专利名称：以泡沫体绝缘并具有挠性外表皮的单元的制作方法
以泡沬体绝缘并具有挠性外表皮的单元背景 发明领域本发明的实施方式通常涉及绝缘(insulated)设备以及形成这些绝缘设备的方 法，更特别地为电冰箱、冷冻机、和冷却器。相关技术描述绝缘装置，如电冰箱和冷冻机，现今典型地由几个基本组件制成外隔室和门、内 隔室或衬垫、插入前述两者之间的绝缘体、冷却系统、制冷剂、和固定设备。隔室和门通常由 有时预涂漆的铝制或钢制片状金属制成。该金属通常以卷材形式购入，其或直接进料到制 造过程中，或切裁成某尺寸并一片接一片地进料。内隔室由片状金属制成，而像外隔室，则 由陶瓷或塑料制成。用于电冰箱的金属片的处理和成型需要巨大和大规模的片状金属处理 设备，所述设备的冷却装置的制造是显著的资本费用。此外，当使用片状金属作为所述装置 的外部时，只有少数的设计是可实行的。因此，需要以更经济和更灵活的方式制备绝缘装置的方法，所述绝缘装置如电冰 箱、冷冻机、和冷却器。概要本发明的实施方式总的提供包括以经济和灵活的方式制成的泡沫材料绝缘体的 设备。在本发明的一种实施方式中，提供了绝缘装置，其包括具有内表面和外表面的内衬， 其中布置所述内表面以限定绝缘装置的空腔。绝缘泡沫体置于内衬的外表面上，并且该绝 缘泡沫体包括内表面和外表面，并且该绝缘泡沫体的内表面粘附于内衬的外表面。外衬置 于绝缘泡沫体的外表面。所述外衬包括非自支承的挠性表皮，该表皮适合限定至少部分的 绝缘装置的外表面并且粘附于绝缘泡沫体的外表面。在另一种实施方式中，组装绝缘装置的方法包括提供具有内表面和外表面的内 衬，其中布置所述内表面以限定绝缘装置的空腔；提供以空间分离的排列方式围绕所述内 衬的外表面布置的外衬，其中所述外衬包括适合于限定至少部分的所述绝缘装置的外表面 的非自支承的挠性表皮，并且其中存在限定内衬的外表面和外衬之间的体积的空间；和将 泡沫体形成制剂注入内衬的外表面和外衬之间的体积中，以此使得泡沫体形成制剂起泡并 固化成绝缘泡沫体。附图简述为了可以详细理解上述本发明的特征的方式，以上简要总结的本发明的更具体的 描述可以参考实施方式，其中一些实施方式由附图阐明。为了便于理解，当可能时使用相同 的参考数字来指示各图共有的相同要素。可以预期的是，一种实施方式的要素和特征可以 有利地引入到其它实施方式中，而无需进一步的说明。然而，需要注意的是，附图仅阐明本 发明的示例性实施方式，因此不认为其限制本发明的范围，本发明可以允许其它等效的实 施方式。
图1说明根据本发明实施方式的绝缘装置。
图2说明图1的根据本发明实施方式的绝缘装置一角的横截面。图3说明根据本发明实施方式的冷却隔室之内的加固元件。图4A和4B说明根据本发明实施方式的置于绝缘装置上的框架。图5说明根据本发明实施方式的内衬。图6说明根据本发明实施方式的内衬和加固元件。图7说明包覆在内衬上的非自支承的挠性表皮，根据本发明实施方式的。图8A和8B说明根据本发明实施方式的非自支承的挠性表皮的横截面。图9说明冷却隔室，根据本发明的实施方式。图10说明根据本发明实施方式的附接在内衬的横截面的非自支承的挠性表皮的 横截面。图11说明根据本发明实施方式的支撑非自支承的挠性表皮和内衬的横截面的模 具的横截面。图12说明根据本发明实施方式的新颖形状的冷却隔室。图13说明根据本发明实施方式的冷却隔室的侧视图。详述图1描述了根据本发明实施方式的绝缘装置100。所述绝缘装置100可以是以绝 缘泡沫体绝缘的任何适宜的装置。所述绝缘装置100可以是热绝缘装置，如电冰箱、冷冻 机、和/或冷却器。此外，本申请描述的绝缘装置100的制备方法也可以用来制备声绝缘设 备和加热设备，如洗碗机、洗衣机、和热水器。绝缘装置100包括隔室102和门104。隔室102和门104都包括具有内表面和外 表面的内衬106。隔室102的内衬106的内表面和门104限定适宜于储存需要绝缘储存的 物品的绝缘装置100的内空腔109。至少部分围绕内衬106的是非自支承的挠性表皮108， 该表皮限定至少部分的绝缘装置100的外表面。非自支承的挠性表皮可以限定至少10%的 绝缘装置100的外表面。在一种实施方式中，非自支承的挠性表皮覆盖率为至少20%。