阻燃型热水器水箱用组合聚醚、阻燃聚氨酯保温泡沫及其制备方法技术

本申请涉及一种阻燃型热水器水箱用组合聚醚，源自阻燃型热水器水箱用组合聚醚的阻燃聚氨酯保温泡沫，以及所述阻燃聚氨酯保温泡沫的制备方法。以重量份数为基准计，本文所述的阻燃型热水器水箱用组合聚醚由下述原料组分制成：聚醚多元醇组合物50～80份，聚酯多元醇20～50份，催化剂2～3份，表面活性剂2～3份，物理发泡剂20～30份，化学发泡剂0.8～2.5份，和阻燃剂20～45份。本申请的有益效果在于通过添加阻燃剂，并调节聚醚多元醇及聚酯多元醇的种类及份数，实现泡沫从易燃变为难燃材料，氧指数达26％以上，且在22.5℃导热系数低于19.7mW/(m·k)，提升泡沫的防火安全性能和保温效果。

Combined polyether and flame retardant polyurethane foam for flame-retardant water heater tank and preparation method thereof

The invention relates to a combined polyether for flame-retardant water heater tanks, a flame retardant polyurethane thermal insulation foam derived from the combined polyether of the flame retardant water heater tank, and the preparation method of the flame retardant polyurethane thermal insulation foam. Based on the weight fraction, the water tank of the flame retardant water heater described in this paper is made of the following raw material components: polyether polyol composition 50-80 phr, polyester polyol 20-50 phr, catalyst 2-3 phr, surfactant 2-3 phr, physical foaming agent 20-30 phr, chemical foaming agent 0.8-2.5 phr, and flame retardant 20-45 phr. The beneficial effect of this application is that by adding flame retardants and adjusting the kinds and numbers of polyether polyols and polyester polyols, the foam can be changed from flammable to combustible material. The oxygen index is more than 26%, and the thermal conductivity of the foam is less than 19.7mW/ (M. K) at 22.5 degrees centigrade, so as to enhance the fire safety and thermal insulation effect of the foam.

【技术实现步骤摘要】
阻燃型热水器水箱用组合聚醚、阻燃聚氨酯保温泡沫及其制备方法
本申请涉及聚氨酯和保温材料
，具体来说，本申请涉及一种阻燃型热水器水箱用组合聚醚，源自阻燃型热水器水箱用组合聚醚的阻燃聚氨酯保温泡沫，以及所述阻燃聚氨酯保温泡沫的制备方法。
技术介绍
