一種聚氨酯硬泡組合料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚氨酯領域，特別涉及太陽能熱水器用聚氨酯硬泡組合料。
【背景技術】
[0002]聚氨酯硬泡因其保溫性能優異，被廣泛應用于填充太陽能熱水器水箱的夾層腔體。
[0003]太陽能熱水器行業90%以上的聚氨酯泡沫保溫采用了 HCFC_141b。隨著《蒙特利爾公約》第三階段的實施，將加快HCFC-Hlb的淘汰。目前，在太陽能熱水器領域還沒有一種適宜的替代路線，開展新一代替代技術迫在眉睫。
[0004]目前潛在的HCFC-Hlb替代路線主要是全水發泡、烷烴類發泡劑和氫氟烴(HFCs)類發泡劑三大類。
[0005]由于全水發泡中C02的氣相導熱系數(λ)值較高(λ = 16.3mW/(m.K))，以水為發泡劑制得的聚氨酯硬泡制品，導熱系數有25%左右的上升，為達到同樣的保溫性能，全水發泡的泡沫需要更大的用量，消耗更多的異氰酸酯，替代成本較高，在經濟上不合算。而戊烷類發泡劑是一類易燃的揮發性有機化合物，它們的爆炸極限下限很低，生產中易發生爆炸。若由HCFC-Hlb等發泡生產線轉換到戊烷發泡，為保證安全生產，需對現有計量、貯存及發泡設備進行較大的改進，增加復雜的安全處理設施，操作工藝需嚴格控制，以保證安全生產。因而安全、設備成本、運行管理成本較HCFC-Hlb發泡體系的高。目前HFC-365/227的價格較高，且HFC-365/227的分子量比比HCFC_141b大，相同質量的發泡劑，HFC-365/227的物質的量比HCFC_141b的小，欲達到與HCFC_141b相同的發泡密度，做為發泡劑的HFC-365/227需添加更多的量，其成本高，業界人士難以接受；若以水來替代部分HFC-365/227，又會引起異氰酸酯使用量的增加，而異氰酸酯的價格通常是高于組合聚醚的。
[0006]專利CN101787203B公開了一種采用五氟丁烷(HFC_365mfc)為發泡劑的太陽能熱水器用組合料及制備方法，以五氟丁烷代替HCFC-Hlb制得滿足太陽能熱水器用組合料，但導熱系數較高，由于完全使用HFC-365mfc為發泡劑，成本較高。
[0007]專利CN101555312B公開了一種性能改進的硬質泡沫塑料及其制備方法。使用環戊烷與HFC-365mfc、HFC_245fa和全氟烷烴的混合物做為發泡劑，以降低泡沫的導熱系數，但從實施例看出其導熱系數不低于0.0182ff/m.Ko
[0008]專利CN102167901B公開了一種聚氨酯硬質泡沫組合聚醚，以環戊烷和HFC-365/227的混合物為發泡劑，所得泡沫導熱系數在18.5?19.5mff/m.K。
【發明內容】
[0009]本發明要解決的第一個技術問題是提供一種聚氨酯硬泡組合料，該組合料所得泡沫導熱系數低，成本低。
[0010]本發明要解決的第二個技術問題是提供一種該聚氨酯硬泡組合料的制備方法。
[0011]本發明聚氨酯硬泡組合料由A、B兩組分組成，以重量份計包括:
[0012]A 組分:
[0013]聚醚多元醇A:40?60份
[0014]聚酯多元醇B:5?10份
[0015]植物油多元醇:15?30份
[0016]表面活性劑:1.0?2.0份
[0017]催化劑:0.8?2.2份
[0018]水:2.0?3.0 份
[0019]發泡劑HFC-365mf c/227ea: 10 ?20 份
[0020]B 組分:
[0021]多亞甲基多苯基多異氰酸酯
[0022]A/B = 1/1
[0023]其中，所述的A組分中聚醚多元醇A為4?6官能度、數均分子量300?1000的聚氧化丙烯多元醇；聚酯多元醇B為2官能度、分子量為300?700的苯酐聚酯多元醇；所述植物油多元醇C為羥值為200?500的環氧大豆油多元醇。
[0024]所述的A組分中催化劑包括胺類和/或金屬類催化劑，優選N，N- 二甲基環己胺、五甲基二乙烯三胺、N，N-二甲基芐胺、1，3，5_三(二甲基氨基丙基)六氫三嘆，雙(2-二甲氨基乙基)醚、三乙烯二胺、有機錫、有機鉍或有機鋅化合物的一種或幾種的任意組合。
[0025]所述的發泡劑為1，1，1，3，3_ 五氟丁烷(HFC-365mfc)和 1，1，1-2-3，3，3-七氟丙烷(HFC-227ea)以93: 7或83: 17組成的混合物。
[0026]所述的表面活性劑有利于穩定發泡反應混合物。任何合適的表面活性劑均可用于本發明，包括硅氧烷/環氧乙烷/環氧丙烷共聚物。可用于本發明的表面活性劑的例子包括可從美國空氣化工產品公司(Air Products and Chemicals, Inc)、贏創德固賽公司(Evonik Degussa GmbH)、邁圖高新材料集團公司(Momentive Performance MaterialsInc.)、南京美思德公司等制造商購得的表面活性劑，優選AK-8801，AK-8808，AK-8818，AK-8811，AK-8832 (南京美思德公司)，L-5346、L-6900、L-6840、L-5511、L-5566 (邁圖高新材料集團公司)，B8460、B8545、B84805 (贏創德固賽公司)，DC5598、DC5357 (美國空氣化工產品公司)。
[0027]所述的B組分原料中的多異氰酸酯為多亞甲基多苯基多異氰酸酯，包括聚合MD1、液化改性MDI等，優選煙臺萬華公司的PM-200，8002，Huntsman公司的5005S，Bayer公司的44V20，BASF 公司的 M20S。
[0028]所述的聚氨酯硬泡組合料的制備方法，包括以下步驟:
[0029]A組分的制備:將聚醚多元醇A、聚酯多元醇B、植物油多元醇C、催化劑、表面活性劑、水和發泡劑按比例投入反應釜中，室溫下攪拌混合I?2小時，密封包裝；
[0030]B組分為聚合二苯基甲烷二異氰酸酯，直接裝桶。
[0031]本發明相對于現有技術具有以下效果和優點:
[0032](I)本發明組合料所得泡沫導熱系數低，壓縮強度大，尺寸穩定性好。
[0033](2)不用環戊烷，選用水與HFC_365mfc/227ea為發泡劑，通過提高水用量，減少HFC-365mfc/227ea的用量，降低成本。
[0034](3)在配方中引入低羥值、價格低廉的環氧大豆油多元醇，減少石油基聚醚多元醇的使用，在不增加異氰酸酯消耗的情況下，降低整個組合聚醚的成本。
【具體實施方式】
[0035]下面結合實施例對本發明做進一步詳細的描述，但是本發明的實施方式不限于此。
[0036]實施例1
[0037]A組分的制備:
[0038]將準確計量的聚醚多元醇A (官能度4.5，分子量670)56份、聚酯多元醇B (2官能度，數均分子量350) 5份、環氧大豆油多元醇(羥值450) 15份，催化劑三乙烯二胺0.05份，五甲基二乙烯三胺0.3份，N，N- 二甲基環己胺0.65份(空氣化工產品公司)、表面活性劑AK-8808 (南京美思德公司)I