一种硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法技术

一种硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征是硬质聚氨酯泡沫塑料由异氰酸酯和粗聚醚反应而成，其反应过程中加入成核剂和发泡剂，粗聚醚由聚醚多元醇、水、催化剂和稳定剂组成，聚醚多元醇由多种单体聚醚混合组成，聚醚多元醇的平均羟值为３００～７００ｍｇ　ＫＯＨ／ｇ，聚醚多元醇的羟基官能度为２～８，单体聚醚由环氧乙烷和／或环氧丙烷与具有２－８个活泼氢原子的引发剂反应生成，引发剂包括多元醇和多胺，多元醇包括甘油、三羟甲基丙烷、三羟乙基胺、季戊四醇、山梨醇和蔗糖醇。本发明专利技术具有硬质聚氨酯泡沫塑料完全符合环保要求且聚醚多元醇的溶解稳定性好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硬质聚氨酯泡沬塑料及其制备方法。
技术介绍
硬质聚氨酯泡沫塑料是一种性能优越的高分子合成材料，其具有密度 小、强度高、导热系数低和粘接强度大等特点，作为一种绝热保温材料被广 泛应用于冰箱、冷柜、冷藏集装箱和保温建材等领域。传统的PU聚氨酯泡沫塑料的制备方法是将发泡剂与粗聚醚混合均匀形成混合物，然后通过注射头将混合物和异氰酸酯在高压进行混合，最后通过高压注射至冰箱的箱体等特定区域。注射后，发泡剂在PU反应产生的高温下由液体转化为气体，产生大量气泡，使粗聚醚等生成的聚氨酯聚合物生成 泡沬结构，形成泡沬塑料。随着人类社会对环保节能的要求越来越高，需要进一步提高现有硬质聚 氨酯泡沬塑料的保温性能。由于粗聚醚是影响聚氨酯材料热导率的主要因 素，粗聚醚和异氰酸酯反应生成聚氨酯聚合物，聚氨酯泡沫塑料的热导率公式为入=人1+入2+人3,其中，A为聚氨酯泡沬的热导率，人l为发泡剂的 热导率，入2为聚氨酯材料的热导率，入3为热辐射。从公式可以得出，降 低聚氨酯泡沬的热导率的方法有1)改用低热导率的发泡剂；2)使用低热 导率的聚氨酯材料；3)减小泡沬孔径，降低热辐射。通过减小泡沬孔径、降低热辐射，从而降低聚氨酯泡沬的热导率的技术， 也就是发泡成核剂技术，其原理是在粗聚醚内加入成核剂，该成核剂主要是 氟化烃的混合物，成核剂在聚氨酯发泡过程中不参与化学反应，而是在聚氨 酯聚合反应的初期迅速成为极其细微的晶核，促使异氰酸酯MDI与聚醚多 元醇进行化学反应时形成细密、均勾和密闭的泡孔。相对于无晶核的发泡过程，相通单位面积内形成的闭孔泡的数目越多， 其泡沬孔径就越小，从而能有效降低硬质聚氨酯泡沬塑料的热导率，提高绝 热层的保温性能。因此，发泡成核剂技术便是其中一种有效的途径。三氯一氟甲烷CFC-11作为物理发泡剂在早期曾被广泛使用，其热导率较低，以其作为发泡剂制造硬质聚氨酯.泡沬塑料有着优异的保温效果，但是，由于三氯一氟甲烷CFC-11会破坏臭氧层，引起臭氧层空洞或温室效应，已 被禁止使用。作为三氯一氟甲烷CFC-ll的替代物，二氯一氟乙烷HCFC-141b也具 有较低的热导率，但是，二氯一氟乙烷HCFC-141b仍然对大气臭氧层有一 定的破坏性，国际上已提出禁用期限。现在行业内普遍应用HC (烃类化合物)和HFC (氟烃类化合物)等对 臭氧层无影响的发泡剂作为物理发泡剂。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种完全符合环保要求且聚醚多元醇的溶解稳 定性好的硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，以克服现有技术中的不足之 处。按此目的设计的一种硬质聚氨酯泡沬塑料，其特征是硬质聚氨酯泡沬塑 料由异氰酸酯和粗聚醚反应而成，其反应过程中加入成核剂和发泡剂， 粗聚醚由聚醚多元醇、水、催化剂和稳定剂组成，聚醚多元醇由多种单体聚醚混合组成，聚醚多元醇的平均羟值为 300~700mgKOH/g，聚醚多元醇的羟基官能度为2 8,单体聚醚由环氧乙烷和/或环氧丙烷与具有2-8个活泼氢原子的引发剂反 应生成，引发剂包括多元醇和多胺，多元醇包括甘油、三羟甲基丙烷、三羟乙基 胺、季戊四醇、山梨醇和蔗糖醇，多胺包括l, 2-乙二胺、甲苯二胺TDA和 二氨基二苯基甲烷DADPM,粗聚醚中的聚醚多元醇、催化剂、稳定剂和水各自所占的质量百分比依 次为91%~95%， 1%~3%， 1%~3%， 1%~3%，成核剂在硬质聚氨酯泡沫塑料中的质量百分比含量为0.5%~5%,随着 成核剂的含量增加，硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率降低1%~10%。，发泡剂在硬质聚氨酯泡沬塑料中的质量百分比含量为3% 10%， 发泡剂为戊烷类、HFC-134a、 HFC-245fa和HFC-365mfc中的任一种， 其中，戊烷类包括正戊垸、环戊烷和异戊烷，粗聚醚、发泡剂和成核剂的总质量和异氰酸酯的质量比为1: 1.0 1.3， 所述聚醚多元醇由多种单体聚醚混合组成，聚醚多元醇的羟基官能度为3~8。