[發明專利]一種聚氨酯硬泡沫

在審

• 申請號: 201610074137.0
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105504203A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 馬昭鍵;張立穎;謝彤;馬珍;黃可煜;馬付杰
• 申請（專利權）人: 廣西吉順能源科技有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08J9/14;C08K7/26;C08K3/36
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;盧玉恒

技術領域

本發明涉及泡沫材料，尤其涉及一種聚氨酯硬泡沫。

背景技術

隨著能源日益緊缺和環保壓力的不斷增大，世界各國都開始力推開發可再生能 源，其中太陽能為利用和開發最廣、發展前景最好的可再生能源，現已廣泛應用于各行各 業，太陽能熱水器行業就是其中之一。我國蘊藏著豐富的太陽能資源，太陽能利用前景廣 闊，目前已是世界上太陽能熱水器的第一使用國和生產國。

眾所周知，對太陽能熱水器來說，水箱保溫材料的選擇是至關重要的，目前能用作 水箱的保溫材料主要有聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、超細纖維等。聚氨酯泡沫是由異氰酸酯與聚 醚組合物混合澆注至模具或水箱空腔內發泡制得，其中聚醚組合物含有聚醚多元醇、發泡 劑、催化劑、固化劑、阻燃劑、穩定劑等，由于聚氨酯泡沫具有成型工藝簡單、導熱系數低等 優勢，是水箱主要采用的保溫材料。

木質素結構中含有醇羥基，可以替代部分多元醇與異氰酸酯進行反應制備聚氨酯 硬泡，但由于羥基含量較低，導致其活性較低，限制了其應用；另外，在制備聚氨酯泡沫的過 程中，木質素常以大分子顆粒形式分散在多元醇當中，導致反應性能的下降以及泡孔的不 均勻，于是要想在聚氨酯中大量使用木質素，就必須解決好木質素的溶解問題。

植物油的主要分子組成為三酰基甘油酯，還有少量游離脂肪酸和部分甘油酯、 0.1-0.5%的磷脂、生育酚和維生素E。一般來說，植物油中的油酸含量越高，亞油酸和亞麻酸 含量越低，其氧化穩定性越好。植物油分子中含有大量的碳碳雙鍵，植物油的氧化機理主要 表現為活潑的烯丙基反應，這正是其氧化穩定性差的主要原因。植物油大部分由穩定原料 得到，因此是一種合算的聚氨酯原料，缺點是它缺乏與異氰酸酯反應所必需的活潑氫，故需 要對植物油進行改性。

聚氨酯硬泡沫在生產過程中，因其本身特性、生產工藝以及生產工人操作技能等 各方面的原因，普遍存在泡沫收縮的問題，容易導致泡沫與外殼部分脫落或全部脫落，最終 導致外殼變形，真空管口泡沫開裂，更有甚者，內膽和外殼之間的聚氨酯硬泡沫橫向或縱向 開裂，大大地降低了水箱的保溫效果。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種聚氨酯硬泡沫。該聚氨酯 硬泡沫擁有更優良的抗壓強度、拉伸強度等力學性能，同時克服了發泡成型后收縮性大的 缺點，避免水箱變形、起鼓起楞甚至開裂的現象，并保證了熱水器水箱的保溫性能。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種聚氨酯硬泡沫，所述保溫材料由以下重量分數的原料混合發泡而得：異氰酸酯70~ 100份，聚醚多元醇Ⅰ40~80份，聚醚多元醇Ⅱ10~30份，膨脹蛭石3~6份，納米二氧化硅5~8份， 發泡劑10~20份，催化劑1~5份，3-[聚(乙二醇-共聚-丙二醇)單甲基醚]丙基三烷氧基硅烷1 ~5份；所述聚醚多元醇Ⅰ為木質素聚醚多元醇，所述聚醚多元醇Ⅱ為由改性棕櫚油為起始 劑、環氧丙烷為聚合單體聚合而成的聚醚多元醇。

進一步地，所述異氰酸酯為二聚酸二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯、甲苯二異氰酸 酯或二苯甲烷二異氰酸酯中的一種或幾種。

進一步地，所述膨脹蛭石的粒徑為40~70目。

進一步地，所述納米二氧化硅為二氧化硅納米線或空心介孔二氧化硅納米球。

進一步地，所述發泡劑為一氟二氯己烷、三氯一氟甲烷、二氟二氯甲烷、一氯二氟 乙烷及二氯氟乙烷中的一種或幾種。

進一步地，所述催化劑為二乙醇單異丙醇胺或羥乙基乙二胺。

進一步地，所述聚醚多元醇Ⅰ的官能度為4.5~5.0，其羥值為370~410mgKOH/g，其按 照以下重量份數的原料和方法制成：

（1）稱取木質素50~100份，水30~50份，木質素過氧化物酶1~5份，過氧化氫酶1~3份，呋 喃乙醛1~10份及糠醇3~10份于反應器中，反應溫度為80℃，攪拌反應5小時，得到酶解改性 木質素；

（2）將酶解改性木質素100份、丙三醇250~350份、二甘醇100~300份及Pd-Fe催化劑0.01 ~0.05份混合于反應器中，控制反應溫度為120℃，由反應器底部通氮氣鼓泡反應，然后抽真 空，添加環氧丙烷2~10份，常壓密閉反應2小時，得到所述聚醚多元醇Ⅰ。

進一步地，所述聚醚多元醇Ⅱ的官能度為5.0~6.0，其羥值為360~430mgKOH/g，其 按照以下重量份數的原料和方法制成：