聚氨酯泡沫及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种聚氨酯泡沫及其制备方法和用途。该聚氨酯泡沫由组合聚醚、混合发泡剂和异氰酸酯混合反应制成，按照组合聚醚100重量份，混合发泡剂的重量份为12～25，异氰酸酯的重量份为130～160；其中，组合聚醚中的组合多元醇包括木质素基多元醇，混合发泡剂包含环异戊烷和1,1,1,2‑四氟乙烷。本发明专利技术提供的聚氨酯泡沫，一方面，木质素中含有大量苯环和酚羟基和醇羟基，由木质素基多元醇制备的聚氨酯会提高聚氨酯的强度，另一方面，通过采用含有环异戊烷(环异戊烷由环戊烷和异戊烷组成)和1,1,1,2‑四氟乙烷(HFC‑134a)低沸点的发泡体系制备的聚氨酯泡沫自由泡密度超低(18.0～20.0kg/m

Polyurethane foam and its preparation methods and uses

The present invention provides a polyurethane foam, a preparation method and a use for the polyurethane foam. The polyurethane foam is composed of polyether, mixed foaming agent and isocyanate reaction mixture is made in accordance with the combined polyether 100 parts by weight, weight of a mixed foaming agent is 12 ~ 25, weight 130 ~ 160 isocyanate; wherein, polyether polyol combination including the lignin based polyol mixed foaming agent containing different ring pentane and 1,1,1,2 tetrafluoroethane. The present invention provides polyurethane foam, on the one hand, the lignin contains large amounts of benzene and phenol groups and hydroxyl groups, the lignin based polyol polyurethane prepared polyurethane will improve the strength, on the other hand, by using the ring containing isopentane (ring isopentane by cyclopentane and isopentane composition) and 1,1,1,2 PTFE ethane (HFC 134a) free foaming polyurethane foam system for preparation of ultra low density foam with low boiling point (18 ~ 20.0kg/m

【技术实现步骤摘要】
聚氨酯泡沫及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种高分子材料，更具体而言，涉及一种聚氨酯泡沫和用于制备该聚氨酯泡沫的制备方法。
技术介绍
聚氨酯发泡在冰箱中主要起到绝热保温、骨架支撑以及胶黏剂填充作用，是冰箱制造工序上必不可少的重要环节。冰箱行业中目前替代CFC-11和HCFC-141b体系的主要发泡体系为环戊烷发泡体系。环戊烷体系的聚氨酯泡沫泡孔中的气体在冷凝时对泡孔产生溶胀，液态时，泡孔内部压力减小，形成压力差，导致泡沫与冰箱变形，对CFC-11而言，密度在32kg/m3就可以承受泡孔内压力减小产生的应力，而环戊烷则要求在35kg/m3时才能达到要求。而异戊烷由于蒸汽压不同，沸点较低，与环戊烷相比，温度较低时异戊烷还呈气态，对泡沫有一定的支撑作用，但由于异戊烷的蒸汽热导系数较环戊烷高，对保温性能有负面影响，目前在冰箱行业的低密度体系中未得到广泛应用。行业内主流冰箱厂的低导热发泡体系采用的是含有环戊烷和反式-1-氯-3，3，3-三氟丙烯(LBA)和/或1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)多元混合发泡剂，但LBA和HFC-245fa使用份数高(6-12份/100份组合聚醚)，产品密度大于31.5kg/m3，生产成本高。低密度、低导热的发泡体系是未来冰箱行业发泡体系的主流方向，但低密度的泡沫同时要保证一定的强度和抗压能力，防止冰箱在制冷时出现局部“收缩”现象且有力的支撑箱体结构。