所述聚醚多元醇中含有甲苯二胺TDA，甲苯二胺TDA占整个聚醚多元醇的质量百分比为15%~75%。所述异氰酸酯为官能度大于2的多异氰酸酯多亚甲基多亚苯基酯。一种硬质聚氨酯泡沬塑料的制备方法，其特征是第一方案步骤一，将发泡剂、成核剂和粗聚醚通过第一混合装置进行均句混合， 制得为第一混合物；第一混合装置采用气动搅拌器，其转速为1500 rpm 6000rpm，搅拌时间15分钟~60分钟；在由发泡剂、成核剂和粗聚醚组成的第一混合物中，发泡剂、成核剂和 粗聚醚占整个第一混合物的总质量的质量百分比依次为1%~12%, 9% 29% ， 70%~卯％;步骤二，将上述第一混合物通过输送管道送往高压发泡设备，按下列的 工艺参数与异氰酸酯进行硬质聚氨酯泡沬塑料的制备；将上述第一混合物与异氰酸酯按l: 1.0-1.3的比例进行硬质聚氨酯泡沫 塑料的制备，制得第一原料，泡料压力控制在110bar 160bar，发泡时，工艺参数控制如下第一原料和异氰酸酯混合前的原料温度控制在15°C-28°C ，自由泡密度23-27kg/m3,芯密度29-36kg/m3，发泡速度乳白时间 5-12s，纤维时间50-75s，失粘时间75.s 95s，模温30。C 5(TC，工件表面温度大于等于30'C，采用预热烘道、熟化烘道工序，脱模时间 因产品大小、泡层厚度不同而在180s-600s的范围内变化；或者，第二方案步骤一，首先将发泡剂与成核剂通过第二混合装置进行混合制得第二混 合物，混合时间15分钟 60分钟；第二混合装置为循环混合装置；其中，在由发泡剂和成核剂组成的第二混合物中，发泡剂和成核剂占整 个第二混合物的总质量的质量百分比依次为5%~60%， 40% 95%,步骤二，将上述第二混合物和粗聚醚同时投放到第三混合装置内进行进 一步混合制得第三混合物，第二混合装置为静态混合装置；在由第二混合物和粗聚醚组成的第三混合物中，第二混合物和粗聚醚占 整个第三混合物的总质量的质量百分比依次为10%~30%, 70%~卯％，步骤三，将第三混合物通过输送管道送往高压发泡设备，最后与异氰酸 酯进行反应制备硬质聚氨酯泡沫塑料；将上述第三混合物与异氰酸酯按1: 1.0~1.3的比例进行硬质聚氨酯泡沬 塑料的制备，制得第二原料，泡料压力控制在110bar 160bar，发泡时，工艺参数控制如下第二原料和异氰酸酯混合前的原料温度控制在15'C-28°C，自由泡密度23-27kg/m3,芯密度29-36kg/m3,发泡速度乳白时间 5-12s ，纤维时间50-75s,失粘时间75 s ~95s,模温30 °C ~50 °C ，工件表面温度大于等于30'C，采用预热烘道、熟化烘道工序，脱模时间 因产品大小、泡层厚度不同而在180s-600s.的范围内变化。本专利技术使用的成核剂有别于常用的全氟类成核剂，其是一种由多种氟化 物和乳化剂组成的混合物，其与聚醚多元醇的溶解稳定性比普通的全氟代物 的成核剂要提高2~3倍以上。应用本专利技术制造的硬质泡沬塑料符合环保要 求。附图说明图1为本专利技术第一实施例的流程图。 图2为本专利技术第二实施例的流程图。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述。 参见图1-图2,本硬质聚氨酯泡沬塑料制作时， 第一方案步骤一，将发泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征是硬质聚氨酯泡沫塑料由异氰酸酯和粗聚醚反应而成，其反应过程中加入成核剂和发泡剂，　粗聚醚由聚醚多元醇、水、催化剂和稳定剂组成，　聚醚多元醇由多种单体聚醚混合组成，聚醚多元醇的平均羟值为３００～７００ ｍｇ　ＫＯＨ／ｇ，聚醚多元醇的羟基官能度为２～８，　单体聚醚由环氧乙烷和／或环氧丙烷与具有２－８个活泼氢原子的引发剂反应生成，　引发剂包括多元醇和多胺，　多元醇包括甘油、三羟甲基丙烷、三羟乙基胺、季戊四醇、山梨醇和蔗糖醇 ，　多胺包括１，２－乙二胺、甲苯二胺ＴＤＡ和二氨基二苯基甲烷ＤＡＤＰＭ，　粗聚醚中的聚醚多元醇、催化剂、稳定剂和水各自所占的质量百分比依次为９１％～９５％，１％～３％，１％～３％，１％～３％，　成核剂在硬质聚氨酯泡沫塑料中 的质量百分比含量为０．５％～５％，随着成核剂的含量增加，硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率降低１％～１０％。，　发泡剂在硬质聚氨酯泡沫塑料中的质量百分比含量为３％～１０％，　发泡剂为戊烷类、ＨＦＣ－１３４ａ、ＨＦＣ－２４５ｆａ和ＨＦＣ－ ３６５ｍｆｃ中的任一种，其中，戊烷类包括正戊烷、环戊烷和异戊烷，　粗聚醚、发泡剂和成核剂的总质量和异氰酸酯的质量比为１∶１．０～１．３。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振焘，
申请(专利权)人：广东格兰仕集团有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]