一种高强度聚氨酯硬质泡沫及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料泡沫塑料技术领域，具体涉及一种高强度聚氨醋硬质泡沫 塑料。 技术背景
[0002] 聚氨醋硬质泡沫作为一种保温材料，其具有较好的隔热性能、阻燃性能、较高的力 学性能等，已广泛应用到冰箱、太阳能、热水器、建筑、管道、集装箱等领域。近年来，受到国 家环保政策、原料成本、生产效率、质量要求等方面的影响，客户厂家对聚氨醋硬质泡沫的 性能要求越来越高。
[0003] 聚氨醋泡沫在一定芯密度的情况下，需保持较高的抗压强度，高强度保证了冰箱 在制冷时不会出现局部"收缩"现象且有力地支撑箱体结构。为降低灌注量，节省原料成 本，"低密度"在国内冰箱客户现场比较普遍，该就需要在降低泡沫灌注量（泡沫模塑密度降 低）的情况下，泡沫的强度性能尽量保持不变。在泡沫芯密度一定的情况下，如何尽可能提 高泡沫的压缩强度成为聚氨醋硬泡行业内的技术挑战。
[0004] 中国公开专利CN103755908A公开了通过使用填料空也玻璃珠改性聚氨醋硬质泡 沫来提高抗压强度，但此方法会引起组合料黏度过高，不利于泡沫的流动性。中国公开专利 CN1900132公开了使用纳米级无机材料来提高泡沫的强度，此举同样会引起泡沫的流动性 变差。可W看出通过添加无机填料的方式（即物理共混方法），对泡沫的强度改善明显，但 会对泡沫的流动性能造成影响。
[0005] 现有聚氨醋硬质泡沫配方中多使用聚醋多元醇，中国公开专利CN10338468A公 开了一种基于芳族二元酸的聚醋多元醇W及由其制备的硬质聚氨醋泡沫。中国公开专利 CN102718957A公开了一种用于制备聚氨醋泡沫的芳姪聚醋多元醇及其制备方法。聚醋多元 醇的使用会使得硬质泡沫的泡孔变得细腻，导热系数数值降低；普通聚醋多元醇中苯环含 量相对不高，对泡沫的抗压强度改善不大；同时普通聚醋多元醇的粘度较低，使得泡沫的脱 模性能变差、泡沫后期熟化变慢，该需要增加H聚催化剂的用量，但会使得泡沫的流动性变 差。作为运用于家电体系的保温材料，客户对泡沫的阻燃性能要求越来越高，配方中聚醋多 元醇、反应型阻燃聚離、阻燃性添加剂的使用量增加，其使用使得泡沫的熟化、脱模、强度、 流动性等性能变差。
[0006] 因此，需找具有特殊结构的反应型物质用于组合聚離多元醇，用于提升聚氨醋泡 沫的整体性能。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供了一种适合于现有家电"低密度"体系的高强度聚氨醋硬 质泡沫。通过引进具有刚性结构的苯醜亚胺类聚氨醋改性剂和高粘度芳香胺类聚離多元醇 为主要原料，与高粘度多异氯酸醋反应制得高强度聚氨醋硬质泡沫，使得聚氨醋泡沫的强 度大幅提升，同时泡沫具有较好的粘结力、低温尺寸稳定性好、泡孔细腻、较好的隔热与一 定的阻燃性能。
[0008] 本发明的另一目的在于提供一种高强度聚氨醋硬质泡沫的制备方法。
[0009] 为实现W上发明目的，本发明采用的技术方案如下：
[0010] 一种高强度聚氨醋硬质泡沫塑料，由组合多元醇组分与多异氯酸醋组分在高压机 混合下进行发泡制得，其特征在于，W组合聚離多元醇组份总重量份数为100计，组合聚離 多元醇中各组分重量份数分别为：
[0011]
【主权项】
1. 一种高强度聚氨酯硬质泡沫塑料，由组合多元醇组分与多异氰酸酯组分在高压机混 合下进行发泡制得，其特征在于，以组合多元醇组份总重量份数为100计，所述组合多元醇 中各组分重量份数分别为： 苯酰亚胺类改性剂 5~丨5 芳香胺类聚醚多元醇 20~30 山梨醇类聚醚多元醇 30~45 低官能度聚醚多元醇 〇~10 泡沬稳定剂 2~4 复合型催化剂 2.0~3.0 水 丨_5~2.5 发泡剂 16~21。
2. 根据权利要求1所述的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征于，所述苯酰亚胺类改 性剂是具有刚性结构的苯酰亚胺聚酯多元醇，羟值为250~350mgK0H/g，其结构式为：
