制备聚氨酯硬泡的配方、套装及其制备方法以及聚氨酯硬泡及其制备方法与应用与流程

本发明涉及聚氨酯泡沫制备
技术领域：
，具体而言，涉及制备聚氨酯硬泡的配方、套装及其制备方法以及聚氨酯硬泡及其制备方法与应用。
背景技术：
：现有的硬泡聚氨酯配方如下：随着国际对环保要求越来越高，很多odp、gwp不为0的发泡剂f11、141b不能使用，环戊烷有易燃易爆性，而环保发泡剂如lba、科慕1100等价格高。因此目前可供选择的发泡剂很少，选择性受到局限。而有很多低沸点的环保发泡剂，如r134a、r600a、245fa、r-152a、r404a、r410a、r-290、r-507等由于其沸点非常低，当其作为组分a的成分时，料温要达到超低温状态才不易溢出，而当低温时，由于聚醚粘度高，低温时粘度更高，无法进行生产。按目前配方a组分(15℃～25℃)，b组分(15℃～25℃)的温度，无法使用低温发泡剂。现有环保发泡剂如环戊烷、lba、科慕1100等的压力泡密度高(≥33kg/m3)，尺寸稳定性差>0.6(-30℃/48h)>1.0(70℃/48h)，泡沫导热系数高(≥0.020w/m.k)，气泡多。鉴于此，特提出本申请。技术实现要素：本发明的目的在于提供制备聚氨酯硬泡的配方、套装及其制备方法以及聚氨酯硬泡及其制备方法与应用，以改善
背景技术：
提到的至少一种问题。本发明是这样实现的：第一方面，本发明实施例提供一种制备聚氨酯硬泡的配方，包括第一组分和第二组分。第一组分按质量比计包括：聚醚90％～96％、催化剂2％～5％以及硅油2％～5％份；第二组分按质量比计包括：异氰酸酯70％～94.9％、低温发泡剂5％～29.9％和干燥剂0.05％～0.1％，低温发泡剂的沸点小于或等于15.3℃。在可选的实施方式中，第二组分按质量比还包括：聚氨酯防结晶剂0.05％～1％；在可选的实施方式中，聚氨酯防结晶剂包括高氯酸和三氟甲磺酸中至少一种。在可选的实施方式中，低温发泡剂包括r134a、r600a、245fa、r152a、r404a、r410a、r290和r507中至少一种；在可选的实施方式中，干燥剂包括苯酚和亚磷酸酯中至少一种；在可选的实施方式中，聚醚包括聚醚4110、聚醚380和聚醚635中至少一种；在可选的实施方式中，催化剂包括环己胺和三乙醇胺中至少一种。第二方面，本发明实施例提供一种制备聚氨酯硬泡的套装的制备方法，采用上述任一实施方式提供的配方来制备聚氨酯硬泡的套装，包括：将第一组分中各成分在40～60℃下混合反应充分得到第一混料；将第二组分中的各成分在-20～0℃下混合反应充分得到第二混料。在可选的实施方式中，第二组分中各成分在混合反应时，采用搅拌的方式使各组分混合反应，搅拌速度为500～5000r/min；在可选的实施方式中，混合时间为30～180min；在可选的实施方式中，第二组分中各成分在密闭抽真空的容器中进行混合反应，真空容器中压力为0.05～0.15mp；在可选的实施方式中，密闭抽真空的容器耐压2～20mpa。第三方面，本发明实施例提供一种制备聚氨酯硬泡的套装，采用上述任一实施方式提供的制备方法制得。第四方面，本发明实施例提供一种聚氨酯硬泡的制备方法，采用上述的制备聚氨酯硬泡的套装来制备聚氨酯硬泡，包括：将第一混料和第二混料混合发泡；在可选的实施方式中，第一混料和第二混料的质量之比为1:1.3～1.8。第五方面，本发明实施例提供一种聚氨酯硬泡，采用上述任一实施方式提供的制备方法制得。