本发明专利技术公开一种绝缘装置，其通过空腔填充、快速胶凝的聚氨酯硬质泡沫体制备，该聚氨酯泡沫体基于以下制剂，其包含多元醇组分（含有至少5重量%的胺-引发的多元醇）和1.4至4重量份的催化剂组合，其中该催化剂组合包含至少一种胺催化剂且胺-引发的多元醇中存在的氮的重量百分比与催化剂系统中存在的氮的重量百分比的比例为2至8。该制剂注入空腔且空腔中的压力经受减少的大气压以获得在10°C平均板温度导热率少于约19mW/mK的硬质泡沫体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由基于异氰酸酯的泡沫体构成的绝缘装置，该泡沫体注入包含内衬和外衬的舱室的空腔，且涉及制备该绝缘装置的方法。
技术介绍
聚氨酯硬质泡沫体的商业最重要的应用之一为器具工业。在该应用中泡沫体提供对热和/或冷的绝缘，也可用来增加器具的结构完整性和/或强度。经常该泡沫体为复合物、夹层式构造的部分，其中也包括硬质或弹性材料的至少一个外层，例如，纸，塑料膜，硬质的塑料，金属薄片，玻璃非织造材料，硬纸板，等。在具体应用中，如冰箱和致冷机，聚氨酯硬质泡沫体的组分可注入空腔，其中该组分首先填充空腔，然后完全反应以形成最终的聚氨酯硬质泡沫体。为保证最终的泡沫体在空腔填充应用中所需的特性，尤其理想的是在较 短的时间完全引入泡沫体形成组分。对聚氨酯硬质泡沫体的另一重要的需求是对冰箱舱室或冷冻机壳体良好的粘合性。一种制备冰箱和致冷机的工业方法描述于PU Handbook by G. Oertel, Hanserpublisher (1985)。该冰箱/冷冻柜具有相对复杂设计的空腔，其壳体由金属和/或塑料制备。固定设备支持壳体的制备的壳(外壁表面)和衬(内壁表面)对抗所得泡沫体压力，并在它们之间保持适当的距离。该方法通常涉及一次注射所有液体反应物至装置中，因为浇注其它液体反应物至已上升的泡沫体中可导致缺陷和较差的泡孔结构。在该方法中，大气压的正常变化可强烈影响发泡过程。通常，在该装置中用作绝缘物的热绝缘和冷绝缘的聚氨酯硬质泡沫体可通过将有机多异氰酸酯与一种或多种较高粘度化合物通常在低分子量扩链剂和/或交联剂的存在下，在非臭氧消耗发泡剂和催化剂的存在下反应而制备，该化合物而包含至少两个反应性氢原子，如聚酯-和/或聚醚-多元醇。如果需要的话，可进一步包括辅剂和/或添加剂。选择合适的组分使得可制备具有可接受的低导热率和所需的机械特性的聚氨酯硬质泡沫体。例如，加拿大专利2，161，065公开了使用一种包含组分的制剂，该组分包含(单独或组合)至少32重量％的芳族基团。其中声称制剂的较高芳香性用来减少绝缘性能(导热率)达至少O. 5mW/mK，且也改善泡沫体的耐燃性和老化特性。在该应用中恰当的选择发泡剂经常是有问题的。尽管已知含氯氟烃(CFCs)长久以来在绝缘泡沫体中使用良好，但它们的使用出于环境原因而越来越多地受法律限制。因此，本领域已兴起减少或消除CFC使用，同时获得或尝试获得所需的接近使用CFC所得的性能的绝缘和机械性能的目标。这是特别重要的，因为作为一般规则，该发泡剂作为泡孔气体在聚氨酯硬质泡沫体中保持相当长的时间。因此，该泡孔气体本身，不仅是泡沫体基质，还提供了泡沫体的总体绝缘性能的非常显著的部分。在应用如电器器具中尤其是这样的，其中从泡孔出来的气体通常非常缓慢的扩散速率进一步通过将泡沫体包装在塑料或金属外层中减缓，或实际上阻止。尽管形成泡沫体的制剂的组分选择对于确定最终的聚氨酯硬质泡沫体的绝缘能力是重要的，本领域技术人员还必须解决工艺相关的问题，特别是因为它们涉及加工变化如何影响泡沫体的绝缘和机械能力。