[發明專利]一種性能改進的硬質泡沫塑料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910030789.4
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN101555312A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 袁海順;邢文興;陶學飛;傅振華
• 申請（專利權）人: 南京紅寶麗股份有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/48;C08G18/66;C08J9/12
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明涉及一種性能改進的聚氨酯硬質泡沫塑料及其制備方法，屬于高分子化工材料領域。

背景技術

聚氨酯泡沫塑料是由聚醚多元醇和異氰酸酯在發泡劑作用下制得的泡沫制品，具有優良的保溫性能、力學性能、電學性能、聲學性能和耐化學品性能，特別是具有優異的絕熱性能，而廣泛應用于冰箱、冷柜、冷庫板、夾心板、管道保溫、冷藏集裝箱、建筑節能等絕熱保溫領域。在聚氨酯硬質泡沫塑料生產過程中，目前常用的發泡劑主要是環戊烷、HFC-245fa和HFC-365mfc。三種發泡劑各自存在優缺點：在采用環戊烷時，制備的泡沫密度較高，且泡沫的絕熱性能略差；在采用HFC-245fa制備泡沫時，組合料的溫度需適當降低；HFC-245fa和HFC-365mfc的原料價格較高，制備的泡沫成本明顯增加。而全氟烷烴(如PFA)是一種沸點較低的化合物，可作為發泡劑，同時它具有良好的成核性，制備的泡沫導熱系數明顯降低。另一方面，為降低泡沫成本，改善泡沫的低導熱系數，將環戊烷與HFC-245fa作混合發泡劑的技術已有報道，但沒有提及泡沫配方技術。同時上述現有技術還存在如下共性的問題：由于發泡劑的沸程較小，發泡時會受環境條件的影響較大。如地理環境，天氣條件(濕度)，影響泡沫的擴散或發泡，也降低發泡的可操作性，最終影響泡沫的綜合性能。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種采用混合發泡劑制備的硬質聚氨酯泡沫塑料。

本發明由以下原料按重量份數比經高壓發泡機充分混合反應而成：組合聚醚∶混合發泡劑∶異氰酸酯＝100∶7～27∶110～160。

上述組合聚醚由以下組份按重量份數比備制而成：

組合多元醇∶泡沫穩定劑∶催化劑∶水∶乳化劑＝100∶1.0～4.0∶0.5～5.0∶0.5～3.5∶0.5～10，前述組合多元醇包括二種或二種以上的多元醇。

上述組合多元醇至少含有一種是芳香聚羧酸、芳香氨基羧酸、芳香多胺和曼尼期堿作為起始劑與環氧化物反應而成的芳香聚醚，前述芳香聚醚優選芳香二胺與環氧化物反應而成的芳香聚醚多元醇，采用前述起始劑制備的芳香聚醚多元醇與發泡劑及異氰酸酯的兼容性較好。組合聚醚中的其它多元醇可采用以蔗糖、山梨醇、季戊四醇、甘油、乙二胺、三乙醇胺等常見的活潑氫化合物作為起始劑與環氧化物反應而成的聚醚多元醇，還可采用含有羥基的以植物油為原料制備的生物基多元醇；在上述聚醚多元醇與生物基多元醇中任選一種或一種以上作為其它多元醇。

上述組合多元醇中芳香聚醚多元醇和其它多元醇的重量份數比是(8～65)∶(35～92)。

在組合聚醚中添加乳化劑，具有降低原料體系的表面張力，乳化泡沫物料，改善原料組分的混溶性的作用。本發明所采用的乳化劑是負離子型乳化劑、正離子型乳化劑、非離子型乳化劑中的一種或一種以上任意比例的混合物。前述負離子型乳化劑選自羧酸鹽、硫酸鹽或磺酸鹽；正離子型乳化劑是胺的衍生物；非離子型乳化劑選自聚氧乙烯醚類或聚氧丙烯醚類。

上述組合聚醚中的混合發泡劑由下述發泡劑按重量份數比配制而成：

環戊烷∶HFC-245fa∶HFC-365mfc∶全氟烷烴＝15～80∶0～40∶5～45∶0～5，前述HFC-245fa和全氟烷烴不同時為零。

混合發泡劑還可加入少量的HFC-134a，其占混合發泡劑總重量的0～15％；混合發泡劑中環戊烷還可以是其它烷烴：如正戊烷、異戊烷、正丁烷、環己烷或環丁烷，或者是環戊烷和/或其它烷烴任選品種任意比例的混合物。

在聚氨酯泡沫塑料行業所用發泡劑中，環戊烷，在沸點和氣相導熱系數方面可提供較好的綜合平衡，價格較低廉，零ODP，GWP可忽略不計，但保溫性能較差；若混入一定量的HFC-245fa或HFC-365mfc，則可以提高泡沫抗壓強度和尺寸穩定性，降低芯密度，有效提高保溫性；使用HFC-245fa、HFC-365mfc并添加極少量的全氟烷烴，可以有效的降低混合發泡劑體系(環戊烷、HFC-245fa、HFC-365mfc)的導熱系數值；其中，全氟烷烴(如PFA)系有機氟化物，使用前先溶解在環戊烷中，零ODP，低GMP，環保性能良好，可促使多異氰酸酯與聚醚反應時更快的形成細密、均勻、密閉的泡孔，從而有效提高泡沫的絕熱保溫性能，降低熱導率。而且由于適量使用HFC-245fa、HFC-365mfc，減少了發泡原料用量，使本發明中的聚氨酯泡沫塑料成本降低，因此可增加企業的經濟效益。

上述組合聚醚中的異氰酸酯是MDI或聚合MDI或它們的混合物，混合物中NCO含量是30～60％。