在 另一种实施方式中，非自支承的挠性表皮覆盖率为至少30%。在另一种实施方式中，非自支 承的挠性表皮覆盖率为至少40%，在另一种实施方式中，非自支承的挠性表皮覆盖率为至 少50%。在另一种实施方式中，非自支承的挠性表皮覆盖率为至少60%。在另一种实施方 式中，非自支承的挠性表皮覆盖率为至少70%。在另一种实施方式中，非自支承的挠性表皮 覆盖率为至少80%。在另一种实施方式中，非自支承的挠性表皮覆盖率为至少90%。在另 一种实施方式中，非自支承的挠性表皮108可以完全地限定绝缘装置100的外表面，因此， 基本上替代了本领域已知的典型的金属外衬。非自支承的挠性表皮108可以是单层材料或可以由多层制成。非自支承的挠性表 皮108可以是挠性的，原因在于，在分离中，该表皮可以是在室温或常规操作温度条件下使 用合理量的力容易弯曲，或者操作、扭曲、或定型而不易破裂。非自支承的挠性表皮108可 以是非自支承性的，原因在于，在分离中，当在以其中该表皮由于结构或几何支撑可以支持 其重量的方式中未成型或定位时，该表皮可能因其自身重量而塌陷。此外，通过组装，由于 表皮是绝缘装置100的组装部分，非自支承的挠性表皮108可能不会塌陷。作为实例，尽管 钢的薄片可以是挠性的及可弯曲的，当以适当角度将其对墙壁布置时，其将保持斜靠着墙 壁的状态。相反，当试图将类似厚度的非自支承的挠性表皮108的层斜靠着墙壁布置时，其将塌陷。图2描述了绝缘装置100的一部分，其为切掉的左上角部分，以显示一部分具有内 表面和外表面的绝缘泡沫体110。绝缘泡沫体110占据内衬106的外表面和挠性表皮108之 间的体积，这使得绝缘泡沫体110的内表面粘附于内衬106的外表面，并且绝缘泡沫体110 的外表面粘附于非自支承的挠性表皮108。隔室102内可以安置一个或多个进入孔112，通 过该孔电器部件和冷却管道可以进入绝缘装置100。此外，在如图3所示的绝缘装置100的一种实施方式中，加固结构件114a和114b 置于内衬106和挠性表皮108之间所限定的体积内。加固杆11 可以与绝缘装置100的 边缘邻近并平行布置。此外，加固杆114b可以对角横跨绝缘装置100的表面布置。加固结 构件的末端可以是独立的或者它们的末端可以熔合在一起。加固杆114a和114b对绝缘装 置100提供另外的结构和支撑同时还能使装置保持平齐。尽管如图3所示的加固结构件置于内衬106和挠性表皮108之间所限定的体积 内，该加固结构件可以替换为布置在绝缘装置100的非自支承的挠性表皮108的外表面上。 可替换地，该加固结构件可以布置在绝缘装置的内衬106的内表面上。再在另一种实施方 式中，可以模塑内衬以限定其内部可以布置加固结构件的通道。加固杆可以位于通道内，在 内衬中对其做出适当标示，以便于在装置寿命终结时将其取出以便于提供更简单的循环方 式。图4A和4B描述了具有框架116的绝缘装置100的实施方式。框架116可以如图 4A所示地完全包覆隔室102的前部，或者可替换地，框架116可以如图4B所示地部分地包 覆隔室102的前部。框架116可以粘附于非自支承的挠性表皮108的外表面。可替换地， 从非自支承的挠性表皮108内部(S卩，绝缘泡沫体110与非自支承的挠性表皮108之间) 的平面角度看框架116可以是隐藏的。无论任一方式，框架116都可以确保在隔室102和 门104接触以形成密封的区域内得到平坦和规则的表面。绝缘装置100也可以包括置于绝缘泡沫体110内的真空绝缘板。相对于薄板真空 绝缘板显示高R-值并且其是本领域普遍熟知的。所述R-值描述以单位K · m2/W计的绝缘 材料的绝缘性质。R-值越高，绝缘性越高。真空绝缘板的芯是允许在组装体中产生真空的 开孔材料。所述开孔材料可以是以下的至少一种聚苯乙烯、聚氨酯、以及硅石、二氧化钛和 碳的组合。该芯包装于金属箔或MYLAR箔中，并施用真空。密封金属膜以长时间地维持真 空。图5-10阐明制备根据本发明实施方式的绝缘装置100的方法。在图5中，组装内 衬106。该图中内衬106的视图使得绝缘装置100是电冰箱、冷冻机、或冷却机。表面150 是绝缘装置100的背部，表面152是绝缘装置100的顶部或底部，和表面IM是绝缘装置 100的侧表面。