[發明專利]納米碳纖維聚醚多元醇乳化劑及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201910361457.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110016132B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 鐘仁升;陳文靖;王詩文;葉俊;朱霞林
• 申請（專利權）人: 萬華化學（寧波）容威聚氨酯有限公司
• 主分類號: C08G65/28
• 分類號: C08G65/28;C08G18/48;C08G18/50;C08J9/14;C08G101/00
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本發明提供了一種納米碳纖維(CNFs)聚醚多元醇乳化劑及其制備方法和用途。該乳化劑的聚醚多元醇分子鏈段中通過化學反應嵌入了CNFs。其制備方法為：在強氧化劑的作用下氧化CNFs成為含有羥基、羧基等含氧官能團的物質，獲得改性CNFs；改性CNFs先后與環氧乙烷和環氧丙烷在堿性催化劑作用下反應，得到CNFs聚醚多元醇乳化劑。本發明的乳化劑在應用于制備聚氨酯硬質泡沫時，可有效改善泡沫的各項性能。

技術領域

本發明涉及乳化劑領域，具體涉及一種納米碳纖維聚醚多元醇乳化劑及其制備方法和用途。

背景技術

冰箱、冷柜等產品的出現極大地提高了人們生活的便利性，但同時也在一定程度上也對環境造成了污染，隨著人們環保節能的意識越來越高，冰箱產品的質量等級也在一步步地提高，從起初的沒有能耗限制，到二級能耗要求，再到市場上普遍的一級能耗要求。

一般而言，影響能耗主要有三個因素：一是壓縮機的制冷效率，二是冰箱箱體的結構，三是聚氨酯硬質泡沫的導熱系數。聚氨酯硬質泡沫的導熱系數由固體導熱系數、氣體導熱系數和熱輻射組成，其中固體導熱系數主要與泡沫的密度有關，氣體導熱系數由微孔泡沫中的發泡劑和CO₂決定，熱輻射主要與泡孔的尺寸相關。固體泡沫的密度越低、發泡劑氣體導熱系數越低、泡沫孔徑越小，聚氨酯硬質泡沫的導熱系數越低，冰箱能耗值也就越低。一般發泡劑導熱系數越低，對大氣污染越嚴重，密度低強度不夠，泡沫容易收縮，因此，主要的改善方向在熱輻射。

降低聚氨酯泡沫熱輻射導熱系數的主要方法是降低泡沫孔徑大小，其關鍵是增加聚氨酯反應前期的成核數量，也就需要額外增加乳化劑。市場上常用的乳化劑為3M公司的3M-5056，3M-5056是一種含氟懸濁液，可以增加泡沫成核數量，但其相容性差，即使加入少量3M-5056，組合料穩定性也只能維持48h，而且該物質全球變暖潛能值(GWP)值高，對大氣污染嚴重，在很多國家禁止使用。

碳纖維材料經過多年的發展已得到材料開發人員的認可，但在聚氨酯組合料中直接添加碳纖維作為填料制備聚氨酯硬質泡沫，可能降低泡沫導熱系數及提高泡沫強度，但這種物理添加碳纖維的方法在實際使用時存在著各種問題，一方面碳纖維粒徑大，在液體中會不斷聚集并沉淀，影響組合料相容性及現場使用穩定性；其次，碳纖維粒徑大，造成聚氨酯硬質泡沫泡孔粗，導熱系數高；最后，使用碳纖維后，在聚醚多元醇與異氰酸酯反應過程中碳纖維不斷析出，造成成型后的泡沫表面缺陷多，會影響冰箱箱體美觀及性能。

因此，有必要研發一種既能夠改善聚氨酯硬質泡沫性能，又能夠使組合料長時間穩定的乳化劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠改善聚氨酯硬質泡沫性能，并且能夠使組合料長時間穩定的乳化劑。

本發明的另一目的在于提供該乳化劑的制備方法。

本發明的又一目的在于提供該乳化劑的用途。

為達到上述發明目，本發明采用的技術方案如下：

一種納米碳纖維(CNFs)聚醚多元醇乳化劑，該乳化劑在聚醚多元醇分子鏈段中通過化學反應嵌入了CNFs，所述乳化劑的結構通式如下：

其中，m₁-m₈分別獨立地為不小于0的整數，優選分別獨立地為0-3的整數但不同時為0；R為CH₃。

本發明中，所述乳化劑的羥值為20-100mgKOH/g，優選為40-70mgKOH/g，乳化劑粉末粒徑為2-18nm。