3. 根据权利要求1或2所述的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于，所述苯酰亚胺 类改性剂是由偏苯三酐与对氨基苯乙酸在催化剂作用下经过氨化反应后脱水环化形成含 氮五元杂环二元羧酸，该含氮五元杂环二元羧酸再与过量的环氧氯丙烷开环聚合而成。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于，所述 芳香胺类聚醚多元醇羟值为410~450mg KOH/g，25°C时的黏度为45000~55000mPa · s， 官能度为3. 5~4 ;是以芳香族二胺优选4, 4' -二苯甲烷二胺，与甘油、丙二醇和乙二胺中 的一种或两种作为复合起始剂，以氧化乙烯或氧化丙烯作为聚合单体制备而成。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于，所述 山梨醇类聚醚多元醇的羟值为450~500mg KOH/g ;官能度为4~5,是以山梨醇与季戊四 醇、二甘醇和甘油中的一种或两种作为复合起始剂，以氧化丙烯为聚合单体制备而成。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于，所述 的低官能度聚醚多元醇平均分子量为700~1000g/m 〇l，官能度为2~3,是以低官能度醇 类为起始剂，与氧化乙烯或氧化丙烯作为聚合单体制备而成，其中，所述低官能度醇类为丙 三醇、丙二醇、二乙二醇和乙二醇中的一种或两种或多种，优选为二乙二醇和/或丙二醇。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料，其特征在于，所述 发泡剂为环戊烷和1-氯-3, 3, 3-三氟丙烯；所述复合催化剂同时含有发泡型催化剂、凝胶 型催化剂和三聚型催化剂；其中，所述发泡型催化剂是双（二甲胺基乙基）醚、五甲基二 亚乙基三胺和HP1038中的一种或两种或三种，优选五甲基二乙烯三胺；凝胶型催化剂是 N，N-二甲基环己胺、三乙烯二胺、三亚己基二胺、二甲基乙醇胺和二甲基苄胺中的一种或两 种或多种，优选N，N-二甲基环己胺；三聚型催化剂是TMR-2、醋酸钾、油酸钾、异辛酸钾、辛 酸亚锡、1，3, 5-三（二甲氨基丙基）六氢三嗪、BX407和Debco PT304的一种或两种或多 种，优选醋酸钾。
8. 根据权利要求1-7中任一项所述的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料，所述多异氰酸酯组 分与组合多元醇组分的质量比为140:100~110:100,优选为130:100~120:100。
9. 一种制备权利要求1-8中任一项所述的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料的方法，包括以 下步骤： 1) 将多异氰酸酯组分与组合多元醇组分按照140:100~110:100的比例，优选 130:100~120:100通过高压发泡机设备进行充分混合发泡； 2) 充分混合后的多异氰酸酯组分与组合多元醇组分经发泡机枪头注入到金属模具，泡 沫在模具内熟化后进行开模，室温静置24h后，得到高强度聚氨酯硬质泡沫塑料。
10. 权利要求1-8中任一项所述的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料或由权利要求9所述方 法制备的高强度聚氨酯硬质泡沫塑料在冰箱、冷柜、太阳能、燃气热水器和消毒柜家电内部 保温材料中的用途。
【专利摘要】本发明公开了一种高强度聚氨酯硬质泡沫塑料与及其制备方法和用途。本发明引进了一种具有刚性结构的苯酰亚胺增强的聚氨酯改性剂，其与相应的高粘度芳香胺类聚醚多元醇、低官能度聚醚多元醇，利于提高泡沫各向同性的特种硅油，特定结构的催化剂、水以及发泡剂等制备成组合聚醚，并与多异氰酸酯反应生成高强度的聚氨酯泡沫。本发明中的聚氨酯硬质泡沫具有投料密度低、抗压强度高、较低的导热系数、低温下尺寸稳定性好等特点，可用于冰箱、冷柜、太阳能、燃气热水器、消毒柜等家电内部保温材料中。
【IPC分类】C08G18-50, C08G18-76, C08G18-66, C08G101-00, C08G18-32, C08G18-48, C08J9-14
【公开号】CN104672420
【申请号】CN201510067505
【发明人】董国鹏, 朱霞林, 李雪艳
【申请人】万华化学（宁波）容威聚氨酯有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月9日