一種高強度聚氨酯硬質泡沫及其制備方法和用圖
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料泡沫塑料技術領域，具體涉及一種高強度聚氨醋硬質泡沫 塑料。 技術背景
[0002] 聚氨醋硬質泡沫作為一種保溫材料，其具有較好的隔熱性能、阻燃性能、較高的力 學性能等，已廣泛應用到冰箱、太陽能、熱水器、建筑、管道、集裝箱等領域。近年來，受到國 家環保政策、原料成本、生產效率、質量要求等方面的影響，客戶廠家對聚氨醋硬質泡沫的 性能要求越來越高。
[0003] 聚氨醋泡沫在一定芯密度的情況下，需保持較高的抗壓強度，高強度保證了冰箱 在制冷時不會出現局部"收縮"現象且有力地支撐箱體結構。為降低灌注量，節省原料成 本，"低密度"在國內冰箱客戶現場比較普遍，該就需要在降低泡沫灌注量（泡沫模塑密度降 低）的情況下，泡沫的強度性能盡量保持不變。在泡沫芯密度一定的情況下，如何盡可能提 高泡沫的壓縮強度成為聚氨醋硬泡行業內的技術挑戰。
[0004] 中國公開專利CN103755908A公開了通過使用填料空也玻璃珠改性聚氨醋硬質泡 沫來提高抗壓強度，但此方法會引起組合料黏度過高，不利于泡沫的流動性。中國公開專利 CN1900132公開了使用納米級無機材料來提高泡沫的強度，此舉同樣會引起泡沫的流動性 變差。可W看出通過添加無機填料的方式（即物理共混方法），對泡沫的強度改善明顯，但 會對泡沫的流動性能造成影響。
[0005] 現有聚氨醋硬質泡沫配方中多使用聚醋多元醇，中國公開專利CN10338468A公 開了一種基于芳族二元酸的聚醋多元醇W及由其制備的硬質聚氨醋泡沫。中國公開專利 CN102718957A公開了一種用于制備聚氨醋泡沫的芳姪聚醋多元醇及其制備方法。聚醋多元 醇的使用會使得硬質泡沫的泡孔變得細膩，導熱系數數值降低；普通聚醋多元醇中苯環含 量相對不高，對泡沫的抗壓強度改善不大；同時普通聚醋多元醇的粘度較低，使得泡沫的脫 模性能變差、泡沫后期熟化變慢，該需要增加H聚催化劑的用量，但會使得泡沫的流動性變 差。作為運用于家電體系的保溫材料，客戶對泡沫的阻燃性能要求越來越高，配方中聚醋多 元醇、反應型阻燃聚離、阻燃性添加劑的使用量增加，其使用使得泡沫的熟化、脫模、強度、 流動性等性能變差。
[0006] 因此，需找具有特殊結構的反應型物質用于組合聚離多元醇，用于提升聚氨醋泡 沫的整體性能。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供了一種適合于現有家電"低密度"體系的高強度聚氨醋硬 質泡沫。通過引進具有剛性結構的苯醜亞胺類聚氨醋改性劑和高粘度芳香胺類聚離多元醇 為主要原料，與高粘度多異氯酸醋反應制得高強度聚氨醋硬質泡沫，使得聚氨醋泡沫的強 度大幅提升，同時泡沫具有較好的粘結力、低溫尺寸穩定性好、泡孔細膩、較好的隔熱與一 定的阻燃性能。
[0008] 本發明的另一目的在于提供一種高強度聚氨醋硬質泡沫的制備方法。
[0009] 為實現W上發明目的，本發明采用的技術方案如下：
[0010] 一種高強度聚氨醋硬質泡沫塑料，由組合多元醇組分與多異氯酸醋組分在高壓機 混合下進行發泡制得，其特征在于，W組合聚離多元醇組份總重量份數為100計，組合聚離 多元醇中各組分重量份數分別為：
[0011]
【主權項】
1. 一種高強度聚氨酯硬質泡沫塑料，由組合多元醇組分與多異氰酸酯組分在高壓機混 合下進行發泡制得，其特征在于，以組合多元醇組份總重量份數為100計，所述組合多元醇 中各組分重量份數分別為： 苯酰亞胺類改性劑 5~丨5 芳香胺類聚醚多元醇 20~30 山梨醇類聚醚多元醇 30~45 低官能度聚醚多元醇 〇~10 泡沬穩定劑 2~4 復合型催化劑 2.0~3.0 水 丨_5~2.5 發泡劑 16~21。
2. 根據權利要求1所述的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料，其特征于，所述苯酰亞胺類改 性劑是具有剛性結構的苯酰亞胺聚酯多元醇，羥值為250~350mgK0H/g，其結構式為：
