改善硬质聚氨酯发泡塑料填充性能的方法技术

本发明专利技术涉及一种改善硬质聚氨酯发泡塑料的填充性能的方法，其特征在于在发泡过程中采用引气装置对需填充硬质聚氨酯发泡塑料的腔体内压进行控制，将影响反应液流动的气体引出，以使反应液在整个发泡反应过程中容易流动。本发明专利技术可将影响反应液产生的气体不断引出，使得反应液在整个反应过程中容易流动，从本质上解决了现有的聚氨酯硬泡成型过程中流动性能低、充填性差问题，大幅改善了泡沫成型过程中的充填性能。采用本发明专利技术制备的硬质聚氨酯泡沫，在保证性能的情况下，与不采用本发明专利技术相比，充填量减少了５～２０％。本发明专利技术利用现有的泡沫生产设备，并略作改造即可实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在硬质聚氨酯泡沫塑料领域，具体说是一种，通过采用引气装置对需填充硬质聚氨酯发泡塑料的腔体内压进行控制，将影响反应液流动的气体引出，以使反应液在整个发泡反应过程中容易流动，改善了硬质聚氨酯发泡的填充性能。
技术介绍
硬质聚氨酯泡沫塑料(简称聚氨酯硬泡)通常是在发泡剂的存在—卜-，由聚合异氰酸酯与多元醇组合料组分进行反应而成，通常用作冰箱、冷柜、冷库和管道的绝热保温材料。硬质聚氨酯泡沫的成艰i:艺有多种，最常用的是模塑发泡成型工艺。聚氨酯硬质泡沫发泡通常是在相对密封模具进行的。当原料经发泡机的枪头充分混合后，多元醇与水和异氰酸酯进行反应，同时放出热量，反应液的温度升高；而物理发泡剂通常是一种低沸点的化合物，受热汽化，形成气泡。少量的气体(发泡剂)从反应液中逸出，在模腔内累积，造成模腔内压的升高；另一方面，由F反应液的不断膨胀，使得模腔空间越来越小，模腔内压升高。这样，内压升高阻碍了反应液的流动。以冰箱为例，发泡前通常先将钢板外壳和塑料内胆进行预装，将它置丁-冰箱发泡模贝-内，外壳有外夹具，内胆有内模支撑。这样塑料内胆与钢板外壳之间围成腔体(见图3-l)。将多元醇组合料和发泡剂预先混合，再与异氰酸酯通过高压发泡机充分混合后注射入腔体中。这样异氰酸酯和多元醇进行反应，发泡剂受热汽化，使反应液膨胀，同时反应液在腔体内流动，直到充满整个腔体，最后l古l化成型。此过程中，反应液会逐步释放气体，如果不及时排出，这些气体会在模腔中累积，产生一定的内压，阻碍聚氨酯反应液的流动，使泡沫充填性变差。冰箱箱体口框处的连接方式是先将钢板折成"U"形，后将内胆折边插入后用热熔胶等固定(参见图3-2),这种连接方式使得钢板与内胆连接处儿乎没有什么空隙，难以fi然排气。硬质聚氨酯泡沫的性能与反应速度有直接的关系，反应速度通常以纤维时间来表征。 一般来说，较短的纤维时间，可获得更精细的泡孔结构，更快的问化时间。纤维时间越短，越不利于排气，泡沫的充填性越差。目前，硬质聚氨酯模塑发泡的工艺参数之纤维时间35-120秒。
技术实现思路
本专利技术要解决的就是现有的硬质聚氨酯发泡塑料在发泡成型过程中流动性能低、充填性差问题。中请人经研究发现在一个相对封闭的平板模腔内(参见图4-l)发泡，反应开始时，模具内发泡压力(表压)为0，反应液流动到(11)处，约反应中期，此时发泡压力增加，反应液流动到(12)处，接近反应后期，此时发泡压力接近最高。而且发泡压力大小与模具有密封性有关。密封性越好，发泡压力越高。上述发泡过程中的压力与时间的关系参见图4-2。试验表明反应液的流动距离越长，越接近反应的后期，造成内压越高，越不利于反应液的流动。参见图5-1和图5-2，在冰箱箱体空腔中，反应液流动到(13)位置，大约处于反应过程的中期，反应液流动到(14)位置，大约处于反应过程的后期。从(13)到(14)之间的内压增加很快，此过程最易产生排气不畅现象，造成泡沫充填性降低。申请人经研究还发现硬质聚氨酯模塑发泡的反应速度和发泡压力有一定的关系(见图4-3)，反应速度越快,模腔内压越高，导致泡沫充填性快速下降。因此硬质聚氨酯发泡纤维时间受到限制，在35 120秒的范围内。基于上述研究，申请人提出如下改善硬质聚氨酯发泡的填充性能的方法在发泡过程中采用引气装置对需填充硬质聚氨酯发泡塑料的腔体内压进行控制，将影响反应液流动的气体引出，以使反应液在整个发泡反应过程中容易流动。上述引气装置由压縮气体进气管、调压器、压力表、引气连接管、气体出气管组成，压縮气体进气管一端与气体调压器相连，另一端与气体出气管相接，引气连接管一端伸入需填充硬质聚氨酯发泡塑料的腔体内，另一端与气体出气管相连，压力表安装在引气连接管上。