实现最佳泡沫体密度、泡孔尺寸，尤其是均匀性，同时确保优异的空腔填充或模填充性能，对于工业提出了挑战，从而寻找新的方式来引入制剂组分。例如，引入可通过单点注射实现，同时可通过以下实现，在多个位置注射，模具或“舱室”位置改变，即，该容器具有的空腔预定通过聚氨酯泡沫体填充，等。制剂在整个空腔中相对反应速率的移动速度也可为重要的因素。泡沫体胶凝越快，凝胶(或成串(string))时间越短，因此对于填充空腔而没有空隙更有挑战，这是由于反应物快速的粘性建立。短胶凝时间也与快速失粘时间(tack free time)相关,其呈现在获得形成泡沫体的制剂的适当流动性和泡沫体粘连至包含一个或多个限制或角的绝缘壳体装置的壁方面的挑战。另一重要性增加的问题是制备快速反应聚氨酯泡沫体中使用的胺催化剂的量的减少，因为该催化剂是潜在挥发性的，其造成环境和安全性问题。为有助于形成泡沫体的制剂在绝缘装置中的分布，已建议在减压下发泡。例如，WO2007/058793描述了模制聚氨酯硬质泡沫体的方法，其中I. 65至2. 15的密度/ λ (密度/热绝缘)比例在300至950mbar的压力和I. 03至I. 9的填充因子条件下实现。另一实例可参见U. S.专利5，439，945A，其公开了在减压下制备泡沫体，随后装进防止环境空气进入泡孔空隙的材料中。泡沫体中的气体在比现有技术系统更低的压力下达到平衡。尽管有许多解决这些问题的方法，但本领域仍然需要绝缘壳体装置和制备该装置的方法，该方法使得安全、有效、经济地生产封闭泡孔的聚氨酯硬质泡沫体，作为达到所需的模塑密度和绝缘因子的绝缘屏障，且没有空隙地填充空腔，同时提供良好机械特性、快速脱模性和对冰箱壳体良好的粘合性。
技术实现思路
本专利技术提供绝缘装置，其包括后壁、顶壁和至少两个侧壁，其中各壁在内衬和外衬之间包含聚氨酯泡沫体且该侧壁以85至95°的角度连接至后壁和顶壁；该后壁和侧壁具有的高度为O. 5至3米且该侧壁具有的宽度为O. 5至I. 5米，该后壁具有的宽度为O. 5至2.O 米;其中在内衬和外衬之间设置的聚氨酯泡沫体具有的厚度为20至120mm，且由包含以下物质的反应混合物制备有机多异氰酸酯；多元醇制剂，其包含含5至85重量％的至少一种胺-引发的多元醇的多元醇组分，所述多元醇制剂的标称平均官能度为3至8且平均羟值为200至850，每100重量份的多元醇制剂I至5重量份的催化剂系统，其中该催化剂系统包含至少一种胺催化剂，不含氯的氟烃(non-chlorofluorocarbon)物理发泡剂；和少于2重量％的水，基于制剂，其中不包括发泡剂的重量，源自多元醇组分的多元醇制剂中氮的重量百分比(Npol)为I至5，源自多元醇的氮与源自催化剂系统的氮的重量百分比的比例为2至8，且该反应混合物在不超过30秒内形成凝胶。在另一实施方案中本专利技术提供制备绝缘装置的方法，该装置包括后壁、顶壁和至少两个侧壁，其中各壁在内衬和外衬之间包含聚氨酯泡沫体且该侧壁以85至95°的角度连接至后壁和顶壁；该后壁和侧壁具有的高度为O. 5至3米且该侧壁具有的宽度为O. 5至I. 5米，该后壁具有的宽度为O. 5至2. O米，其中内衬和外衬之间设置的聚氨酯泡沫体具有的厚度为20至120mm，且由包含反应混合物制备，所述方法包括(a)制备反应性形成泡沫体的系统，其至少包含以下物质作为组分有机多异氰酸酯；多元醇制剂，其包含含5至85重量％的至少一种胺-引发的多元醇的多元醇组分，所述多元醇制剂的标称平均官能度为3至8且平均羟值为200至850，每100重量份的多元醇制剂I至5重量份的催化剂系统，其中该催 化剂系统包含至少一种胺催化剂，其中不包括发泡剂的重量，源自多元醇组分的制剂中氮的重量百分比(Npol)为I至5且源自多元醇的氮与源自催化剂系统的氮的比例为2至8 ;(b)将反应性形成泡沫体的系统在大气压或高于大气压注入空腔，其中该反应性形成泡沫体的系统在不超过25至30秒内形成凝胶(C)将该空腔经受降低的大气压；和(d)保持该降低的大气压至少直到凝胶形成闭孔的聚氨酯硬质泡沫体，该泡沫体具有的密度为28至40kg/m3，平均泡孔直径少于约250微米本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.21 EP 10425126.91.绝缘装置，其包括后壁、顶壁和至少两个侧壁，其中各壁在内衬和外衬之间包含聚氨酯泡沫体且该侧壁以85至95°的角度连接至后壁和顶壁；该后壁和侧壁具有的高度为O. 5至3米且该侧壁具有的宽度为O. 5至I. 5米，该后壁具有的宽度为O. 5至2. O米； 其中在内衬和外衬之间设置的聚氨酯泡沫体具有的厚度为20至120mm，且由包含以下物质的反应混合物制备 有机多异氰酸酯； 多元醇制剂，其包含含5至85重量％的至少一种胺-引发的多元醇的多元醇组分，所述多元醇的标称平均官能度为3至8且平均羟值为200至850， 每100重量份的多元醇制剂I至5重量份的催化剂系统，其中该催化剂系统包含至少一种胺催化剂， 不含氯的氟烃物理发泡剂；和 少于2重量％的水，基于多元醇制剂， 其中不包括发泡剂的重量，源自多元醇组分的多元醇制剂中氮的重量百分比(Npol)为I至5，且多元醇制剂中源自多元醇的氮的重量百分比与源自催化剂系统的氮的重量百分比(Ncat)的比例为2至8，且该反应混合物在不超过30秒内形成凝胶。2.权利要求I所述的绝缘装置，其中该泡沫体在10°C的平均板温度的导热率少于19W/mK，根据 ISO 12939/DIN 52612 测得。3.权利要求3所述的绝缘装置，其中该泡沫体具有的密度为28kg/m3至40kg/m3。4.前述权利要求中任一项的的绝缘装置，其中该胺-引发的多元醇通过将环氧烷加成至芳族胺；环脂族胺；亚甲基二(环己基胺)；1，2-，1，3-或1，4-二(氨基甲基)环己烷；氨基环己烷烷基胺；2_或4-烷基环己烷-1，3- 二胺；异佛尔酮二胺或其组合而制备。5.前述权利要求中任一项的绝缘装置，其中该胺-引发的多元醇包含18至60重量％的多元醇组分。6.权利要求I至5任一项所述的绝缘装置，其中该Ncat占多元醇制剂的O.3至O. 7重量％,不包括发泡剂的重量。7.权利要求6所述的绝缘装置，其中Npol比Ncat的比率为2.2至6。8.前述权利要求中任一项的的绝缘装置，其中该多异氰酸酯选自4，4’_，2，4’ -和2，2’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯和相应的异构体混合物；4，4’ -和2，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物；多苯基-多亚甲基多异氰酸酯；4，4’ -，2，4’ -和2，2’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物；及其组合。9.权利要求8所述的绝缘装置，其中所述多元醇制剂根据ASTMD445测量的在25°C的粘度为至少5，000cP。10.制备绝缘装置的方法，所述绝缘...
【专利技术属性】
技术研发人员：H克雷默，V帕伦蒂，F卡萨蒂，T莫利，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：
国别省市：
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