低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提出一种低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫、制备方法及其应用，属于高分子材料领域，能够解决常规硬质聚氨酯泡沫仍存在导热性能不理想、保温性能较差以及无法替代VIP板使用的技术问题。其中，低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫，以重量份数计，包括以下组分：干白料100份、LBA发泡剂26

【技术实现步骤摘要】
低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及一种低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]硬质聚氨酯泡沫具有优良的隔热性能，被广泛应用于保温
，其环保性、导热系数(保温性能)、泡沫强度等是评价其性能的关键指标。
[0003]当前，广大用户越来越重视空间利用率的提升，一些新品冰箱为了满足用户需求，在冰箱容积不变的前提下，先通过减小冰箱壁泡层厚度的方式来提高容积率，随后为了补救冰箱保温性能损失而在冰箱侧板增加真空隔热板，简称“VIP板”。但是此种板材价格十分昂贵(约100元/m2，单台冰箱花费增加200
‑
400元)，并且VIP板的存在会压缩发泡流道空间，使得产品不良率大大增加。
[0004]为了解决VIP板存在的上述问题，行业内采取的措施多种多样，例如，美菱使用纯LBA替代冰箱两侧VIP板，保留后背VIP板；海信使用常规低沸点体系(CP+245fa+R600)配合两侧VIP板等，但是这些方法的保温性能并不理想，也仍然无法替代VIP板使用。由此可见，如何研发一款成本可控、低密度、导热性能理想且能够替代VIP板使用的硬质聚氨酯泡沫体系才是解决上述问题的关键。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对常规硬质聚氨酯泡沫仍存在导热性能不理想、保温性能较差以及无法替代VIP板使用的技术问题，提出一种成本可控、低密度、导热系数低、泡沫保温性能理想的硬质聚氨酯泡沫，该泡沫为“LBA+低沸点+甲酸甲酯”体系，其导热系数优于普通体系2
‑
3mW/mK，增加泡沫的保温性，能够替代VIP板的使用。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫，以重量份数计，包括以下组分：
[0008]干白料100份、LBA发泡剂26
‑
34份、低沸点发泡剂1
‑
5份、聚合MDI130
‑
170份以及甲酸甲酯改良剂3份；
[0009]其中，所述干白料包括组合聚醚87
‑
95份、表面活性剂2.5
‑
4份、催化剂1.5
‑
6份和水1
‑
3份。
[0010]在一实施方式中，所述低沸点发泡剂为丁烷发泡剂，聚合MDI为NCO含量30
‑
32％的异氰酸酯，且所述硬质聚氨酯泡沫的异氰酸酯指数为1.10
‑
1.30。
[0011]在一实施方式中，所述丁烷发泡剂为正丁烷、异丁烷或正丁烷和异丁烷以任意比例组成的混合物，聚合MDI选自聚合MDI万华PM
‑
200、聚合MDI万华PM
‑
2010和聚合MDI万华PM
‑
400中的一种或多种。
[0012]在一实施方式中，所述组合聚醚由甲苯二胺与氧化丙烯制得的聚醚多元醇A 30
‑
50份，以蔗糖为起始剂与氧化丙烯经加成反应制得的聚醚多元醇B 15
‑
30份，以山梨醇为起
始剂与氧化丙烯经加成反应制得的聚醚多元醇C 10
‑
20份，以甘油为起始剂与氧化丙烯经加成反应制得的聚醚多元醇D 3
‑
10份组成，和苯酐聚酯多元醇E 0
‑
20份；所述表面活性剂选自脂肪酸的碱金属盐、脂肪酸的胺盐、蓖麻油、蓖麻油酸、硅氧烷聚合物中的至少一种；所述催化剂包括发泡催化剂、凝胶催化剂和三聚催化剂，且所述发泡催化剂与凝胶催化剂、三聚催化剂的质量比为(2
‑
4):(3
‑
8):(1
‑
3)。
[0013]在一实施方式中，所述聚醚多元醇A羟值380
‑
480mgKOH/g，聚醚多元醇B羟值为360
‑
460mgKOH/g，聚醚多元醇C羟值为400
‑
500mgKOH/g，聚醚多元醇D羟值为160
‑
260mgKOH/g，苯酐聚酯多元醇E羟值390
‑
490mgKOH/g。
[0014]在一实施方式中，所述表面活性剂选自硅油L6863、硅油L6988、硅油AK8830、硅油B8525、硅油B8545中的至少一种；所述发泡催化剂选自五甲基二乙烯三胺、N
‑
甲基二环乙基胺、四甲基己二胺或双
‑
二甲基胺基乙基醚中任意一种或多种的混合物，凝胶催化剂选自二甲基苄胺、二甲基环己烷或三乙烯二胺中任意一种或多种的混合物，三聚催化剂选自醋酸钾、1,3,5
‑
三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、(2