上述气体出气管采用文丘里管。该装置可通过压縮气体喷射形成负压，并用气体调压器调节压縮气体的压力，使压力表的表压为-O. 05 0MPa。此引气装置的工作原理是具有一定压力的压縮气体，由气体进气管通过喷嘴向引气连接管高速喷出，将气体的压力能变为动能，形成高速射流；引气连接管中的气体被高速射流强制携带形成混合流，进入气体出气管，从而使引气连接管内的压力降低，形成负压。通过气体调压器调节压縮气体的压力，也就调节了引气连接管内的压力，即调节了发泡腔体内的压力。上述引气装置还可以由真空泵、缓冲罐、调压器、引气连接管、压力表组成，缓冲罐一端与真空泵相连，另一端与调压器相连，引气连接管一端伸入需填充硬质聚氨酯发泡塑料的腔体内，另一端与调压器相连；压力表安装在引气连接管上。该装置可通过真空泵形成负压，并用调压器控制真空度，使压力表的表压为-O. 05 0MPa。此引气装置的工作原理是真空泵工作，使缓冲罐形成负压，与之相连接的引气连接管内的压力也降低。通过调压器调节引气连接管内的压力，即调节了发泡腔体内的压力。通过采用上述引气装置，可使发泡腔体内的压力也不大丁-o (表压)。为顺利引气、进一步加强引气效果，可在需填充硬质聚氨酯发泡塑料的腔体内预置引气元件，所述引气元件与引气装置的引气连接管相通。上述引气元件选用多孔引气管或带连接管的多孔塑料件，多孔塑料件的迮接管与多孔引气管相迮后与引气连接管相连，或直接分别与引气连接管相连；前述多孔引气管上分布冇一个以上的引气孔；前述带连接管的多孔塑料件为多孔空心塑料板和/或带填充物的多孔塑料袋，其中多孔空心塑料板表面分面有一个以上的引气孔，带填充物的多孔塑料袋表面分布有一个以上的引气孔，内部填充可通过气体的物质如玻纤、织物或矿物棉等。上述引气元件还可以是钢板或塑料板(也可以是其它材质)闱成的不封闭的管状物，围成的管状物折叠处存在间隙，管状物的未端与引气连接管相连，这样，模腔内的气体可通过折叠处间隙进入管内，再进入引气连接管内。为更冇利于引气，引气元件布置在需填充硬质聚氨酯发泡塑料的腔体内反应液流动距离较L(的部位，即处于发泡反应中期以后的位置。本专利技术所采用的硬质聚氨酯发泡塑料由异氰酸酯、物理发泡剂和组合料经发泡后形成，它们的虽量比为组合料物理发泡剂异氰酸酯=100:(7~30): (90 165)。上述异氰酸酯是指常用的聚合多异氰酸酯、二异氰酸酯或它们的混合物，其中混合物中NCO含量是25 45%。上述组合料是由多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、水和助剂按如卜堇量比配制而成多元醇泡沫稳定剂催化剂水助剂=100:(1.0~4.0):(0.6 10):(0.35~3.0):(0~20)。上述多元醇组分是由甘油与环氧化物制备的聚醚多元醇和下述多元醇中的至少一种组成的混合物由活性氢化合物与环氧化物反应制备的聚醚多元醇、由植物油或植物油的衍生物丄J活性氢化合物反应制成的生物基多元醇、由有机酸或酸酐或酯与三羟甲基丙烷、丙二醇、乙二醇、二乙—醇、丙-—醇、三乙二醇、二乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇胺或二异丙醇胺反应生成的聚酯多元醇，其中甘油与环氧化物制备的聚醚多元醇占混合物总重量的5~45%，优选10~40。/。。上述与甘油反应及与活性氢化合物反应来制备聚醚多元醇的环氧化物是环氧丙烷和环氧乙烷，它们与甘油合成聚醚多元醇时的重量比为环氧丙烷环氧乙烷=(50-100): (50~0)。上述与环氧化合反应来制备聚醚多元醇的活性氢化合物选自蔗糖、山梨醇、甘露醇、甲基葡萄糖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善硬质聚氨酯发泡塑料的填充性能的方法，其特征在于在发泡过程中采用引气装置对需填充硬质聚氨酯发泡塑料的腔体内压进行控制，将影响反应液流动的气体引出，以使反应液在整个发泡反应过程中容易流动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：芮敬功，邢益辉，姚志洪，
申请(专利权)人：南京红宝丽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]