第六方面，本发明实施例提供聚氨酯硬泡在低温保温环境中的应用。本发明具有以下有益效果：将第一组分在较高温度如50℃左右混合均匀，将第二组分在低温状态如0℃以下混合均匀，然后将两个组分混合均匀后的物料在常温下混合发泡，得到聚氨酯硬质泡沫，该硬质泡沫相较于现有的硬质泡沫由于制冷保温时与工作条件相当，泡孔中的隔热气体在低温时为液化及半液化状态，而高温发泡剂为全液化状态，容易泡沫收缩，同时低温发泡剂半液化状态更好维持泡沫气泡的蒸气压，与空气置换慢，保持气泡内隔热气体的份量。因此，由该配方制得的硬质泡沫导热系数稳定性好，衰减性好；发明人发现向异氰酸酯中加入发泡剂混合反应操作过程中异氰酸酯会吸水与水发生反应而影响最终制得的产品的质量，因此第二组分中包括了一定量的干燥剂来克服上述问题，以保证能够制得质量更可靠的硬质泡沫。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为245fa+r600a发泡剂在不同温度下的粘度测试结果图；图2为异氰酸酯在不同温度下的粘度测试结果图；图3为异氰酸酯与低温发泡剂混合后在不同温度下的粘度测试结果图；图4为实施例1第一组分混合后在不同温度下的粘度测试结果图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本发明提供的制备聚氨酯硬泡的配方、套装及其制备方法以及聚氨酯硬泡及其制备方法与应用进行具体说明。本发明实施例提供一种制备聚氨酯硬泡的配方，包括第一组分和第二组分，第一组分按质量比计包括：聚醚90％～96％、催化剂2％～5％以及硅油2％～5％份。第二组分按质量比计包括：异氰酸酯70％～94.9％、低温发泡剂5％～29.9％和干燥剂0.05％～0.1％，低温发泡剂的沸点小于或等于15.3℃。上述制备聚氨酯硬泡的配方，使用时，可将第一组分在较高温度如50℃左右混合均匀，将第二组分在低温状态如0℃以下混合均匀，然后将两个组分混合均匀后的物料在常温下混合发泡，得到聚氨酯硬质泡沫，该硬质泡沫相较于现有的硬质泡沫由于制冷保温时与工作条件相当，泡孔中的隔热气体在低温时为液化及半液化状态，而高温发泡剂为全液化状态，容易泡沫收缩，同时低温发泡剂半液化状态更好维持泡沫气泡的蒸气压，与空气置换慢，保持气泡内隔热气体的份量。因此，由该配方制得的硬质泡沫导热系数稳定性好，衰减性好；发明人发现向异氰酸酯中加入发泡剂混合反应操作过程中异氰酸酯会吸水与水发生反应而生成聚脲组合物，粘度增加会在操作中堵塞发泡机枪头，同时亦影响异氰酸酯的指数，并且泡沫泡孔粗大，因此第二组分中包括了一定量的干燥剂来克服上述问题，以保证能够制得质量更可靠的硬质泡沫。优选地，第二组分按质量比还包括：聚氨酯防结晶剂0.05％～1％。由于采用该配方在制备硬质泡沫时，第二组分需要在低温下混合，而异氰酸酯在低温下容易出现结晶现象，特别在-10℃以下结晶加速，因此要加入防冻结晶剂防止这一情况的发生。具体地，聚氨酯防结晶剂包括高氯酸和三氟甲磺酸中至少一种。优选地，低温发泡剂包括r134a、r600a、245fa、r-152a、r404a、r410a、r-290和r-507中至少一种。上述几种低温发泡剂为市售常见的环保型低温发泡剂。具体地，干燥剂包括苯酚和亚磷酸酯中至少一种；聚醚包括聚醚4110、聚醚380和聚醚635中至少一种；催化剂包括环己胺和三乙醇胺中至少一种。