内衬106可以由本领域已知的任何适宜的材料制成，如铝、钢片、不锈钢片、或真 空模塑或注塑的塑料。适宜的塑料包括聚苯乙烯，如高抗冲聚苯乙烯(HIPS)或丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯(ABQ。可替换地，内衬106可以是多层的，其包括HIPS与苯乙烯类合金共挤 出的层、或HIPS与聚乙烯膜共压制的层。当用来制备绝缘泡沫体110的发泡剂对衬材料是 侵蚀性的时，这样多层的内衬可以是有益的。对于低成本的绝缘装置100，内衬可以由塑料 切片(如HIPS或ABS)制成，所述切片共同粘附于内衬106。可以使用本领域已知的任何方法来将塑料片粘在一起，如使用包括胶、环氧化物、或胶带的粘合剂。也可以将塑料片焊 缝、焊接、或超声以便于使这些片牢固连接。在特别低成本的实施方式中，使用银色宽胶布 (duct-tape)将塑料片粘在一起。此外，多层保护膜(未显示)可以置于内衬106之上，如描述于共同转让的美国专 利6，164，739。可以使内衬106和/或多层保护膜经受电晕处理以提供绝缘泡沫体可以粘 合的表面。非极性热塑性膜表面的电晕处理以产生增强粘合性的极性表面的方法是熟知的 实践。优选地，电晕处理的量为约35达因 约65达因，更优选地，电晕处理的量为约38达 因 约65达因。内衬106和/或多层保护膜与绝缘泡沫体的这种粘合有助于隔室的稳定 性并且减少或消除使用粘合性聚合物以促进与绝缘泡沫体的良好粘合性的需要。图6阐明根据本发明实施方式的加固结构件114a和114b的布置。加固结构件 114a和114b可以由本领域已知的任何适宜的材料制成，包括铁、不锈钢、碳钢、黄铜或其它 合金、塑料、及复合材料。在一种实施方式中，将加固杆焊接在一起形成框架，并如图6所示 置于内衬之上。该框架可以用胶带固定至内衬106。在一种实施方式中，加固结构件由钢筋 混凝土结构件(钢筋)制成。在另一种实施方式中，加固结构件可以是金属丝网，如小鸡金 属丝(chicken wire)，其全部或部分地包覆内衬106。真空绝缘板也可以置于内衬之上。在图7中，非自支承的挠性表皮108覆盖在内衬106及加固杆114a和114b之上。 非自支承的挠性表皮108中的孔170是为用来将绝缘泡沫体注入到由内衬106和挠性表皮 108之间所限定的体积中的注嘴提供入口。孔170可以置于符合一个或多个进入孔112中 的一个的区域。可替换地，为了用于绝缘泡沫体110的注入的多个注嘴，大多数孔170可以 位于挠性表皮108中。此外，如果需要，可以在衬106或非自支承的挠性表皮108中制做通 风孔172，以便于使在绝缘泡沫体的喷涂过程中产生的气体容易逸出。非自支承的挠性表皮108可以由任何适宜的材料制成。可以选择材料，这样至少 与绝缘泡沫体110接触的非自支承的挠性表皮108的表面是相容的，并且在绝缘泡沫体110 或用于制备绝缘泡沫体110的任何材料存在的情况下不会化学或物理降解。非自支承的挠 性表皮108可以是单层材料或可以由多层材料制得。在一种实施方式中，非自支承的挠性表皮108可以与加固结构件组合。例如，非自 支承的挠性表皮108可以粘附于或者是布置于金属丝网，如小鸡金属丝。图8A和8B阐明非自支承的挠性表皮108的实施方式的横截面。在一种实施方式 中，挠性表皮108是双层挠性表皮(图8A)，在另一种实施方式中，挠性表皮108是三层挠性 表皮(图8B)。可替换地，非自支承的挠性表皮108可以具有一层，或多于三层。在两种实 施方式中，非自支承的挠性表皮108都具有形成绝缘装置100外部的顶层180、和防止绝缘 气体(如CO2、空气、或物理发泡剂)从绝缘泡沫体110(泡沫体老化)泄露的阻挡层182。 在图8B中，挠性表皮108也包括第三层184。例如，顶层180可以是聚乙烯层、喷涂聚氨酯 层、TP0/TPU热成型挠性表皮、或PVC滚塑挠性表皮。也可以使用其它挠性材料，像纺织品 (基于天然或人造纤维)、或皮革(天然的和/或合成的)。这些表皮可以具有表面质地 (如在汽车的仪表板中所见的那些)，或者可以具有毛皮状的外观(例如在人造豹皮中所见 的)。