3. 根據權利要求1或2所述的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料，其特征在于，所述苯酰亞胺 類改性劑是由偏苯三酐與對氨基苯乙酸在催化劑作用下經過氨化反應后脫水環化形成含 氮五元雜環二元羧酸，該含氮五元雜環二元羧酸再與過量的環氧氯丙烷開環聚合而成。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料，其特征在于，所述 芳香胺類聚醚多元醇羥值為410~450mg KOH/g，25°C時的黏度為45000~55000mPa · s， 官能度為3. 5~4 ;是以芳香族二胺優選4, 4' -二苯甲烷二胺，與甘油、丙二醇和乙二胺中 的一種或兩種作為復合起始劑，以氧化乙烯或氧化丙烯作為聚合單體制備而成。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料，其特征在于，所述 山梨醇類聚醚多元醇的羥值為450~500mg KOH/g ;官能度為4~5,是以山梨醇與季戊四 醇、二甘醇和甘油中的一種或兩種作為復合起始劑，以氧化丙烯為聚合單體制備而成。
6. 根據權利要求1-5中任一項所述的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料，其特征在于，所述 的低官能度聚醚多元醇平均分子量為700~1000g/m 〇l，官能度為2~3,是以低官能度醇 類為起始劑，與氧化乙烯或氧化丙烯作為聚合單體制備而成，其中，所述低官能度醇類為丙 三醇、丙二醇、二乙二醇和乙二醇中的一種或兩種或多種，優選為二乙二醇和/或丙二醇。
7. 根據權利要求1-6中任一項所述的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料，其特征在于，所述 發泡劑為環戊烷和1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯；所述復合催化劑同時含有發泡型催化劑、凝膠 型催化劑和三聚型催化劑；其中，所述發泡型催化劑是雙（二甲胺基乙基）醚、五甲基二 亞乙基三胺和HP1038中的一種或兩種或三種，優選五甲基二乙烯三胺；凝膠型催化劑是 N，N-二甲基環己胺、三乙烯二胺、三亞己基二胺、二甲基乙醇胺和二甲基芐胺中的一種或兩 種或多種，優選N，N-二甲基環己胺；三聚型催化劑是TMR-2、醋酸鉀、油酸鉀、異辛酸鉀、辛 酸亞錫、1，3, 5-三（二甲氨基丙基）六氫三嗪、BX407和Debco PT304的一種或兩種或多 種，優選醋酸鉀。
8. 根據權利要求1-7中任一項所述的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料，所述多異氰酸酯組 分與組合多元醇組分的質量比為140:100~110:100,優選為130:100~120:100。
9. 一種制備權利要求1-8中任一項所述的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料的方法，包括以 下步驟： 1) 將多異氰酸酯組分與組合多元醇組分按照140:100~110:100的比例，優選 130:100~120:100通過高壓發泡機設備進行充分混合發泡； 2) 充分混合后的多異氰酸酯組分與組合多元醇組分經發泡機槍頭注入到金屬模具，泡 沫在模具內熟化后進行開模，室溫靜置24h后，得到高強度聚氨酯硬質泡沫塑料。
10. 權利要求1-8中任一項所述的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料或由權利要求9所述方 法制備的高強度聚氨酯硬質泡沫塑料在冰箱、冷柜、太陽能、燃氣熱水器和消毒柜家電內部 保溫材料中的用途。
【專利摘要】本發明公開了一種高強度聚氨酯硬質泡沫塑料與及其制備方法和用途。本發明引進了一種具有剛性結構的苯酰亞胺增強的聚氨酯改性劑，其與相應的高粘度芳香胺類聚醚多元醇、低官能度聚醚多元醇，利于提高泡沫各向同性的特種硅油，特定結構的催化劑、水以及發泡劑等制備成組合聚醚，并與多異氰酸酯反應生成高強度的聚氨酯泡沫。本發明中的聚氨酯硬質泡沫具有投料密度低、抗壓強度高、較低的導熱系數、低溫下尺寸穩定性好等特點，可用于冰箱、冷柜、太陽能、燃氣熱水器、消毒柜等家電內部保溫材料中。
【IPC分類】C08G18-50, C08G18-76, C08G18-66, C08G101-00, C08G18-32, C08G18-48, C08J9-14
【公開號】CN104672420
【申請號】CN201510067505
【發明人】董國鵬, 朱霞林, 李雪艷
【申請人】萬華化學（寧波）容威聚氨酯有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月9日