开孔聚氨酯泡沫体及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了开孔聚氨酯泡沫体及其制备方法，在开孔聚氨酯制备时加入无机纤维或有机纤维作为增强纤维；且为了能够显著提高与多元醇的相容性，有机纤维为经过离子化处理过，无机纤维经过偶联剂处理，均具有良好的分散性。本发明专利技术还进一步公开了上述开孔聚氨酯泡沫体在制备真空绝热板及在冰箱领域的应用。本发明专利技术实施例制备出的开孔聚氨酯泡沫体具有开孔率高、泡孔直径小、泡沫细腻、泡沫的尺寸稳定性好，泡沫的压缩强度高，不容易塌陷的优点，以此作为真空绝热板的芯材，具有导热系数低、重量轻，压缩强度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
开孔聚氨酯泡沫体及其制备方法、应用
本专利技术涉及聚氨酯泡沫塑料
，特别提供了一种开孔聚氨酯泡沫体及其制备方法、应用。
技术介绍
近年来，真空绝热板由于其优异的低导热性、体积小，而被广泛地用于冰箱、冰柜等深冷行业中。真空绝热版有覆盖膜材料、芯材料和吸气剂组成，芯材料的绝热性能对真空绝热板有着重要的影响，目前常用的芯材料主要以玻璃纤维为主，玻璃纤维制作工艺复杂，成本较高，而且制备的真空绝热板重量大。开孔聚氨酯因为开孔率高、强度大、质量轻，能够大大降低真空绝热板的重量，也经常被选为真空绝热板的芯材，目前通过高温分解直接的开孔聚氨酯，存在泡孔大，不均匀、抽真空时容易塌陷等问题。开孔聚氨酯作为真空绝热板芯材时,虽然其开孔率较高,但是因为开孔率过高,导致其压缩强度下降,在制备真空绝热板时因为抽真空而导致泡沫塌陷,因此增强开孔聚氨酯的结构强度对于制备真空绝热板有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于弥补现有技术的不足，提供一种成本低廉、工艺简单且具有较高机械强度的开孔聚氨酯泡沫体及其制备方法。本专利技术的另一目的在于提供该开孔聚氨酯泡沫体在真空绝热板制备中的应用。本专利技术的实施方式之一是公开了一种开孔聚氨酯泡沫体，所述开孔聚氨酯泡沫体由以下原料组成及重量份数比制备而成：所述增强纤维为经过离子化处理的有机纤维或经过偶联剂处理的无机纤维。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述有机纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚乙烯醇纤维、碳纤维中的至少一种；所述有机纤维的直径为1-10um，长径比为1-50。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述无机纤维选自石棉纤维、玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维中的至少一种；所述无机纤维直径为1-10um，长径比为1-50。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述多元醇由聚醚多元醇I、聚醚多元醇II、聚醚多元醇III和聚醚多元醇IV组成；所述聚醚多元醇I是以双酚A与多元醇作为起始剂与氧化烯烃通过加成反应制备得到；所述多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇中的一种或多种；聚醚多元醇I的粘度为200-350mPa·s，羟值为160-300mgKOH/g，平均官能度为2-3；所述聚醚多元醇II是以甘油、三羟乙基丙烷中的至少一种作为起始剂与氧化烯烃通过加成反应制备得到，聚醚多元醇II的粘度为400-800mPa·s，羟值为250-500mgKOH/g，平均官能度为2-3；所述聚醚多元醇III是以烷烃二胺、甲苯二胺中的至少一种与季戊四醇作为起始剂与氧化烯烃通过加成反应制备得到；所述烷烃二胺的碳原子数为6-10个；所述聚醚多元醇III的粘度为1000-2000mPa·s，羟值为350-500mgKOH/g，平均官能度为3-5；所述聚醚多元醇IV是以木糖醇、蔗糖中的一种和二乙烯三胺作为起始剂与氧化烯烃通过加成反应制备得到；所述聚醚多元醇IV的粘度为2000-4000mPa·s，羟值为350-600mgKOH/g，平均官能度为4-6。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述发泡剂选自环戊烷、异戊烷、五氟丙烯(245fa)、1-氯-3,3,3-三氟丙烯(LBA)、六氟丁烯(FEA-1100)，和水的混合物发泡剂中的至少一种。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述匀泡剂为聚二甲基硅油。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述表面活性剂为聚甲基硅油。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯,异氰酸酯含量为30.5-32.0％，其粘度为150-250mPa·s。开孔剂是一类能够降低体系表面张力而且与体系不相容类物质，在发泡料发泡过程中，开孔剂能够很快打破泡孔的闭合性，促进泡孔的开孔。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述开孔剂选自液体石蜡、聚丁二烯、白炭黑、二甲基聚硅氧烷、聚氧化烯-硅氧烷共聚物、聚四氟乙烯中的至少一种。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述催化剂包括发泡型催化剂I、凝胶型催化剂II和三聚型催化剂III；其中，所述发泡型催化剂I为二甲氨基乙氧基乙醇；可选地，所述凝胶型催化剂II为六甲基三亚乙基四胺、三亚乙基二胺、三乙胺、N-(3-氨丙基)咪唑、N-(羟乙基)咪唑、包含异氰酸酯活性基团的胶凝催化剂中的一种或多种；优所述三聚型催化剂III为(2-羟基丙基)三甲基甲酸铵或辛季铵盐。