阻挡层通常是本领域已知的，并且适宜的材料包括聚乙烯、苯乙烯类合金、MYLAR箔、 和铝箔。阻挡层182可以共压制、共挤出、或者以其它方式附接到非自支承的挠性表皮108。顶层180本身可以是如在汽车工业中普遍熟知的例如热塑性聚烯烃外表皮与聚乙烯泡沫体共压制的多层或压制层。非自支承的挠性表皮108可以是由多层材料的若干切片缝合而成的或成型为一 片。在非自支承的挠性表皮108的缝制实施方式中，缝制提供了令注入及随后的绝缘泡沫 体的发泡过程中产生的气体逸出的小孔。因此，在缝合实施方式中，缝制的孔的通气可以以 某方式助于和/或代替孔172令气体在以下描述的发泡过程中逸出。可以增加第三层184来为非自支承的挠性表皮108提供质地、触感、或另外的感 觉。例如，如果需要软触感，第三层可以由软的聚氨酯泡沫体(如粘弹性泡沫体)、乙烯-醋 酸乙烯基酯共聚物、或其它提供软触感的材料制成。另一方面，如果需要硬触感，则纸板、刨 花板，木制板、HIPS片、ABS片、或其它材料可以用作第三层184。第三层184可以置于非自 支承的挠性表皮108上所选择的位置，如图9所示，其中第三层184建立表皮108上的压花 区域184b。这样所选择的区域具有不同的触觉和视觉，所述触觉和视觉可以提供视觉效应 并且可以用来将公司标识或商标压花于绝缘装置100的表面上。可替换地，第三层184可 以位于顶层180和阻挡层182之间。非自支承的挠性表皮108可以通过各种方法固定到内衬106，如通过使用粘合剂、 钉、缝线、拉链、熔合等。在特别低成本的实施方式中，胶带(如银色宽胶布)可以用来将挠 性表皮108固定到内衬106。图10阐明根据本发明实施方式将挠性表皮108固定到内衬106的方法。附加装 置186包括球188和窝190接合，并且其可以由与内衬106相同的材料制成。球窝接合可 以由任何耐性塑料制成，并且可以通过以下方式与内衬106和非自支承的挠性表皮108连 接缝制、胶合、钉住、使用环氧树脂、以热或超声焊接、或以其它方式固定。球窝接合的部 分成形使得窝190咬住球188或绕球188滑动达到至少部分覆盖球188以便于将两部分保 持在一起。由图10还可以看出，选择性地将第三层184置于邻近挠性表皮108的部分的位 置。可替换地，第三层184可以置于比图中所示更多或更少的位置。如果要使框架116从挠性表皮108的内部(即在绝缘泡沫体110和非自支承的挠 性表皮108之间)看到的平面视图是隐藏的话，可以先将框架116插入，然后再将非自支承 的挠性表皮108固定到内衬106。框架116可以由本领域已知的任何适宜的材料制成。优 选地，该框架是磁性金属，这样磁体可以置于门104内从而使绝缘装置100保持闭合和密 封。任选的重物可以，例如，置于隔室102的底面或置于隔室102该面的较低端部。这 样的任选重物可以增加隔室102的较低端的重量从而降低隔室102的质心。所述任选重物 可以是任何适宜的材料，如金属、金属废料、混凝土板、石头等。在将非自支承的挠性表皮108固定到内衬106之后，将组装物置于内部模具、框 架、或箱192的顶部(图11)。箱192提供结构支撑并防止内衬106在绝缘泡沫体110的形 成过程中变形。箱192可以由本领域已知的任何适宜的材料制成。在一种实施方式中，箱 192是木制箱。然后将组装物以及箱192转移到外部模具194中。在绝缘泡沫体110的形 成过程中，模具194也提供支撑并且确保非自支承的挠性表皮108形成平坦的或其它期望 形状的表面。尽管图11的箱192和模具194都基本上是正方形的，可以预期任何形状，如 由图12的瓶状绝缘装置100所示例的。模具194也可以是如本领域已知的加热模具，以便 如果需要的化可以为绝缘泡沫体110的形成提供热量。