本发明实施例提供一种制备聚氨酯硬泡的套装的制备方法，采用本发明实施例提供的配方来制备聚氨酯硬泡的套装，包括：将第一组分中各成分在40～60℃下混合反应充分得到第一混料。将第二组分中的各成分在-20～0℃下混合反应充分得到第二混料。本发明实施例提供的制备方法制得的制备聚氨酯硬泡的套装的制备方法，将第一混料和第二混料以合适的配比混合后发泡能够制得硬质泡沫，由于制备方法是将第一组分和第二组分分开在不同温度下混合，使得第二组分中含有的低温发泡剂不会出现高温溢出的问题，第一组分的混合温度较高，能够保证聚醚在混合过程中具有较低的粘度较高的流动性，利于混合均匀。该硬质泡沫相较于现有的硬质泡沫由于制冷保温时与工作条件相当，泡孔中的隔热气体在低温时为液化及半液化状态，而高温发泡剂为全液化状态，容易泡沫收缩，同时低温发泡剂半液化状态更好维持泡沫气泡的蒸气压，与空气置换慢，保持气泡内隔热气体的份量。优选地，第二组分中各成分在混合反应时，为保证快速高效的混合，采用搅拌的方式使各组分混合反应，搅拌速度为500～5000r/min。优选地，为保证充分混合反应均匀，混合时间为30～180min。优选地，第二组分中各成分在密闭抽真空的容器中进行混合反应，真空容器中压力为0.05～0.15mpa；密闭抽真空的容器耐压2～20mpa。本发明实施例提供的一种制备聚氨酯硬泡的套装，采用本发明实施例提供的制备方法制得。该制备聚氨酯硬泡的套装在售卖时，可以将第一混料和第二混料独立包装售卖，购买者可根据制备的硬质泡沫性能需求选择两者的配比进行混合发泡。第二混料在包装时采用耐压2～20mpa的压力罐装。本发明实施例提供的一种聚氨酯硬泡的制备方法，采用本发明实施例提供的制备聚氨酯硬泡的套装来制备聚氨酯硬泡，包括：将第一混料和第二混料混合发泡。本发明实施例提供的聚氨酯硬泡的制备方法，将第一混料和第二混料混合发泡后即可得硬质泡沫。该方法简单方便，可制得导热系数稳定性好，衰减性好的硬质泡沫。优选地，为保证制得的硬质泡沫具有更好的综合性能，第一混料和第二混料的质量之比为1:1.3～1.8。本发明实施例提供的聚氨酯硬泡，采用本发明实施例提供的制备方法制得。该聚氨酯硬泡的稳定性好，衰减性好。该聚氨酯硬泡可应用于低温保温环境下，如应用在冰箱中。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1本实施例提供的聚氨酯硬泡的制备方法，具体为：第一组分：93wt％的聚醚(亚东4110)、3wt％的催化剂环己胺和4wt％的硅油。第二组分：85wt％的异氰酸酯(巴斯夫m20s)、7.4wt％的245fa、7.4wt％的r600a、0.1wt％的干燥剂亚磷酸酯以及0.1wt％的聚氨酯防结晶剂高氯酸。将第一组分在40℃下混合搅拌反应均匀得到第一混料；将第二组分置于混合罐内，在抽真空气压0.05mpa、温度-15℃，搅拌速度500r/min的条件下混合反应180min得到第二混料。将第一混料和第二混料以1:1.3的质量比混合反应充分得到聚氨酯硬泡。实施例2第一组分：90wt％的聚醚(亚东4110)、5wt％的催化剂三乙醇胺和5wt％的硅油。第二组分：70wt％的异氰酸酯(巴斯夫m20s)、29.9wt％的r134a、0.05wt％的干燥剂苯酚以及0.05wt％的聚氨酯防结晶剂高氯酸。将第一组分在60℃下混合搅拌反应均匀得到第一混料；将第二组分置于混合罐内，在抽真空气压0.15mpa、温度0℃，搅拌速度5000r/min的条件下混合反应30min得到第二混料。