硬质聚氨酯泡沫塑料及其生产方法技术

本发明专利技术涉及硬质聚氨酯泡沫塑料及其生产方法，所用原料为多异氰酸酯、组合聚醚和发泡剂，发泡剂由ＨＦＣ－２４５ｆａ、环戊烷和成核剂组成；各原料的重量份数是：组合聚醚１００份，ＨＦＣ－２４５ｆａ是１～１０份，环戊烷６～１２份，成核剂０．１～２．２份，多异氰酸酯１００～１３０份。生产方法包括以下步骤：ａ）将ＨＦＣ－２４５ｆａ、环戊烷和成核剂以循环输送泵循环混合；ｂ）以聚醚多元醇单体与水、催化剂、稳定剂混合制备组合聚醚；ｃ）将发泡剂与成核剂混合物与组合聚醚输送至静态混合器中混合；ｄ）混合物与多异氰酸酯反应发泡。本发明专利技术的泡沫塑料具有环保、成本低的优点，其综合性能与ＣＦＣ－１１发泡的水平相当。本发明专利技术为ＨＦＣ－２４５ｆａ的应用开辟了一条新的捷径，消除了其单独使用时的成本压力，从而使ＨＦＣ－２４５ｆａ得以大面积推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及泡沫塑料
，更具体地说，涉及一种硬质聚氨酯泡沫塑 料及其生产方法。
技术介绍
硬质聚氨酯泡沫塑料具有良好的保温性能和一定的强度，常用作冰箱、冷柜的保温层。传统的PU (聚氨酯)泡沫塑料的制备方法是以CFC-ll (3氯-氟 甲烷)为发泡剂，将组合聚醚的混合物POL (包括多元醇、水、催化剂、稳定 剂、发泡剂)与有机多异氰酸酯(MDI)高压混合，生成蜂窝状泡沫结构的泡 沬塑料。CFC-ll是一种绝热性能优良的PU发泡剂，热导率(K值)为0.0074W/m K (l(TC以下同)，泡沫芯密度为28-32kg/m3，沸点23.8°C，硬泡热导率在0. 016-0.018 W/m'K范围。CFC-ll作为发泡剂，其泡沫绝热性能、安全性、发 泡工艺操作性是最佳的，而且原料用量很少，但因对大气臭氧层的破坏作用而 被禁用。在目前公知的替代发泡剂中，如c-pentane (环戊烷)、HFC-245fa (1， 1， 1， 3, 3——五氟丙烷)，虽然其环保性能良好，但在绝热性能、原料用量 等方面，c-pentane和HFC-245fa还不能达到CFC-ll发泡技术的水平。c- pentane (含c/i- pentane)在欧亚等地包括中国被首先广泛采用，在美国则使用 HFC-245fa。 c-pentane虽然容易获取、价格低廉但易燃易爆，保温性较差，其 硬泡的K值在0.020W/m'K左右，芯密度通常在35kg/m3左右；而HFC-245fa安全、不燃，硬泡K值在0.019W/m K左右，芯密度在31kg/m3左右，但生 产工艺复杂、价格较高而影响了其推广，成核剂(如3M公司的全氟代烃FA-188 等)可以有效降低PU泡沫K值，提高保温性能，但其价格昂贵。在PU行业 迫切需要寻找一种在综合性能上与CFC-ll相当，又兼具环保性的发泡剂及使 用该发泡剂制备PU的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种环保型、低 成本、综合性能与采用CFC-ll发泡技术的水平相当的硬质聚氨酯泡沬塑料。 本专利技术要解决的另一技术问题是，提供制备上述硬质聚氨酯泡沫塑料的生产方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是泡沫塑料使用多异氰酸 酯、组合聚醚和发泡剂为原料，组合聚醚由多种聚醚多元醇单体和催化剂、泡 沫稳定剂、水、组成，所述发泡剂由HFC-245fa、环戊烷和成核剂组成；各原 料的重量份数是组合聚醚100份，HFC-245fa是1~10份，环戊垸6 12份， 成核剂0.1~2.2份，多异氰酸酯100~130份。上述的泡沫塑料中，各原料的重量份数是组合聚醚100份，HFC-245fa 是6 8份，环戊垸7 9份，成核剂1.0-1.8份，多异氰酸酯U5 125份。上述泡沫塑料的生产方法，以多异氰酸酯、组合聚醚和发泡剂反应制备， 包括以下步骤a) 将HFC-245fa、环戊烷和成核剂以循环输送泵循环混合；b) 以聚醚多元醇单体与水、催化剂、稳定剂混合制备组合聚醚；C)将发泡剂与成核剂混合物与组合聚醚输送至静态混合器中混合；d)混合物与多异氰酸酯反应发泡。上述的泡沫塑料的生产方法，将HFC-245fa冷却至10 15。C后再与环戊烷混合。上述泡沫塑料的生产方法，以多异氰酸酯、组合聚醚和发泡剂反应制备， 包括以下步骤a) 将环戊烷和成核剂搅拌混合后输送至静态混合器；b) 以聚醚多元醇单体与水、催化剂、稳定剂混合制备组合聚醚；c) 将HFC-245fa与组合聚醚混合后输送至静态混合器中与环戊烷和成核 剂混合；d) 混合物与多异氰酸酯反应发泡。