在将组装物和箱192置于模具194中之后，可以将气体(如压缩空气)吹入进孔 170中以便使挠性表皮108变平以防止最终产品中的裂缝折叠、视觉缺陷、美学。可替换地， 可以在非自支承的挠性表皮108的外面施用轻微的真空或抽气来将非自支承的挠性表皮 108定位于远离衬一段距离的位置。然后将泡沫体形成制剂注入到内衬106和非自支承的 挠性表皮108之间的体积之中，如本领域所已知地形成绝缘泡沫体110。绝缘泡沫体110可以由本领域已知的任何适宜的材料制成。在本发明的实施方式 中，适宜的材料可以是与内衬及外衬相容的。可以选择泡沫体形成制剂，使得得到的泡沫体 是半-硬质的、硬质的、或粘弹性的泡沫体。在本发明的实施方式中，硬质绝缘泡沫体由闭 孔或开孔的微孔聚氨酯、聚异氰尿酸酯、或聚苯乙烯制成。在一种实施方式中，硬质绝缘泡 沫体110是聚氨酯泡沫体。这样的聚氨酯材料具有高耐热性、和足以对墙壁的整体结构强 度提供益处的高耐压强度。该聚氨酯聚合物可以通过以下过程制备在适宜的反应条件及 在膨胀剂存在的情况下，使有机多异氰酸酯与多元醇充分混合，并将泡沫形成混合物引入 到内衬106和非自支承的挠性表皮108之间的空间。膨胀剂的有利的使用量是足以为泡沫 体有利地提供10 200kg/m3的总体堆积密度，优选提供15 100kg/m3的总体堆积密度。 在一种实施方式中，总体堆积密度为约60kg/m3或更少。当使有机多异氰酸酯与多元醇反应时，或者当混合反应物或可替换地通过与反应 物流中的一种或多种预混合时，可以引入二氧化碳(液化的或气态的)。可替换地，当制备 聚氨酯时可以原位生成二氧化碳。二氧化碳可以通过多异氰酸酯与水(如当制备聚氨酯时 可以存在的)的化学反应原位生成。二氧化碳也可以通过已知能够得到二氧化碳的物质的 热分解原位生成。聚氨酯形成反应的放热足以使包括物质热分解，所述物质包括例如，碳酸 铵和胺/ 二氧化碳络合物，如描述于美国专利4，500, 656和4，735，970。优选使用通过原 位过程、特别是通过多异氰酸酯/水反应产生的二氧化碳。针对此目的，水的存在量为0 10重量份每100重量份的多元醇，优选0. 1 8重量份每100重量份的多元醇，并且更优选 0. 5 5重量份每100重量份的多元醇。当膨胀剂也包含物理发泡剂时，这样的发泡剂通常是在760mm/Hg的常压沸点为 约-50°C 约100°C的有机化合物。适宜的物理发泡剂包括脂族或脂环族C3 C8烷烃、氢 氯氟碳化合物(HCFCs)、包括全氟烷烃的多氟代烷烃(HFC' S)、或包括全氟醚的多氟代醚。 示例性的和优选的是脂族或脂环族烷烃，其包括戊烷、己烷、(甲基)环戊烷、或环己烷或两 种或更多种此发泡剂的混合物。用于制备聚氨酯泡沫体的多元醇包括具有两个或更多个基团的那些物质，所述基 团包含可以与异氰酸酯反应的活性氢原子，如描述于美国专利4，394，491。在这样的多元醇 化合物中优选的是每分子具有至少两个羟基、伯胺或仲胺、羧酸、或硫醇基团的那些。多元 醇，g卩，每分子具有至少两个羟基基团的化合物可以因它们与多异氰酸酯的期望的反应性 而成为优选的。制备硬质聚氨酯的适宜的多元醇包括当量为50 700的聚醚多元醇、聚酯多元 醇、多羟基封端的缩醛树脂、羟基封端的胺和多胺，优选当量为70 300的那些，并且更有 选当量为100-200的那些。这样的异氰酸酯反应性物质也有利地具有至少2的官能度，优 选具有3的官能度，具有至多16的官能度，优选具有至多8的官能度。这些和其它适宜的 异氰酸酯反应性物质的实例更详尽地描述于美国专利4，394，491，特别是其3-5卷。基于性能、实用性和成本，制备硬质泡沫体最优选的是具有2 8个活性氢原子/分子的聚醚多元 醇或聚酯多元醇，优选具有3 8个活性氢原子/分子的聚醚多元醇或聚酯多元醇。示例性 的这样的聚醚多元醇包括以商标V0RAN0L可从商业得到的那些，所述商标如V0RAN0L 202、 V0RAN0L 360、V0RAN0L 370、V0RAN0L 446、V0RAN0L 490、V0RAN0L 575、和 V0RAN0L 800，其 全部由 Dow Chemical Company 所售。典型地，适宜于制备硬质聚氨酯的多元醇包括平均分子量为100 10，000的那 些，并且优选分子量为200 7，000的那些。有利地，这样的多元醇的官能度为至少2个活 性氢原子/分子，优选3个活性氢原子/分子，并且至多8个活性氢原子/分子。对于半-硬 质泡沫体的制备，优选使用羟值为30 300的三官能的多元醇。代表性的多元醇包括聚醚 多元醇、聚酯多元醇、Marmich多元醇、多羟基封端的缩醛树脂、羟基封端的胺和多胺。