将第一混料和第二混料以1:1.8的质量比混合反应充分得到聚氨酯硬泡。实施例3第一组分：96wt％的聚醚(亚东4110)、2wt％的催化剂三乙醇胺和2wt％的硅油。第二组分：94.9wt％的异氰酸酯(巴斯夫m205)、5wt％的r134a、0.05wt％的干燥剂苯酚以及0.05wt％的聚氨酯防结晶剂高氯酸。将第一组分在50℃下混合搅拌反应均匀得到第一混料；将第二组分置于混合罐内，在抽真空气压0.1mpa、温度-5℃，搅拌速度1000r/min的条件下混合反应60min得到第二混料。将第一混料和第二混料以1:1.5的质量比混合反应充分得到聚氨酯硬泡。实施例4第一组分：93wt％的聚醚(亚东380)、3wt％的催化剂环己胺和4wt％的硅油。第二组分：80wt％的异氰酸酯(巴斯夫m20s)、10wt％的r152a、5wt％的r404a、及4.8wt％的r290、0.1wt％的干燥剂亚磷酸酯以及0.1wt％的聚氨酯防结晶剂三氟甲磺酸。将第一组分在45℃下混合搅拌反应均匀得到第一混料；将第二组分置于混合罐内，在抽真空气压0.1mpa、温度-10℃，搅拌速度2000r/min的条件下混合反应80min得到第二混料。将第一混料和第二混料以1:1.4的质量比混合反应充分得到聚氨酯硬泡。实施例5第一组分：93wt％的聚醚(聚醚635)、4wt％的催化剂环己胺和3wt％的硅油。第二组分：90wt％的异氰酸酯(巴斯夫m20s)、5wt％的r152a、及4.8wt％的r507、0.1wt％的干燥剂苯酚以及0.1wt％的聚氨酯防结晶剂三氟甲磺酸。将第一组分在55℃下混合搅拌反应均匀得到第一混料；将第二组分置于混合罐内，在抽真空气压0.1mpa、温度-20℃，搅拌速度3000r/min的条件下混合反应100min得到第二混料。将第一混料和第二混料以1:1.6的质量比混合反应充分得到聚氨酯硬泡。对比例1本对比例采用环戊烷作为发泡剂，采用现有的制备方法制备泡沫。对比例2本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于，本对比例第二组分中未加入干燥剂。实验例1(1)以245fa+r600a发泡剂(245fa和r600a各占比50:50)加入聚醚中为例，进行15℃～-20℃测试粘度。如图1所示。结果显示当温度低于3℃时粘度大幅增加，到-11℃时其已超过100000mpa.s，不能满足生产。(2)单独异氰酸酯进行由18℃到-20℃的粘度测试，如图2所示。(3)异氰酸酯85份加入15份245fa+r600a进行15℃到-20℃的粘度测试，如图3所示。由图2和图3能看出异氰酸酯随着温度降低其粘度增加很快，-20℃时达到61400mpa.s，当异氰酸酯加入发泡剂后随着温度的下降，其粘度增加很少，到达-20℃时，总粘度才是2520mpa.s，完全满足生产要求。(4)验证实施例1中第一组份随料温升高的粘度变化，如图4所示，由其可以看出随着料温升高，材料粘度不断减少，到达54℃时，其粘度仅有321mpa.s，极大地方便生产。(5)进行组合聚醚(聚醚+催化剂+硅油+发泡剂245fa+r600a)与异氰酸酯反应作为对比，将发泡剂添加至异氰酸酯进行反应比较实验。实验中用到的实验药品种类与实施例1中相同。分别在不同料温进行反应时间，自由泡密度，压力泡导热系数，泡沫泡孔气泡，尺寸稳定性进行比较。如表1、表2和表3所示。