中国公开专利CN1900132公开了使用纳米级无机材料来提高泡沫的强度，但组合料的粘度增加，流动性变差。中国公开专利CN104672420公开了刚性结构的苯酰亚胺增强的聚氨酯改性剂改善了泡沫的强度，但该专利技术中采用1-氯-3，3，3-三氟丙烯复合发泡剂的泡沫密度仍≥34.0kg/m3，并不能显示出低密度下的高强度性能。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个方面的目的在于提供一种聚氨酯泡沫。本专利技术的第二个方面的目的在于提供一种用于制备上述聚氨酯泡沫的制备方法。本专利技术第三个方面的实施例在于提供一种上述聚氨酯泡沫及上述制备方法制备的聚氨酯泡沫在冰箱、冷柜内部保温材料中的用途。为实现上述目的，本专利技术的一个方面的实施例提供了一种聚氨酯泡沫，由组合聚醚、混合发泡剂和异氰酸酯混合反应制成，按照所述组合聚醚100重量份，所述混合发泡剂的重量份为12～25，所述异氰酸酯的重量份为130～160；其中，所述组合聚醚中的组合多元醇包括木质素基多元醇，所述混合发泡剂包含环异戊烷和1,1,1,2-四氟乙烷。本专利技术上述实施例提供的聚氨酯泡沫，一方面，木质素中含有大量苯环和酚羟基和醇羟基，结构较复杂，可取代部分聚醚多元醇制备聚氨酯材料，玻璃化温度较高，由木质素基多元醇制备的聚氨酯会提高聚氨酯的强度。另一方面，通过采用含有环异戊烷(环异戊烷由环戊烷和异戊烷组成)和1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)低沸点的发泡体系制备的聚氨酯泡沫自由泡密度超低(18.0～20.0kg/m3)，聚氨酯产品芯密度为27.0～29.0kg/m3，较行业的低密度泡沫体系(产品密度＝(31.0～32.0kg/m3)降低了8％以上，大大减少了发泡原料的用量，降低了生产成本，增加了企业效益，从而制备出超低密度、高强度的聚氨酯泡沫。另外，本专利技术上述实施例提供的聚氨酯泡沫还具有如下附加技术特征：上述技术方案中，优选地，所述木质素基多元醇的羟值为200mgKOH/g～300mgKOH/g，粘度为1000mPa·s～2000mPa·s，是通过以下方法制备得到：将10～50重量份的木质素加入100～150ml甲醛碱性溶液中，升温至30℃～65℃反应3～5h，再加入2.5～15重量份二乙醇胺，升温至70～90℃反应0.5h～3h后，用酸调节至多元醇充分析出，后处理得到木质素基多元醇。上述技术方案中，优选地，所述组合聚醚由100重量份的所述组合多元醇、1.0～4.0重量份的泡沫稳定剂、1.0～3.5重量份的催化剂、0.5～3.5重量份的水制备得到。上述技术方案中，优选地，所述组合多元醇还包括蔗糖聚醚多元醇。上述技术方案中，优选地，所述蔗糖聚醚多元醇的羟值为360mgKOH/g～420mgKOH/g，粘度为7000mPa·s～12000mPa·s，官能度为6～7，是以蔗糖为起始剂与氧化丙烯聚合得到。上述技术方案中，优选地，所述组合多元醇包括还包括：山梨醇聚醚多元醇、蔗糖和丙二醇复合聚醚多元醇和邻甲苯二胺聚醚多元醇，其中，按照蔗糖聚醚多元醇为20～40重量份，木质素基多元醇为5～15重量份，山梨醇聚醚多元醇为10～35重量份、蔗糖和丙二醇复合聚醚多元醇为5～15重量份、邻甲苯二胺聚醚多元醇为20～35重量份。上述技术方案中，优选地，所述山梨醇聚醚多元醇的羟值为380mgKOH/～470mgKOH/g，粘度为6000mPa·s～9000mPa·s，官能度为5.5～6.0，是以山梨醇为起始剂与氧化丙烯聚合得到；和/或，所述蔗糖和丙二醇复合聚醚多元醇的羟值为400mgKOH/～460mgKOH/g，粘度为1000mPa·s～2500mPa·s，官能度为3～5，是以蔗糖和丙二醇为复合起始剂与氧化丙烯聚合的聚醚多元醇，其中，蔗糖和丙二醇重量比为1：(2～4)；和/或，所述邻甲苯二胺聚醚多元醇的羟值为380mgKOH/g～450mgKOH/g，粘度为6000mpa·s～9000mPa·s，官能度为3.8～4.6，是以邻甲苯二胺为起始剂与氧化烯烃聚合而成的胺类聚醚多元醇。上述技术方案中，优选地，所述催化剂包括发泡型催化剂、凝胶型催化剂和聚合催化剂，其中所述发泡型催化剂包括五甲基二乙烯三胺、双-二甲基氨基乙基醚、N-甲基二环己基胺、四甲基己二胺中的一种或多种，所述凝胶型催化剂包括二甲基环已胺、1,2-二甲基咪唑、二甲基苄胺中的一种多种，所述聚合催化剂包括2-羟基丙基三甲基甲酸铵、乙季铵盐、辛季铵盐中的一种或多种；和/或，所述泡沫稳定剂包括含Si-C结构的硅油。上述技术方案中，优选地，所述异氰酸酯包括多亚甲基多苯基异氰酸酯。上述技术方案中，优选地，所述多亚甲基多苯基异氰酸酯的官能度为2.5～3.0，粘度为600mPa·s～800mPa·s，NCO的质量分数为31.0％±0.5％。