一种低密度低导热聚氨酯硬泡的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种低密度低导热聚氨酯硬泡材料，包括A组分和B组分，其中，所述A组分中按重量份算，包括如下组分：聚醚多元醇5

【技术实现步骤摘要】
一种低密度低导热聚氨酯硬泡的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯硬泡领域，具体涉及一种低密度低导热聚氨酯硬泡材料制备方法及应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯硬质泡沫是一种重要的高分子合成材料，具有优异的物理机械性能，耐化学性能、隔音性能和独特优异的加工性能。通常聚氨酯硬泡可由异氰酸酯和组合聚醚双组分制备，组合聚醚一般由聚醚多元醇、聚酯多元醇、发泡剂、催化剂等组分构成。
[0003]目前部分聚氨酯板材生产厂为了节省原料成本，在保证强度的情况下，对低密度聚氨酯硬质泡沫需求较大。同时，在节能减排大环境下，降低聚氨酯板材导热系数，从而降低在使用过程中的能量损耗也迫在眉睫。在保证泡沫强度情况下，如何尽可能降低泡沫密度，且不损失导热，成为聚氨酯硬泡行业内的技术挑战。
[0004]中国公开专利CN113896860A公开了通过全水作为发泡剂的低密度聚氨酯硬泡材料，但全水泡中水与异氰酸酯反应产生的二氧化碳溢出速率快，泡沫尺寸稳定性差。
[0005]HCFC
‑
141b等对臭氧层有破坏作用的发泡剂逐渐被取缔；HFC
‑
245fa、LBA等价格较高，不利于低成本要求。
[0006]综上所述，急需一种性价比比较高的聚氨酯硬泡组合料，可以解决成本高、不环保、导热差的问题，并使得制备的聚氨酯硬泡材料各项性能优异。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种适合于现有板材的“低密度低导热”聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。通过引入一种具有不饱和键和苯环结构的聚酯，不饱和键在异氰酸酯和羟基反应时，可以形成互穿网络，提高强度，同时使得高分子网络更紧密，泡孔更细腻，从而降低导热衰减。制备的聚氨酯硬泡产品泡沫密度低、导热系数低、强度好、隔音性能佳，且具有一定的阻燃性能。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种低密度、低导热聚氨酯硬泡材料，原料包括A组分和B组分，所述A 组分和B组分的质量比为100：130～250；
[0010]其中，所述A组分当中，按重量份计算，包括如下组分：
[0011][0012]其中，所述B组分为异氰酸酯。
[0013]所述聚醚多元醇的官能度为2
‑
5，羟值为100
‑
600mgKOH/g，粘度为 50
‑
4000mPa.s，含水量＜0.1％；
[0014]在本专利技术的一个优选实例中，所述聚醚多元醇是三官能度甘油和/或二官能度二乙二醇等为起始剂反应而得的产物。
[0015]所述聚酯多元醇为芳香族聚酯多元醇，官能度为2
‑
6，羟值为 150
‑
380mgKOH/g，粘度8000
‑
15000mPa.s，含水量＜0.1％；
[0016]在本专利技术的一个优选实例中，所述聚酯多元醇是基于二官能度苯甲酸和/或四官能度均苯四甲酸二酐等与乙二醇、丁二醇等反应而得到的产物。
[0017]所述不饱和键聚酯多元醇的羟值150
‑
350mgKOH/g，其结构式如下：
[0018][0019]其中n为聚合度，2≤n≤5，
[0020]所述不饱和键聚酯多元醇由衣康酸和苯乙二醇在催化剂作用下过酯化反应
[0021][0022]而得，反应过程如下所示：
[0023]一种实施方式中，所述衣康酸和苯乙二醇的摩尔比为1:1.1至1:1.3，催化剂为二
正丁胺、氧化锌、二月桂酸二丁基锡、钛酸四异丙酯中的一种或多种，反应温度为140
‑
180℃，反应时间为8
‑
10小时。
[0024]在本专利技术的一个优选实例中，所述阻燃剂为磷酸三(2
‑
氯乙基)磷酸酯即 TCEP，或磷酸三(1
‑
氯
‑2‑
丙基)酯即TCPP。
[0025]所述发泡剂为水和烷烃的混合物，两者混合质量比例为1:4至1:6。
[0026]在本专利技术的一个优选实例中，所述匀泡剂为聚硅氧烷
‑
聚氧化烯烃醚嵌段共聚物。
