一种聚氨酯泡沫及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯泡沫及制备方法和应用，涉及家电设备技术领域。本发明专利技术聚氨酯泡沫包括多元醇组合物、主发泡剂、辅发泡剂、高粘度黑料和催化剂；主发泡剂为戊烷，辅发泡剂为丁烷；高粘度黑料采用粘度为350～500mPa.s多苯基多亚甲基多异氰酸酯。聚氨酯泡沫在保温材料中的应用；聚氨酯泡沫用于冰箱的发泡层。本发明专利技术通过以高沸点环戊烷作为主体发泡剂，同时引入低沸点丁烷发泡剂，再辅以发泡助剂和高粘度黑料，制得的泡沫具有泡沫强度高、导热系数低、低温变形小。低温变形小。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯泡沫及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于家电设备
，特别是涉及一种聚氨酯泡沫及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯泡沫因具有优异的保温性能和承载强度，广泛应用于家电、建筑板材、管道和保温等行业，其导热系数、发泡密度是衡量泡沫性能的重要参数。导热系数是衡量泡沫保温性能优良的重要指标，而较低的发泡密度反映泡沫具有较低发泡成本。
[0003]在家电领域，冰箱、冰柜发泡一般采用环戊烷或环异戊烷发泡，近几年随着国家能效标准提升，结合降成本需要，越来越多的生产厂家采用环戊烷或环异戊烷与245fa(1,1,1,3,3
‑
五氟丙烷)、134a(1，1，1，2
‑
四氟乙烷)、152a(1,1
‑
二氟乙烷)或R600(正丁烷)混合发泡，但鉴于欧美国家对245fa和134a发泡剂限制，出口冰箱柜245fa、134a发泡剂已替代为LBA(反式
‑1‑
氯
‑
3,3,3
‑
三氟丙烯)和152a发泡剂；但152a发泡剂为HFC 类温室气体，虽目前可满足欧美出口要求，但其GWP值为124，未来可能受限；而R600发泡剂虽绿色环保，但其沸点相比134a和152a偏高，对泡沫密度降低有限，而且气相热导率较高，对泡沫保温性不利。
[0004]另外，环戊烷沸点较高且有一定的增塑性，低温下泡沫尺寸稳定性变差，一般通过增加泡沫密度来保障泡沫变形，但这增加了泡沫生产成本。 LBA发泡剂长期受专利保护、垄断，价格较高，这也给出口产品竞争力提升带来了较大的压力。
[0005]现有技术中，245fa和134a发泡剂GWP值高，不能用于出口欧美等产品， 152a虽目前可满足出口要求，但其仍为HFC类温室气体，未来使用可能受限； R600(正丁烷)发泡剂沸点相比134a和152a偏高，对泡沫密度降低有限，而且气相热导率较高，对泡沫保温性不利；另外，环戊烷沸点较高且有一定的增塑性，低温下泡沫尺寸稳定性变差，一般通过增加泡沫密度来保障泡沫变形。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种聚氨酯泡沫及制备方法和应用，采用以戊烷为主体发泡剂，引入低沸点丁烷发泡剂，再辅以发泡助剂和高粘度黑料，制得的泡沫具有密度低、导热系数低、强度高、低温变形小等优点，且具有环境友好性；解决了现有低温下泡沫尺寸稳定性变差的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术为一种聚氨酯泡沫的制备方法，包括如下步骤：
[0009]Stp1、将多元醇组合物、催化剂、水和硅油按比例混合均匀，熟化后得到组合聚醚；
[0010]Stp2、将组合聚醚、戊烷、发泡助剂和丁烷通过专用混料罐或静态混合器进行按工艺配比进行配料，制得的混合白料在料罐内进行保压，且保压压力为3～5bar，料温控制在18～22℃；
[0011]Stp3、将高粘度黑料与混合白料按1.15～1.25比例通过高压发泡机设备注入发泡模具中，料液经乳白、发泡、交联至完全固化，制得聚氨酯泡沫。
[0012]进一步地，所述Stp2包括：
[0013]Stp21、先将组合聚醚、环戊烷依次加入200L镀锌铁皮桶，搅拌0.5 小时后，再加入发泡助剂，继续搅拌1小时，得到含环戊烷、发泡助剂的混合白料；
[0014]Stp22、将含环戊烷、发泡助剂的混合白料用气泵抽到混料罐中，压力 0.15～0.3MPa，打开混料罐搅拌；
[0015]Stp23、用氮气压力将正丁烷缓缓压入混料罐中,混料罐压力调整至 0.3～0.5MPa，料温控制在18～22℃，搅拌1.5
‑
2小时后制得混合白料。
[0016]进一步地，以重量份计包括：多元醇组合物100份、水2.0～2.4份、催化剂2.0～2.5份、硅油2.2～3.0份、戊烷10～15份、发泡助剂0.5～ 1.5份、丁烷0.8～1.9份和高粘度黑料140
‑
160份。
[0017]进一步地，所述多元醇组合物、水、催化剂、硅油、戊烷、发泡助剂和丁烷构成混合白料；所述高粘度黑料和的混合白料重量比为1.15～1.25。
[0018]进一步地，所述多元醇组合物包括蔗糖聚醚多元醇、苯二胺聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇、苯酐聚酯多元醇中的一种或多种；所述丁烷为正丁、异丁烷中的一种或两种；所述戊烷为环戊烷、或环戊烷与异戊烷按(6～10)： (4～0)的比例组成的混合物；所述发泡助剂为全氟