可以 基于其阻燃性质来选择多元醇。在一种实施方式中，多元醇是用来制备"挠性"泡沫体的聚醚多元醇或聚酯多元 醇与用来制备"硬质"泡沫体的多元醇的混合物。通常，挠性多元醇的羟值为25 75，官 能度为2 3。通常，用于硬质泡沫体的多元醇的羟值为150 800，官能度为2 8。当使 用这样的共混物时，该共混物具有如上所述的平均分子量和平均官能度。对于粘弹性泡沫体，可以使用羟值大于150的短链多元醇。适宜于用在本发明的实践中制备聚氨酯的多异氰酸酯包括芳族、脂族和脂环族多 异氰酸酯及其组合。代表性的这些类型是二异氰酸酯，如间二亚苯基二异氰酸酯或对二亚 苯基二异氰酸酯、甲苯-2，4- 二异氰酸酯、甲苯-2，6- 二异氰酸酯、六亚甲基-1，6- 二异氰 酸酯、四亚甲基-1，4- 二异氰酸酯、环己烷-1，4- 二异氰酸酯、六氢甲苯二异氰酸酯(及 异构体)、亚萘基-1，5- 二异氰酸酯、1-甲基苯基-2，4-苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷_4， 4' -二异氰酸酯、二苯基甲烷_2，4' - 二异氰酸酯、4，4'-亚联苯基二异氰酸酯、3， 3' -二甲氧基_4，4'-亚联苯基二异氰酸酯和3，3' -二甲基二苯基丙烷-4，4' -二异 氰酸酯；三异氰酸酯(如甲苯_2，4，6-三异氰酸酯)和多异氰酸酯(如4，4' -二甲基二 苯基甲烷_2，2' ,5' ,5'-四异氰酸酯和不同的聚亚甲基聚苯基多异氰酸酯)。粗多异氰 酸酯也可以用于本发明的实践中，如通过甲苯二胺的混合物的光气化作用得到的粗甲苯二 异氰酸酯、或通过粗二苯基甲烷二胺的光气化作用得到的粗二苯基甲烷二异氰酸酯。特别 优选的是亚甲基-桥接的聚苯基多异氰酸酯，这是因为它们交联聚氨酯的能力。除了前述的组分，在制备微孔聚氨酯中，可以期望使用某些其它的成分。这样的 另外的成分包括催化剂、表面活性剂、阻燃剂、防腐剂、着色剂、抗氧化剂、增强剂、和填料。 当期望制备开孔泡沫体时，有利地可以存在开孔剂。这样的开孔剂和制备开孔泡沫体的 技术描述于公开文献和各种专利公开中，其包括，例如，美国专利5，284，882 ；5, 350，777 ； 5，318，997 ；5，248，704 ；和 3，694，385 ；G. B. 1102，391 ；G. B. 1，065，590 ；EP-622, 388-A ； EP-610, 734-A ；EP-547, 515-A ；和 EP-A-188, 806。当制备聚氨酯泡沫体时，可以优选使用少量的表面活性剂以稳定发泡反应混合物 直到其固化。这样的表面活性及包括液态或固态的有机硅表面活性剂。其它的表面活性剂 包括长链醇的聚乙二醇醚、叔胺或长链烷基酸硫酸酯的链烷醇胺盐、长链烷基磺酸酯的链 烷醇胺盐和长链烷基芳基磺酸的链烷醇胺盐。这样的表面活性剂的使用量是足以稳定发泡 反应混合物，使其不会塌陷和形成大的不均勻的孔。典型地，针对此目的，0. 2 5重量份的表面活性剂每100总重量份的所存在的包含活性氢的化合物通常是足够的。有利地使用一种或多种用于包含活性氢的化合物与多异氰酸酯的反应的催化剂。 可以使用任何适宜的聚氨酯催化剂，包括叔胺化合物和金属有机化合物。示例性的叔胺 化合物包括三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、五甲基二亚乙基三胺、四甲基亚乙基二胺、1-甲 基-4-二甲基氨基乙基哌嗪、3-甲氧基-N-二乙基丙胺、N-乙基吗啉、二乙基乙醇胺、N-椰 油基吗啉，N，N-二甲基-N' , N' - 二甲基异丙基亚丙基二胺、N，N-二乙基-3-二乙基 氨基丙胺、二甲基苄胺、或N，N-二甲基环己胺。示例性的金属有机催化剂包括有机汞、有 机铅、有机铁和有机锡催化剂，其中在这些催化剂之中有机锡催化剂是优选的。适宜的锡 催化剂包括氯化亚锡；羧酸的锡盐，如二-2-乙基己酸二丁基锡，以及如披露于美国专利 2，846，408的其它金属有机化合物。本申请可以任选地使用多异氰酸酯的三聚反应催化剂， 如碱金属醇盐。这样的催化剂的使用量是其能够显著的增加多异氰酸酯的反应速率。