上述的泡沫塑料的生产方法，将HFC-245fa冷却至5~10°C，再与18~25 "C的组合聚醚相混合。上述的泡沫塑料生产方法，包含组合聚醚、混合发泡剂、成核剂的混合物与多异氰酸酯混合发泡的压力范围为110-160bar，混合料温是18-25°C，发泡 模具温度是30-50°C本专利技术的有益效果是1) 本专利技术充分利用C-pentane低成本的优点及冰箱行业既有的成熟的 大量专用配套设备；混入一定量的HFC-245fa，利用其低沸点、高 蒸汽压带来的泡沬良好抗压强度和尺寸稳定性优点，从而减少发泡 原料用量、降低芯密度，此外其安全、不燃的特性还可提高操作安 全性。2) 使用HFC-245fa并添加极少量的成核剂，有效降低了混合发泡剂(C-pentane+HFC-245fa)体系泡沬的K值。由于适量使用 HFC-245fa,并减少发泡原料用量，使本专利技术的硬质中密度聚氨酯 泡沫塑料成本比之单纯的C-pentane或HFC-245fa发泡体系有所下 降，可增加企业的经济效益。 3) C-pentane、 HFC-245fa和成核剂三种物质的合理搭配使用，使制作 出的PU泡沬兼具优良的环保、节能效果，其综合性能相当于CFC-11体系的PU泡沫。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是现有技术中环戊垸发泡的PU发泡流程图；图2是本专利技术以混合发泡剂在低温环境发泡的发泡流程图；图3是本专利技术以混合发泡剂在高(中)温环境发泡的发泡流程图。具体实施方式目前PU塑料所使用的发泡剂中，c- pentane保温性较差，HFC-245fa加 成核剂可以提高保温性能，但其价格昂贵。以上物质各有其显著的优缺点，本 专利技术的目的就是充分利用各自的优点，克服其不足，取长补短，从而获得在环 保方面符合市场要求、综合性能上接近CFC-ll体系的PU (聚氨酯)中密度 硬质泡沫塑料。本专利技术的硬质聚氨酯泡沫塑料的生产方法，所用原料为多异氰 酸酯、组合聚醚、发泡剂和少量的成核剂。成核剂是有机氟化合物，主要品种 包括3M的FA-188等牌号的全氟代烃，ODP=0， GWP值在数十到数百范围， 环保性良好，它能够促使MDI (多异氰酸酯)与聚醚多元醇进行化学反应时更 快形成细密、均匀、密闭的泡孔，从而有效提高泡沫的绝热保温性能、降低其 热导率。本专利技术采用C-pentane (含环/异戊垸)和HFC-245fe的混合物作为发泡剂， 其中C-pentane占的份额为50-90 wt%(以重量计算)，HFC-245fa占的份额10-50wt%。而且以C-pentane占50-75 wt%， HFC-245fa占25-50 wt。/。的配比效果最 佳。组合聚醚通常由4-5种聚醚多元醇单体和催化剂、泡沫稳定剂、水、组成， 多元醉类型主要包括蔗糖甘油基多元醇，甘油基多元醇，山梨醇基多元醇，芳 香族基多元醇等。成核剂在使用前先溶解在C-pentane中，主要品种包括全氟 代烃类，通常有5-6个碳原子，沸点40-50°C，并具有ODP=0及GWP很小(通 常在几十到数百之间)的特性。本专利技术的PU泡沫各原料的具体配料比如下表1，以各成分的重量份数计算表l<table>table see original document page 8</column></row><table>下面，具体讲述本专利技术的泡沫制备方法。 目前通用环戊烷发泡生产工艺路线如图1所示，大地罐中环戊烷由输送泵经管道送入静态混合器(MEF)，与此同时，组合聚醚也被输送到该静本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬质聚氨酯泡沫塑料，所用原料为多异氰酸酯、组合聚醚和发泡剂，组合聚醚由多种聚醚多元醇单体和催化剂、泡沫稳定剂、水、组成，其特征是：所述发泡剂由ＨＦＣ－２４５ｆａ、环戊烷和成核剂组成；各原料的重量份数是：组合聚醚１００份，ＨＦＣ－２４５ｆａ是１～１０份，环戊烷６～１２份，成核剂０．１～２．２份，多异氰酸酯１００～１３０份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡锋，游飞越，胡哲，吴振焘，
申请(专利权)人：广东科龙电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44[]