另一方面，本专利技术实施例还公开了制备上述的开孔聚氨酯泡沫体的方法，所述方法包括以下步骤：S1、将多元醇、催化剂、匀泡剂和增强纤维在20-25℃，1-2bar下混合均匀，制成第一混合物；S2、将发泡剂加入到第一混合物中，加入表面活性剂，并在20-25℃，2-3bar下混合均匀，制成第二混合物；S3、将异氰酸酯加入到第二混合物后，制成第三混合物；将第三混合物在注射压力为135bar的条件下注入到预温为40-45℃模具中，进行发泡和熟化，制成开孔聚氨酯硬质泡沫；S4、将S3制备得到的开孔聚氨酯硬质泡沫冷却脱模，然后置于120-150℃温度下抽真空，进一步提高开孔率；S5、将S4制备得到的开孔聚氨酯硬质泡沫按照真空绝热板尺寸要求进行裁切，得到开孔聚氨酯泡沫体产品。通过以上物料及以上方法制备出的开孔聚氨酯泡沫体的泡孔直径小、泡沫更加细腻，而且其压缩强度较好、开孔率达到98％以上，能够满足真空绝热板芯材的需要。再一方面，本专利技术实施例公开了通过以上物料及以上方法制备出的开孔聚氨酯泡沫体在制备真空绝热板中的应用。进一步地，本专利技术实施例公开了上述真空绝热板及其具体的制备方法。所述真空绝热板包括所述开孔聚氨酯泡沫体制备的芯材，含有金属阻隔层的覆膜材料吸气剂；所述真空绝热板包括具有不同的材料组成的第一覆膜材料与第二覆膜材料，所述第一覆膜材料与第二覆膜材料具有不同的导热系数。所述芯材采用上述所制备的开孔聚氨酯泡沫体，其显著特征是开孔率达到98％以上，泡孔直径较小，泡沫细腻，压缩强度高，而且质量轻，有利于减轻真空绝热板的重量。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述覆膜材料选自具有热熔合的塑料膜、加强结构强度的尼龙膜、具有阻隔气体作用的金属膜及金属沉积膜以及外层具有保护作用的工程塑料膜中的至少一种。其中，所述热熔合塑料膜是指低密度聚乙烯，支化聚乙烯，聚丙烯中的至少一种。所述尼龙膜包括PA-6，PA-66中的至少一种。所述阻隔气体的膜为金属膜及金属沉积膜，优选地，所选择的金属为铝。所选工程塑料膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，具有显著地强度、抗划伤、耐化学的效果。作为本专利技术实施例的进一步改进，所述覆膜材料包括两种不同的覆膜材料，包括第一覆膜材料和第二覆膜材料，第一覆膜材料与第二覆膜材料有不同的材料组成，具有不同的导热系数，优选地，第一覆膜材料比第二覆膜材料导热系数低。具体地，第一覆膜材料包括聚乙烯薄膜(PE)(35um)/聚酰胺尼龙PA66(20um)/铝箔(10um)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(20um)。可选地，第二覆膜材料包括聚乙烯薄膜(PE)·(35um)/聚酰胺尼龙PA66(20um)/铝沉积(0.5um)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(20um)。第一覆膜材料与第二覆膜材料通过热熔膜热熔合在一起密封，第一覆膜材料与第二覆膜材料组成覆盖材料，形成容器，芯材与吸气剂置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开孔聚氨酯泡沫体，其特征在于，所述开孔聚氨酯泡沫体由以下原料组成及重量份数比制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种开孔聚氨酯泡沫体，其特征在于，所述开孔聚氨酯泡沫体由以下原料组成及重量份数比制备而成：所述增强纤维为经过离子化处理的有机纤维或经过偶联剂处理的无机纤维。2.根据权利要求1所述的开孔聚氨酯泡沫体，其特征在于，所述有机纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚乙烯醇纤维、碳纤维中的至少一种；所述有机纤维的直径为1-10um，长径比为1-50。3.根据权利要求1所述的开孔聚氨酯泡沫体，其特征在于，所述无机纤维选自石棉纤维、玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维中的至少一种；所述无机纤维直径为1-10um，长径比为1-50。4.根据权利要求1所述的开孔聚氨酯泡沫体，其特征在于，所述开孔剂包括液体石蜡、聚丁二烯、白炭黑、二甲基聚硅氧烷、聚氧化烯-硅氧烷共聚物、聚四氟乙烯中的至少一种；所述催化剂包括发泡型催化剂I、凝胶型催化剂II和三聚型催化剂III；所述发泡型催化剂I为二甲氨基乙氧基乙醇；所述凝胶型催化剂II为六甲基三亚乙基四胺、三亚乙基二胺、三乙胺、N-(3-氨丙基)咪唑、N-(羟乙基)咪唑、包含异氰酸酯活性基团的胶凝催化剂中的一种或多种；所述三聚型催化剂III为(2-羟基丙基)三甲基甲酸铵或辛季铵盐。5.根据权利要求1所述的开孔聚氨酯泡沫体，其特征在于，所述多元醇由聚醚多元醇I、聚醚多元醇II、聚醚多元醇III和聚醚多元醇IV组成；所述聚醚多元醇I是以双酚A与多元醇作为起始剂与氧化烯烃通过加成反应制备得到；所述多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇中的一种或多种；聚醚多元醇I的粘度为200-350mPa·s，羟值为160-300mgKOH/g，平均官能度为2-3；所述聚醚多元醇II是以甘油、三羟乙基丙烷中的至少一种作为起始剂与氧化烯烃通过加成反应制备得到，聚醚多元醇II的粘度为400-800mPa·s，羟值为250-500mgKOH/g，平均官能度为2-3；所述聚醚多元醇III是以烷烃二胺、甲苯二胺中的至少一种与季戊四醇作为起始剂与氧化烯烃通过加成反应制备得到；所述烷烃二胺的碳原子数为6-10个；所述聚醚多元醇III的粘度为1000-2000mPa·...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘站站，王海娟，高元锋，赵坤坤，李鹏，
申请(专利权)人：青岛海尔股份有限公司，青岛海尔电冰箱有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37