典型 的量为0. 001 4重量份的催化剂每100总重量份的存在的多元醇。在制备聚氨酯泡沫体中，使多元醇、多异氰酸酯和其它组分(包括水)接触、充分 混合并令其反应和令其膨胀和固化成微孔聚合物。异氰酸酯指数(异氰酸酯的当量与包含 活性氢的基团的当量的比例，包括如可以存在的水)可以为0. 9 5. 0，优选为0. 9 3. 0， 更优选为1. 0 1. 5。具体的混合设备并不是关键的，而便利地使用各种类型的混合头及注 入设备。在多异氰酸酯和包含活性氢的组分反应之前预共混一定量的原料通常是便利的， 但不是必需的。例如，通常有用的是，将多元醇、水、表面活性剂、催化剂和除多异氰酸酯外 的其它组分共混，并然后将该混合物与多异氰酸酯接触。可替换地，所有的组分可以单独地 引入到多异氰酸酯和多元醇接触的混合区内。也可以使全部或部分的包含活性氢的化合物 与多异氰酸酯预反应以形成预聚物。在隔室102形成之后，可以安装电力部件和冷却部件。这样的部件通常是本领域 已知的，并且包括照明设备、压缩机、冷却旋管、鼓风机等。许多的部件可以置于隔室102的 背部。图13阐明了隔室102的侧视图，其中底端背部部件具有弧形198以便于得以布置电 力和冷却部件。部件连接可以通过进入孔112进入隔室102的内部。进入孔112可以穿过 内衬106、硬质绝缘泡沫体110、并且穿过表皮108的孔170。可替换地，内衬可以具有在组 装之前预钻的进入孔112，在这种情况下，在注入硬质绝缘泡沫体110之前，必须将进入孔 112覆盖。门104可以通过与上述相同的方法制备。门104可以具有与隔室102相同的内衬 106，并且可以具有相同的挠性表皮108。可替换地，不同的材料可以针对可替换的设计用于 隔室102和门104。本申请描述的方法提供了制备冷却隔室的新方法，其较少依赖于需用来将金属板 成型为冷却隔室内衬和/或外衬的大型机械。这样的机械通常需要巨大的制备电冰箱和冷 冻机的起动资金。因此，通过排除对这种重型机械的需要，电冰箱和冷冻机的制造场所的简 易化使得负担更小并且在劳动力成本低的地方更易进行。此外，本申请描述的方法取消了为冷却隔室涂漆的需要，因为该装置的图案和颜 色可以取决于挠性表皮的图案和颜色。此外，本申请描述的方法提供了几乎100%的可循环的绝缘装置。绝缘装置一旦报 废，可以将部件从该装置中移出，并且可以在装置的策略位置做出约9 约15个切口以便容易将加固结构件与硬质绝缘泡沫体和非自支承的挠性表皮层隔开。该装置可以具有所附 的显示何处及如何切割的循环用指南，从而取出所有可循环部件。一旦将金属部件移开，可 以将该装置剩余的部分切成碎片，该碎片可以用作，例如，为建筑物提供另外的热绝缘性的 建筑用砖的填充物。也可以预期循环材料的其它用途。尽管上述实施方式已经涉及绝缘装置，可以使用以上的实施方法来制备其它的制 造制品。例如，实施方法可以用来制备家具、其它家用电器、厨房家具、门等。在一种实施方 式中，实施方法可以用来制造床头和床踏板。在一种实施方式中，实施方法可以用于座位、 睡椅、蒲团等的刚性部件。在一种实施方式中，以上的实施方法可以用来制备，例如，整体厨 具，其中绝缘装置100的外部与碗柜、洗碗机等等的外部门相连。
实施例实施例1内衬由利用银色宽胶布捆绑在一起的HIPS的片材制成。内衬的高为135cm、宽为 45cm、深35cm。加固结构件是典型地用于城市建设中的混凝土增强件的钢筋3/8 “棒材。将 加固杆的末端焊接在一起以形成捆绑于内衬的框架。本实施例的非自支承的挠性表皮层由 典型用于卡车装料遮蔽物的普通聚乙烯组成。将聚乙烯缝制成袋，所述袋包覆在内衬周围 并利用银色宽胶布捆绑于内衬。在袋上切出排气孔并用银色宽胶布将其加固。使用自制低 成本的木制模具。该模具由夹具中的木质表面、和包覆该木质表面的非加热钢组成。使用Cannon A-200注射机来注入泡沫体形成制剂。使用的多元醇是V0RAN0L 360(基于蔗糖的聚醚多元醇，得自Dow Chemical Corporation)，并以有机硅表面活性剂、 水、和胺类催化剂作为添加剂。物理发泡剂是HFC-13^(得自Du Pont)，异氰酸酯是PAPI 27 (聚亚甲基二苯基二异氰酸酯，得自Dow Chemical Company)。