一种聚氨酯发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，聚氨酯发泡材料由白料、黑料、发泡剂和成核剂经过发泡制备而成，聚氨酯发泡材料的发泡孔径为60‑80μm，导热系数为19‑20mW/m.K；发泡剂包括环戊烷和异戊烷，成核剂为氮气或二氧化碳；白料、黑料、环戊烷、异戊烷和成核剂的质量比为98‑105:7‑11:4‑8:8‑10:136‑142。本发明专利技术的聚氨酯发泡材料的成核剂为氮气或者二氧化碳，将氮气或者二氧化碳充分均匀溶解在白料中，可以使得白料形成大量小气泡核，小气泡核的尺寸小且分布均匀，可以有效降低聚氨酯发泡材料的泡孔孔径，并且使泡孔分布均匀，可降低聚氨酯发泡材料的导热系数，提高聚氨酯发泡材料的保温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯发泡材料及其制备方法
本专利技术涉及发泡材料
，具体来说涉及一种聚氨酯发泡材料及其制备方法。
技术介绍
聚合物发泡材料是以聚合物为基体材料，通过物理或化学方法使聚合物基体内部产生大量的泡孔结构。由于发泡材料独特的泡孔结构赋予了其一系列优良的性能，如密度低、隔热隔音、比强度高、缓冲等，因此在包装业、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业以及日用品等领域具有广泛的应用。常用的泡沫材料种类有聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料、聚乙烯(PE)泡沫塑料、聚丙烯(PP)泡沫塑料等。聚氨酯泡沫塑料在发泡过程中容易残留异氰酸酯，对人体有害，并且发泡材料无法回收利用。聚苯乙烯泡沫塑料产品降解困难，易产生“白色污染”问题，联合国环境组织已决定停止使用PS泡沫塑料产品。聚乙烯泡沫塑料耐高温性能较差，不适合在高温领域内应用。现有的基于热塑性聚氨酯的可模塑泡沫粒子颗粒尺寸较大，向模具中加料困难，并且填充到模具后颗粒之间缝隙较大，聚氨酯泡沫材料的发泡孔径大、发泡孔径分布不均匀，导热系数高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，以解决现有的聚氨酯发泡材料存在的发泡孔径大、发泡孔径分布不均匀的问题。为此，本专利技术提供了一种聚氨酯发泡材料，所述聚氨酯发泡材料由白料、黑料、发泡剂和成核剂经过发泡制备而成，所述聚氨酯发泡材料的发泡孔径为60-80μm，导热系数为19-20mW/m.K；所述发泡剂包括环戊烷和异戊烷，所述成核剂为氮气或二氧化碳；所述白料、所述黑料、所述环戊烷、所述异戊烷和所述成核剂的质量比为98-105:7-11:4-8:8-10:136-142。本专利技术还提供了一种聚氨酯发泡材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将组合聚醚加入到高低压循环系统中，在组合聚醚管路的过滤器出口处设有成核剂加入装置，当组合聚醚通过过滤器即将要进入混料罐时，打开成核剂加入装置，将成核剂混入组合聚醚中，然后使成核剂和组合聚醚加入到混料罐中；(2)将发泡剂加入到混料罐中并与组合聚醚混合，然后再将混合后的发泡剂和组合聚醚加入到缓冲罐中；(3)保持缓冲罐的压力为12-15Mpa，将异氰酸酯加入到黑料罐中，保持黑料罐的压力为12Mpa-15Mpa，且缓冲罐和黑料罐的压力差≤1Mpa；(4)通过枪头混合组合聚醚和异氰酸酯并注入发泡目标腔体中进行发泡得到聚氨酯发泡材料，发泡目标腔体的温度为35-50℃，枪头流量为800-1500g/s。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术提供了一种聚氨酯发泡材料及其制备方法，聚氨酯发泡材料由白料、黑料、发泡剂和成核剂经过发泡制备而成，聚氨酯发泡材料的发泡孔径为60-80μm，导热系数为19-20mW/m.K；发泡剂包括环戊烷和异戊烷，成核剂为氮气或二氧化碳；白料、黑料、环戊烷、异戊烷和成核剂的质量比为98-105:7-11:4-8:8-10:136-142。本专利技术的聚氨酯发泡材料的成核剂为气体成核剂，可以为氮气或者二氧化碳，将氮气或者二氧化碳加入到白料中，氮气或者二氧化碳充分均匀溶解在白料中，可以使得白料形成大量小气泡核，小气泡核的尺寸小且分布均匀，可以有效降低聚氨酯发泡材料的泡孔孔径，并且使泡孔分布均匀，从而可以降低聚氨酯发泡材料的导热系数，提高聚氨酯发泡材料的保温性能。使用环戊烷和异戊烷两种发泡剂可以有效提高发泡效果。结合附图阅读本专利技术的具体实施方式后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的聚氨酯发泡材料的光学显微电镜图；图2对比例1制备的聚氨酯发泡材料的光学显微电镜图；图3是本专利技术实施例1制备的聚氨酯发泡材料的电子显微电镜图；图4是对比例1制备的聚氨酯发泡材料的电子显微电镜图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术的聚氨酯发泡材料由白料、黑料、发泡剂和成核剂经过发泡制备而成，聚氨酯发泡材料的发泡孔径为60-80μm，导热系数为19-20mW/m.K；发泡剂包括环戊烷和异戊烷，成核剂为氮气或二氧化碳；白料、黑料、环戊烷、异戊烷和成核剂的质量比为98-105:7-11:4-8:8-10:136-142。