上述技术方案中，优选地，所述混合发泡剂还包括1,1,1,3,3-五氟丙烷和反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯，其中，按照所述环异戊烷为6～15重量份，1,1,1,2-四氟乙烷的重量份为1～5，1,1,1,3,3-五氟丙烷的重量份为0～16，反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯的重量份为0～18；其中，所述环异戊烷由环戊烷和异戊烷组成，所述环戊烷的重量份：所述异戊烷的重量份＝(7～9)：(3～1)，且1,1,1,3,3-五氟丙烷和反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯的重量份数不同时为零。本专利技术另一个方面的实施例提供一种制备方法，用于制备上述任一实施例所述的聚氨酯泡沫，该制备方法包括：步骤S10，将组合多元醇、催化剂、水和泡沫稳定剂在25℃±5℃下加压至0.5MPa～1.5MPa进行物理混合并搅拌得到初混物；步骤S20，将环异戊烷在0.7～2.5MPa压力下与初混物一级混合0.5h～1.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯泡沫，其特征在于，由组合聚醚、混合发泡剂和异氰酸酯混合反应制成，按照所述组合聚醚100重量份，所述混合发泡剂的重量份为12～25，所述异氰酸酯的重量份为130～160；其中，所述组合聚醚中的组合多元醇包括木质素基多元醇，所述混合发泡剂包含环异戊烷和1,1,1,2‑四氟乙烷。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯泡沫，其特征在于，由组合聚醚、混合发泡剂和异氰酸酯混合反应制成，按照所述组合聚醚100重量份，所述混合发泡剂的重量份为12～25，所述异氰酸酯的重量份为130～160；其中，所述组合聚醚中的组合多元醇包括木质素基多元醇，所述混合发泡剂包含环异戊烷和1,1,1,2-四氟乙烷。2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述木质素基多元醇的羟值为200mgKOH/g～300mgKOH/g，粘度为1000mPa·s～2000mPa·s，是通过以下方法制备得到：将10～50重量份的木质素加入100ml～150ml甲醛碱性溶液中，升温至30℃～65℃反应3h～5h，再加入2.5～15重量份二乙醇胺，升温至70℃～90℃反应0.5h～3h后，用酸调节至多元醇充分析出，后处理得到木质素基多元醇。3.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述组合聚醚由100重量份的所述组合多元醇、1.0～4.0重量份的泡沫稳定剂、1.0～3.5重量份的催化剂、0.5～3.5重量份的水制备得到。4.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述组合多元醇还包括蔗糖聚醚多元醇。5.根据权利要求4所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述蔗糖聚醚多元醇的羟值为360mgKOH/g～420mgKOH/g，粘度为7000mPa·s～12000mPa·s，官能度为6～7，是以蔗糖为起始剂与氧化丙烯聚合得到。6.根据权利要求4所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述组合多元醇还包括：山梨醇聚醚多元醇、蔗糖和丙二醇复合聚醚多元醇和邻甲苯二胺聚醚多元醇，其中，按照所述蔗糖聚醚多元醇为20～40重量份，木质素基多元醇为5～15重量份，山梨醇聚醚多元醇为10～35重量份、蔗糖和丙二醇复合聚醚多元醇为5～15重量份、邻甲苯二胺聚醚多元醇为20～35重量份。7.根据权利要求6所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述山梨醇聚醚多元醇的羟值为380mgKOH/～470mgKOH/g，粘度为6000mPa·s～9000mPa·s，官能度为5.5～6.0，是以山梨醇为起始剂与氧化丙烯聚合得到；和/或，所述蔗糖和丙二醇复合聚醚多元醇的羟值为400mgKOH/～460mgKOH/g，粘度为1000mPa·s～2500mPa·s，官能度为3～5，是以蔗糖和丙二醇为复合起始剂与氧化丙烯聚合的聚醚多元醇，其中，蔗糖和丙二醇重量比为1：(2～4)；和/或，所述邻甲苯二胺聚醚多元醇的羟值为380mgKOH/g～450m...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵士虎，袁海霞，汪磊，张可可，
申请(专利权)人：合肥华凌股份有限公司，合肥美的电冰箱有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34