目前，我国的热水器行业已经发展了三十多年，随着世界能源日趋紧张，节能热水器成为行业发展的趋势，空气能热水器凭借其节能、高效、安全等优势迅速发展，成为新的绿色低碳产业。空气能热水器的工作原理如下：通过热力循环管把压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器连接起来形成闭合热力系统，通过吸收环境中的自然空气，利用逆诺卡原理让低温空气变成高温空气，然后将空气中的热能转移到水中对水加热，同时能够释放冷气调节室内温度。空气能热水器的耗电量远低于普通电热水器,大大节约生活成本，节能环保效果明显。硬质聚氨酯泡沫材料由于具有耐水性、易成型性能等，并且与多种材料之间有较强的粘接力，尤其具有优异的保温隔热性能，被广泛应用于各个行业中，在热水器行业中的优势尤其突出。例如，题为“一种聚氨酯泡沫保温材料及其制备方法”的中国专利技术专利申请201711167709.0披露了一种用于太阳能热水器保温的聚氨酯泡沫材料，其由聚醚多元醇、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、层状硅酸盐、膨胀珍珠岩、黄麻纤维、HFC-245a、水溶性硅油、二月桂酸二丁基锡、和季铵盐制成，所制备的聚氨酯泡沫材料具有一定的阻燃性，且导热系数小于等于18Mw/(m·k)。但是，现市场上所采用的空气能热水器用聚氨酯保温材料是未经阻燃处理的，氧指数在19％左右，属于易燃材料，一旦出现漏电或者遇上火源很容易燃烧，并且燃烧过程中会释放HCN、CO等有毒有害气体，给灭火以及火场逃生都带来很大的困难。因此，开发一种具有阻燃性能的空气能热水器水箱用硬质聚氨酯泡沫保温材料不仅是一种市场需求，也能够满足消防安全要求。
技术实现思路
本申请之目的在于提供一种阻燃型热水器水箱用组合聚醚，从而解决上述现有技术中的技术问题。通过选择特定的聚醚多元醇、聚酯多元醇和阻燃剂，并调整它们之间的重量配比，本文所述的组合聚醚在与异氰酸酯反应后可制备阻燃、低导热系数的阻燃聚氨酯保温泡沫。本申请提供的聚氨酯保温泡沫氧指数高于26％，在空气中不会持续燃烧，火源离开之后会立刻自动熄灭，大大提高空气能产品的防火安全性能，同时其在22.5℃导热系数低于19.7mW/(m·k)，能够满足不同能耗机型的保温要求。本申请之目的还在于提供一种源自阻燃型热水器水箱用组合聚醚的阻燃聚氨酯保温泡沫。本申请之目的还在于提供一种阻燃聚氨酯保温泡沫的制备方法。本申请之目的还在于提供一种阻燃聚氨酯保温泡沫在制备热水器水箱中的应用。为了实现上述目的，本申请提供下述技术方案。在第一方面中，本申请提供一种阻燃型热水器水箱用组合聚醚，其特征在于，以重量份数为基准计，其由下述原料组分制成：聚醚多元醇组合物50～80份，聚酯多元醇20～50份，催化剂2～3份，表面活性剂2～3份，物理发泡剂20～30份，化学发泡剂0.8～2.5份，和阻燃剂20～45份；其中，所述聚醚多元醇组合物由至少两种聚醚多元醇构成，聚醚多元醇满足以下条件：羟值为300～500mgKOH/g，25℃下粘度为200～12500mPa·s，水分含量小于0.20％；其中，所述聚酯多元醇满足以下条件：羟值200～330mgKOH/g，粘度在25℃时不大于2000～4500mPa·s，水分含量不大于0.15％。在第一方面的一种实施方式中，所述聚醚多元醇为DV125、YD8345、YD1050、SD2010、SA-380、SA-460中的任意一种；和/或，所述聚酯多元醇为聚酯多元醇PS2352、AK7004、PS3152中的任意一种在第一方面的一种实施方式中，所述催化剂为五甲基二乙烯三胺、DabcoBL-22、Dabco33LVR(A33)、DabcoBX405、DabcoDMEA、三(二甲氨丙基胺)中的至少一种。在第一方面的一种实施方式中，所述表面活性剂包括泡沫稳定剂。在第一方面的一种实施方式中，所述泡沫稳定剂为硅油AK8804、AK8882和AK8811中的至少一种。在第一方面的一种实施方式中，所述物理发泡剂为发泡剂环戊烷、LBA和HFC-245fa中的至少一种；和/或，所述化学发泡剂为水。在第一方面的一种实施方式中，所述阻燃剂为三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯中的至少一种。在第二方面中，本申请提供一种制备阻燃聚氨酯保温泡沫的方法，其特征在于，所述方法包括将如第一方面所述的阻燃型热水器水箱用组合聚醚与异氰酸酯在18～25℃下混合均匀，发泡成型后得到所述阻燃聚氨酯保温泡沫。在第二方面的一种实施方式中，所述异氰酸酯包括多苯基多亚甲基多异氰酸酯。在第二方面的一种实施方式中，所述阻燃型热水器水箱用组合聚醚与异氰酸酯的重量比为1:1～1:1.2。在第二方面的一种实施方式中，所述阻燃型热水器水箱用组合聚醚与异氰酸酯通过搅拌混合均匀，搅拌的转速为2500～3500转/秒。在第三方面中，本申请提供一种通过如第二方面所述的方法制备的阻燃聚氨酯保温泡沫。