[0027]在本专利技术的一个优选实例中，所述胺类催化剂为高活性凝胶催化剂，包括但不限于五甲基二亚乙基三胺、N,N
‑
二甲基环己胺、三乙烯二胺、三乙胺、1,4
‑ꢀ
二甲基哌嗪、N,N
‑
二甲基苄胺和双二甲胺基乙基醚中的一种或多种，优选为五甲基二乙烯三胺、N,N
‑
二甲基苄胺、N,N
‑
二甲基环己胺中的一种或多种。
[0028]在本专利技术的一个优选实例中，所述三聚催化剂为金属钾盐类催化剂。
[0029]在本专利技术的一个优选实例中，所述B组分选自聚合MDI和液化改性MDI中的一种或多种，优选万华化学公司的PM400、Bayer公司的44V20和BASF公司的 M50S的一种或多种。
[0030]一种低密度低导热聚氨酯硬泡材料的制备方法，包括以下步骤：
[0031]S1:将多元醇组合、阻燃剂、匀泡剂、催化剂、发泡剂均匀混合制得A组分；
[0032]S2:将S1所得A组分与B组分多异氰酸酯混合，经高压发泡，制得所述聚氨酯硬泡。
[0033]在本专利技术的一个优选实例中，本专利技术所述高压发泡过程的条件为：料温 25
‑
35℃，表压100
‑
150bar，模具温度50
‑
70℃，脱模时间5
‑
15min。
[0034]在本专利技术的一个优选实例中，本专利技术所述聚氨酯硬泡密度≤31kg/m3，抗压强度≥150Kpa，导热系数≤21mw/m.K。
[0035]本专利技术还涉及所述低密度低导热聚氨酯硬泡材料在吊顶板、冰箱、热水器等保温材料中的用途。
[0036]本专利技术的有益效果在于：
[0037]第一、本专利技术提供的低密度低导热聚氨酯硬质泡沫，通过选择聚醚多元醇和芳香族聚酯多元醇、不饱和键聚酯多元醇复配，形成互穿网络，提高交联密度和泡孔细腻程度，在低密度情况下来保证低导热和高压缩强度及模量。
[0038]第二、本专利技术使用水和烷烃组成复合发泡剂，既可以满足环保要求，又可以降低成本，同时水和异氰酸酯反应生成脲基，也可以提高强度。
具体实施方式
[0039]为了更好的理解本专利技术，下面结合实例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于以下的实施例。
[0040]部分原料来源：
[0041]PM400：万华化学集团股份有限公司
[0042]蔗糖和二甘醇混合起始聚醚多元醇：R4110B(25℃粘度3000mPa
·
s,官能度为4，羟值440mgKOH/g)，万华化学(烟台)容威聚氨酯有限公司。
[0043]甘油起始聚醚多元醇：A310(25℃粘度3000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低密度低导热聚氨酯硬泡材料，包括A组分和B组分，其特征在于，所述A组分和B组分的质量比为100：130～250；其中，所述A组分当中，按重量份计算，包括如下组分：其中，所述B组分为异氰酸酯。2.如权利要求1所述的聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述聚醚多元醇官能度为2
‑
5，羟值为100
‑
600mgKOH/g，粘度为50
‑
4000mPa.s。3.如权利要求1或2所述的聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述聚酯多元醇为芳香族聚酯多元醇，官能度为2
‑
6，羟值为150
‑
380mgKOH/g，粘度8000
‑
15000mPa.s。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述不饱和键聚酯多元醇羟值150
‑
350mgKOH/g，其结构式如下：优选的，其中2≤n≤5。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述发泡剂为水和烷烃混合物，优选的，两者质量比为1:4至1:6。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的聚氨酯硬泡材料，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸三(2
‑
氯乙基)磷酸酯和/或磷酸三(1
‑
氯
‑2‑
丙基)酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，李雪艳，程东东，
申请(专利权)人：万华化学烟台容威聚氨酯有限公司，
类型：发明
国别省市：