.4-1.2Mpa。
4.根据权利要求2所述的全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，其特征在于，组合聚醚包括聚醚和/或聚酯多元醇、增塑剂和/或阻燃剂、泡沫稳定剂和催化剂；其中，单组分聚氨酯泡沫填缝剂包括以下重量份数的组分：聚醚和/或聚酯多元醇13-24份、增塑剂和/或阻燃剂11-34份、泡沫稳定剂1.5-2.5份、催化剂0.3-0.5份、多亚甲基多苯基异氰酸酯40-54份和发泡剂4-22份。
5.根据权利要求2所述的全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，其特征在于，发泡剂为丙烷、异丁烷、正丁烷、丙丁烷、异戊烷、新戊烷、二甲醚、氢氟烷、氢氟烯烃中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，其特征在于，发泡剂为正丁烷，或发泡剂为正丁烷和二甲醚，发泡剂含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的1-16％。
7.根据权利要求5所述的全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，其特征在于，发泡剂为HFO-1234ze，HFO-1234ze的含量为单组分聚氨酯泡沫填缝剂的5-25％。
8.根据权利要求2所述的全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，其特征在于，抛射剂为可液化气体、压缩气体中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的制备方法，其特征在于，可液化气体为丙烷、丙丁烷、二甲醚、氢氟烷、氢氟烯烃的一种或多种；压缩气体为氮气、空气、二氧化碳、氧化亚氮中的一种或多种。
10.根据权利要求2-9任一所述的制备方法制备得到全向施工的单组分聚氨酯泡沫填缝剂。
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