表1(聚醚+催化剂+硅油)+(异氰酸酯+245fa+r600a)在条件下反应测试情况表表2(聚醚+催化剂+硅油)+(异氰酸酯+245fa+r600a)在条件下反应测试情况表表3(聚醚+催化剂+硅油+245fa+r600a)+(异氰酸酯)反应测试情况表比较实验看出在聚醚料温(40～60℃)异氰酸酯(-20～0℃)有更好的导热系数，其低于19.0w/m.k，尺寸稳定性更好，气泡更少，当压力泡为低于30kg/m3时，当在温区时取得更好的导热系数，并且不收缩。而其它温区的泡沫的压力泡密度不能低于30kg/m3，否则会收缩，此更节约用料量，成本降低。而且随着组合聚醚料温升高，异氰酸酯加发泡剂的料温下降，其总体粘度减少，混合更均匀，取得更好的导热系数、尺寸稳定性和泡孔细密性。实验例2测试将实施例1和对比例1制得的硬质泡沫的导热系数变化，泡沫存放于-15℃环境中，过不同时间后进行测试比较导热系数衰减。如表3所示。表3各实验组导热系数变化情况组别初始三个月后变化率六个月后变化率实施例10.0195w/m.k0.0198w/m.k1.5％0.0201w/m.k3.1％对比例10.0200w/m.k0.0208w/m.k4％0.0214w/m.k7％从上表能够看出，本申请实施例1制得的硬质泡沫的导热系数稳定性明显好于现有技术(对比例1)。实验例3观察实施例1和对比例2的第二混料的外观、硬泡在制备过程中上机操作操作时的现象，以及制得聚氨酯硬泡后泡沫的外观形态，将其记录至表4中。表4各实验组在不同阶段的外观形态从表4能够看出，当对比例2中由于未加入干燥剂致使上机操作时有堵塞发泡枪头的情况，并且制得的泡沫的泡孔粗大。综上所述，本发明提供的制备聚氨酯硬泡的配方，使用时，可将第一组分在较高温度如50℃左右混合均匀，将第二组分在低温状态如0℃以下混合均匀，然后将两个组分混合均匀后的物料在常温下混合发泡，得到聚氨酯硬质泡沫，该硬质泡沫相较于现有的硬质泡沫由于制冷保温时与工作条件相当，泡孔中的隔热气体在低温时为液化及半液化状态，而高温发泡剂为全液化状态，容易泡沫收缩，同时低温发泡剂半液化状态更好维持泡沫气泡的蒸气压，与空气置换慢，保持气泡内隔热气体的份量。因此，由该配方制得的硬质泡沫导热系数稳定性好，衰减性好；发明人发现向异氰酸酯中加入发泡剂混合反应操作过程中异氰酸酯会吸水与水发生反应生成聚脲组合物导致混料粘度增大，并且使制得的泡沫泡孔粗大，因此第二组分中包括了一定量的干燥剂来克服上述问题，以保证能够制得质量更可靠的硬质泡沫。本发明提供的制备聚氨酯硬泡的套装及其制备方法，将第一混料和第二混料以合适的配比混合后发泡能够制得硬质泡沫，由于制备方法是将第一组分和第二组分分开在不同温度下混合，使得第二组分中含有的低温发泡剂不会出现高温溢出的问题，第一组分的混合温度较高，能够保证聚醚在混合过程中具有较低的粘度较高的流动性，利于混合均匀。该硬质泡沫相较于现有的硬质泡沫由于制冷保温时与工作条件相当，泡孔中的隔热气体在低温时为液化及半液化状态，而高温发泡剂为全液化状态，容易泡沫收缩，同时低温发泡剂半液化状态更好维持泡沫气泡的蒸气压，与空气置换慢，保持气泡内隔热气体的份量。本发明提供的聚氨酯硬泡及其制备方法，该方法简单方便，可制得导热系数稳定性好，衰减性好的硬质泡沫。该聚氨酯硬泡非常适合应用于低温保温环境下，如冰箱中。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12