‑
E
‑
(4
‑
甲基戊
‑2‑
烯)、全氟
‑
Z
‑
(4
‑
甲基戊
‑2‑
烯)中的一种或两种。
[0019]进一步地，所述多元醇组合物包含羟值350～400mgKOH/g、粘度5000～ 9000mPa.s的蔗糖聚醚多元醇22～32份，羟值350～450mgKOH/g、粘度 4500～8000mPa.s的苯二胺聚醚多元醇35～45份，羟值150～270mgKOH/g、粘度350～600mPa.s的甘油聚醚多元醇20～30份，以及羟值200～300mgKOH/g、粘度800～2500mPa.s的苯酐聚酯多元醇8～15份。
[0020]进一步地，所述化剂由二甲基环已胺、五甲基二亚乙基三胺、双
‑
二甲基氨基乙基醚、四甲基己二胺、1,2
‑
二甲基咪唑和二甲基苄胺、三甲基甲酸铵、乙季铵盐和辛季铵盐、三亚乙基二胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、二月桂酸二丁基锡、1,3,5
‑
三(二甲氨基丙基)
‑
六氢三嗪的一种或多种组成。
[0021]进一步地，所述高粘度黑料采用粘度为350～500mPa.s多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
[0022]聚氨酯泡沫的自由泡密度为21
‑
23Kg/m3，泡沫压缩强度为140
‑
150Kpa，在10℃下的泡沫导热系数为18.5
‑
20mw/mk，芯密度为29
‑
32Kg/m3。
[0023]聚氨酯泡沫在保温材料中的应用；所述聚氨酯泡沫用于冰箱的发泡层。
[0024]本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1、本专利技术以高沸点环戊烷作为主体发泡剂，同时引入低沸点丁烷发泡剂，再辅以发泡助剂和高粘度黑料，制得的泡沫具有泡沫强度高、导热系数低、低温变形小。
[0026]2、本专利技术组分丁烷沸点低，泡沫具有优异的流动性，同时有较高的蒸气压，采用本专利技术的方法制得的聚氨酯泡沫，可提供泡沫强度，减少发泡原料用量，从而降低材料成本。
[0027]3、本专利技术中的组分全氟烯烃发泡助剂，含有多个氟原则结构，具有良好成核效益，可使泡沫孔径更小更细腻、更均匀，进一步改善泡孔结构与强度，从而有助于降低导热系数，改善泡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯泡沫，其特征在于：包括多元醇组合物、主发泡剂、辅发泡剂、高粘度黑料和催化剂；所述主发泡剂为戊烷，所述辅发泡剂为丁烷；所述高粘度黑料采用粘度为350～500mPa.s多苯基多亚甲基多异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯泡沫，其特征在于，所述催化剂由二甲基环已胺、五甲基二亚乙基三胺、双
‑
二甲基氨基乙基醚、四甲基己二胺、1,2
‑
二甲基咪唑和二甲基苄胺、三甲基甲酸铵、乙季铵盐和辛季铵盐、三亚乙基二胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、二月桂酸二丁基锡、1,3,5
‑
三(二甲氨基丙基)
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六氢三嗪的一种或多种组成；所述多元醇组合物包括蔗糖聚醚多元醇、苯二胺聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇、苯酐聚酯多元醇中的一种或多种；所述丁烷为正丁、异丁烷中的一种或两种；所述戊烷为环戊烷、或环戊烷与异戊烷按(6～10)：(4～0.1)的比例组成的混合物。3.根据权利要求2所述的一种聚氨酯泡沫，其特征在于，所述多元醇组合物以重量份计包含羟值350～400mgKOH/g、粘度5000～9000mPa.s的蔗糖聚醚多元醇22～32份，羟值350～450mgKOH/g、粘度4500～8000mPa.s的苯二胺聚醚多元醇35～45份，羟值150～270mgKOH/g、粘度350～600mPa.s的甘油聚醚多元醇20～30份，以及羟值200～300mgKOH/g、粘度800～2500mPa.s的苯酐聚酯多元醇8～15份。4.根据权利要求2所述的一种聚氨酯泡沫，其特征在于，还包括水、硅油和发泡助剂；所述多元醇组合物、水、催化剂、硅油、戊烷、发泡助剂和丁烷构成混合白料；所述高粘度黑料和的混合白料重量比为1.15～1.25。5.根据权利要求4所述的一种聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚氨酯泡沫以重量份计包括：多元醇组合物100份、水2.0～2.4份、催化剂2.0～2.5份、硅油2.2～3.0份、戊烷10～15份、发泡助剂0.5～1.5份、丁烷0.8～1.9份和高粘度黑料140
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160份。6.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贞平，韩爱林，虞德成，宋健，
申请(专利权)人：长虹美菱股份有限公司，
类型：发明
国别省市：