在第三方面的一种实施方式中，所述阻燃聚氨酯保温泡沫的阻燃级别达到GB/T8624-2012所规定的B2级别。在第三方面的一种实施方式中，所述阻燃聚氨酯保温泡沫在22.5℃下的导热系数低于19.7mW/(m·k)。在第四方面中，本申请提供一种如第三方面所述的阻燃聚氨酯保温泡沫在制备热水器水箱中的应用。在第四方面的一种实施方式中，所述热水器包括太阳能热水器和/或空气能热水器。与现有技术相比，本申请的有益效果在于通过添加阻燃剂，并调节聚醚多元醇及聚酯多元醇的种类及份数，实现泡沫从易燃变为难燃材料，氧指数达26％以上，且在22.5℃导热系数低于19.7mW/(m·k)，提升泡沫的防火安全性能和保温效果。具体实施方式除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适用的情况下，本申请中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。本申请中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果记载组分、物理或其它性质(如分子量，熔体指数等)是100至1000，意味着明确列举了所有的单个数值，例如100，101,102等，以及所有的子范围，例如100到166,155到170,198到200等。对于包含小于1的数值或者包含大于1的分数(例如1.1，1.5等)的范围，则适当地将1个单位看作0.0001，0.001，0.01或者0.1。对于包含小于10(例如1到5)的个位数的范围，通常将1个单位看作0.1。这些仅仅是想要表达的内容的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃型热水器水箱用组合聚醚，其特征在于，以重量份数为基准计，其由下述原料组分制成：聚醚多元醇组合物50～80份，聚酯多元醇20～50份，催化剂2～3份，表面活性剂2～3份，物理发泡剂20～30份，化学发泡剂0.8～2.5份，和阻燃剂20～45份；其中，所述聚醚多元醇组合物由至少两种聚醚多元醇构成，聚醚多元醇满足以下条件：羟值为300～500mgKOH/g，25℃下粘度为200～12500mPa·s，水分含量小于0.20％；其中，所述聚酯多元醇满足以下条件：羟值200～330mgKOH/g，粘度在25℃时不大于2000～4500mPa·s，水分含量不大于0.15％。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃型热水器水箱用组合聚醚，其特征在于，以重量份数为基准计，其由下述原料组分制成：聚醚多元醇组合物50～80份，聚酯多元醇20～50份，催化剂2～3份，表面活性剂2～3份，物理发泡剂20～30份，化学发泡剂0.8～2.5份，和阻燃剂20～45份；其中，所述聚醚多元醇组合物由至少两种聚醚多元醇构成，聚醚多元醇满足以下条件：羟值为300～500mgKOH/g，25℃下粘度为200～12500mPa·s，水分含量小于0.20％；其中，所述聚酯多元醇满足以下条件：羟值200～330mgKOH/g，粘度在25℃时不大于2000～4500mPa·s，水分含量不大于0.15％。2.如权利要求1所述的阻燃型热水器水箱用组合聚醚，其特征在于，所述聚醚多元醇为DV125、YD8345、YD1050、SD2010、SA-380、SA-460中的任意一种；和/或，所述聚酯多元醇为聚酯多元醇PS2352、AK7004、PS3152中的任意一种。3.如权利要求1所述的阻燃型热水器水箱用组合聚醚，其特征在于，所述催化剂为五甲基二乙烯三胺、DabcoBL-22、Dabco33LVR(A33)、DabcoBX405、DabcoDMEA、三(二甲氨丙基胺)中的至少一种。4.如权利要求1所述的阻燃型热水器水箱用组合聚醚，其特征在于，所述表面活性剂包括泡沫稳定剂。5.如权利要求4所述的阻燃型热水器水箱用组合聚醚，其特征在于，所述泡沫稳定剂为硅油AK8804、AK8882和AK8811中的至少一种。6.如权利要求1所述的阻燃型热水器水箱用组合聚醚，其特征在于，所述物理发泡剂为发泡剂环戊烷、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐军，郭莉，魏路，
申请(专利权)人：上海东大聚氨酯有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31