本专利技术的聚氨酯发泡材料的成核剂为气体成核剂，可以为氮气或者二氧化碳，将氮气或者二氧化碳加入到白料中，使得氮气或者二氧化碳充分均匀溶解在白料中，可以使得白料形成大量小气泡，小气泡的尺寸小且分布均匀，可以有效降低聚氨酯发泡材料的泡孔孔径，并且使泡孔分布均匀，从而可以降低聚氨酯发泡材料的导热系数，提高聚氨酯发泡材料的保温性能。使用环戊烷和异戊烷两种发泡剂可以有效改善发泡效果，可以使得聚氨酯发泡材料的泡孔更细腻，且泡沫分布更均匀。优选地，白料为组合聚醚，黑料为异氰酸酯。本专利技术还提供了聚氨酯发泡材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将组合聚醚加入到高低压循环系统中，在组合聚醚管路的过滤器出口处设有成核剂加入装置，当组合聚醚通过过滤器即将要进入混料罐时，打开成核剂加入装置，将成核剂混入组合聚醚中，然后使成核剂和组合聚醚加入到混料罐中；组合聚醚管路的过滤器出口处的组合聚醚流体的压力较大，可以使成核剂快速混入组合聚醚中，并可以使得成核剂充分均匀溶解在组合聚醚中，进而可以使得组合聚醚形成大量小气泡核，小气泡核的尺寸小且分布均匀，可以有效降低聚氨酯发泡材料的泡孔孔径，并且使泡孔分布均匀，从而可以降低聚氨酯发泡材料的导热系数，提高聚氨酯发泡材料的保温性能。(2)将发泡剂加入到混料罐中并与组合聚醚混合，然后再将混合后的发泡剂和组合聚醚加入到缓冲罐中；(3)保持缓冲罐的压力为12-15Mpa，将异氰酸酯加入到黑料罐中，保持黑料罐的压力为12Mpa-15Mpa，且缓冲罐和黑料罐的压力差≤1Mpa；(4)通过枪头混合组合聚醚和异氰酸酯并注入发泡目标腔体中进行发泡得到聚氨酯发泡材料，发泡目标腔体的温度为35-50℃，枪头流量为800-1500g/s。优选的，步骤(1)中，成核剂加入装置可以为储气罐和加气阀，储气罐和加气阀相连，加气阀安装在过滤器出口处，打开加气阀可以使得储气罐中的气体成核剂混入到组合聚醚中。优选的，步骤(1)中，高低压循环系统的压力为12-15MPa，温度为18-22℃。发泡剂为环戊烷和异戊烷，成核剂为氮气或二氧化碳。组合聚醚、异氰酸酯、环戊烷、异戊烷和成核剂的质量比为98-105:7-11:4-8:8-10:136-142。实施例1(1)将组合聚醚加入到高低压循环系统中，在组合聚醚管路的过滤器出口处设有成核剂加入装置，当组合聚醚通过过滤器即将要进入混料罐时，打开成核剂加入装置，将成核剂二氧化碳混入组合聚醚中，然后使二氧化碳和组合聚醚加入到混料罐中；高低压循环系统的压力为12MPa，温度为18℃；(2)将发泡剂环戊烷和异戊烷加入到混料罐中并与组合聚醚混合，然后再将混合后的环戊烷、异戊烷和组合聚醚加入到缓冲罐中；(3)保持缓冲罐的压力为13Mpa，将异氰酸酯加入到黑料罐中，保持黑料罐的压力为12Mpa，缓冲罐和黑料罐的压力差为1Mpa；(4)通过枪头混合组合聚醚和异氰酸酯并注入发泡目标腔体中进行发泡得到聚氨酯发泡材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料由白料、黑料、发泡剂和成核剂经过发泡制备而成，所述聚氨酯发泡材料的发泡孔径为60‑80μm，导热系数为19‑20mW/m.K；所述发泡剂包括环戊烷和异戊烷，所述成核剂为氮气或二氧化碳；所述白料、所述黑料、所述环戊烷、所述异戊烷和所述成核剂的质量比为98‑105:7‑11:4‑8:8‑10:136‑142。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料由白料、黑料、发泡剂和成核剂经过发泡制备而成，所述聚氨酯发泡材料的发泡孔径为60-80μm，导热系数为19-20mW/m.K；所述发泡剂包括环戊烷和异戊烷，所述成核剂为氮气或二氧化碳；所述白料、所述黑料、所述环戊烷、所述异戊烷和所述成核剂的质量比为98-105:7-11:4-8:8-10:136-142。2.如权利要求1所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述白料为组合聚醚，所述黑料为异氰酸酯。3.如权利要求1或2所述的聚氨酯发泡材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）将组合聚醚加入到高低压循环系统中，在组合聚醚管路的过滤器出口处设有成核剂加入装置，当组合聚醚通过过滤器即将要进入混料罐时，打开成核剂加入装置，将成核剂混入组合聚醚中，然后使成核剂和组合聚醚加入到混料罐中；（2）将发泡剂加入到混料罐中并...

【专利技术属性】
技术研发人员：那丹，杨洪光，韩照华，赵风阳，
申请(专利权)人：青岛海尔特种电冰柜有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37