‑
羟基丙基)三甲基甲酸铵、乙季铵盐或辛季铵盐中任意一种或多种的混合物。
[0015]本专利技术还提供了一种低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：
[0016]按照重量份数配比，将所述组合聚醚、表面活性剂、催化剂和水进行第一次混匀后，得到第一混合物；
[0017]将所述第一混合物与LBA发泡剂、甲酸甲酯改良剂进行第二次混匀，得到第二混合物；
[0018]将所述第二混合物与低沸点发泡剂进行第三次混匀，控制混匀压力为3.0
‑
4.0MPa，得到第三混合物；
[0019]进一步提高混合压力继续混匀后，得到第四混合物；
[0020]将所述第四混合物部分打入高压发泡机，开启高压循环模式，使得白料在高压发泡机料罐与管路中高速混合流动0.5h后，清洗高压发泡机，以防管路污染，将高压发泡机中白料放掉后，重新打入新的第四混合物，高压循环0.5h，控制黑白料15
‑
20℃，注射压力130
‑
150Mpa条件下，最终制备得到所述低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫。
[0021]在一实施方式中，所述第一次混匀是在20℃、混合压力0.5
‑
1.5MPa条件下混合1
‑
1.5h，第二次混匀是在20℃、混合压力1.5
‑
3.5MPa条件下混合1
‑
1.5h，第三次混匀的混匀压力为3.0
‑
4.0MPa条件下混合0.5h
‑
1.0h，制备所述第四混合物时采用的混匀压力为3.0
‑
4.5MPa。
[0022]本专利技术还提供了一种保温材料，利用上述任一实施方式所述的低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫制备得到。
[0023]本专利技术又提供了一种冰箱或冰柜，包含上述任一实施方式所述的保温材料，所述保温材料安装于冰箱或冰柜的侧板、后背板。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0025]1、本专利技术提供的低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫，该泡沫是一种“LBA+低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫，其特征在于，以重量份数计，包括以下组分：干白料100份、LBA发泡剂26
‑
34份、低沸点发泡剂1
‑
5份、聚合MDI130
‑
170份以及甲酸甲酯改良剂3份；其中，所述干白料包括组合聚醚87
‑
95份、表面活性剂2.5
‑
4份、催化剂1.5
‑
6份和水1
‑
3份。2.根据权利要求1所述的低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫，其特征在于，所述低沸点发泡剂为丁烷发泡剂，聚合MDI为NCO含量30
‑
32％的异氰酸酯，且所述硬质聚氨酯泡沫的异氰酸酯指数为1.10
‑
1.30。3.根据权利要求2所述的低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫，其特征在于，所述丁烷发泡剂为正丁烷、异丁烷或正丁烷和异丁烷以任意比例组成的混合物，聚合MDI选自聚合MDI万华PM
‑
200、聚合MDI万华PM
‑
2010和聚合MDI万华PM
‑
400中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫，其特征在于，所述组合聚醚由甲苯二胺与氧化丙烯制得的聚醚多元醇A 30
‑
50份，以蔗糖为起始剂与氧化丙烯经加成反应制得的聚醚多元醇B15
‑
30份，以山梨醇为起始剂与氧化丙烯经加成反应制得的聚醚多元醇C10
‑
20份，以甘油为起始剂与氧化丙烯经加成反应制得的聚醚多元醇D 3
‑
10份组成，和苯酐聚酯多元醇E 0
‑
20份；所述表面活性剂选自脂肪酸的碱金属盐、脂肪酸的胺盐、蓖麻油、蓖麻油酸、硅氧烷聚合物中的至少一种；所述催化剂包括发泡催化剂、凝胶催化剂和三聚催化剂，且所述发泡催化剂与凝胶催化剂、三聚催化剂的质量比为(2
‑
4):(3
‑
8):(1
‑
3)。5.根据权利要求4所述的低密度超低导热系数的硬质聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚醚多元醇A羟值380
‑
480mgKOH/g，聚醚多元醇B羟值为360
‑
460mgKOH/g，聚醚多元醇C羟值为400
‑
500mgKOH/g，聚醚多元醇D羟值为160
‑
260mgKOH/g，苯酐聚酯多元醇E羟值390
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓凯，王永帅，范才全，
申请(专利权)人：海信冰箱有限公司，
类型：发明
国别省市：