V0RAN0L、和PAPI是Dow Chemical Company的商标。多元醇和异氰酸酯温度为71 °F (21. 7°C )，多元醇/异氰酸酯 比重为1. 094/1. 24，并且多元醇和异氰酸酯注入压力为1200psi (8，274kPa)。泡沫体形成 制剂的胶凝时间为37秒，消粘时间为43秒，并且自由起发密度为Mkg/m3。得到的隔室是 适宜于用作电冰箱或冷冻机装置的硬质和实心隔室。实施例2以与实施例1相同的方法进行操作，但此外将30CmX30CmX0. 5cm的粘弹性泡沫 片捆绑于聚乙烯袋内，从而得到与粘弹性泡沫体相应的隔室的背部的压花部分。该压花部 分具有软触感。实施例3以与实施例1相同的方法进行操作，但此外将30CmX30CmX0. 5cm的常规板料挠 性泡沫片捆绑于聚乙烯袋内，从而得到与常规板料挠性泡沫体相应的隔室的背部的压花部 分。该压花部分具有软触感。尽管前述的阐述本发明的实施方式，在不背离本发明的基本范围的情况下可以设 计其它和进一步的本发明的实施方式，并且本发明的范围由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种绝缘装置，其包括包括内表面和外表面的内衬，其中布置所述内表面以限定 所述绝缘装置的空腔；置于所述内衬的外表面的绝缘泡沫体，其中所述绝缘泡沫体包括内 表面和外表面，并且所述绝缘泡沫体的内表面粘附于所述内衬的外表面；和置于所述绝缘 泡沫体的外表面上的外衬，其中所述外衬包括适合于限定至少部分的所述绝缘装置的外表 面并粘附于所述绝缘泡沫体的外表面的非自支承的挠性表皮。
2.权利要求1中所述的绝缘装置，其中所述绝缘泡沫体是硬质泡沫体。
3.权利要求1中所述的绝缘装置，其进一步包括邻近下列中的至少一种进行布置的加 固结构件所述内衬的内表面、所述内衬的外表面、和所述绝缘装置的外表面。
4.权利要求3中所述的绝缘装置，其中所述加固结构件包括排列以形成置于所述硬质 绝缘泡沫体之内的框架的加固杆。
5.权利要求1中所述的绝缘装置，其中所述非自支承的挠性表皮包括下列中的至少一 种的至少一层挠性聚合物、天然纤维、或人造纤维。
6.权利要求5中所述的绝缘装置，其中所述非自支承的挠性表皮包括选自下列中的至 少一种的层喷涂聚氨酯层、热塑性聚烯烃层、热塑性聚氨酯、聚氯乙烯滚塑层。
7.权利要求6中所述的绝缘装置，其中所述非自支承的挠性表皮进一步包括气体阻挡层。
8.权利要求7中所述的绝缘装置，其中所述气体阻挡层包括下列中的至少一种聚乙 烯、苯乙烯类合金、和铝。
9.权利要求1中所述的绝缘装置，其进一步包括置于所述硬质绝缘泡沫体的外表面与 所述挠性表皮之间的层。
10.一种组装绝缘装置的方法，其包括提供包括内表面和外表面的内衬，其中布置所 述内表面以限定所述绝缘装置的空腔；提供以空间分离的排列方式围绕所述内衬的外表面 布置的外衬，其中所述外衬包括适合于限定至少部分的所述绝缘装置的外表面的非自支承 的挠性表皮，并且其中存在限定内衬的外表面和外衬之间的体积的空间；和将泡沫体形成 制剂注入到所述内衬的外表面与所述外衬之间的体积中，其中使得所述泡沫体形成制剂起 泡并固化成绝缘泡沫体。
11.权利要求10中所述的方法，其中所述绝缘泡沫体是硬质泡沫体。
12.权利要求10中所述的方法，其进一步包括在注入所述泡沫体形成制剂之前将加固 结构件邻近于下列中的至少一种进行布置所述内衬的内表面、所述内衬的外表面、和所述 绝缘装置的外表面。
13.权利要求12中所述的方法，其中所述加固结构件包括排列以形成置于所述硬质绝 缘泡沫体之内的框架的加固杆。
14.权利要求10中所述的方法，其中所述非自支承的挠性表皮包括下列中的至少一种 的至少一层挠性聚合物、天然纤维、或人造纤维。
15.权利要求14中所述的方法，其中所述非自支承的挠性表皮包括选自下列中的至少 一种的层喷涂聚氨酯层、热塑性聚烯烃层、热塑性聚氨酯、聚氯乙烯滚塑层。
16.权利要求15中所述的方法，其中所述非自支承的挠性表皮进一步包括气体阻挡层。
17.—种包括如权利要求1中所定义的绝缘装置的器具设备。
18.权利要求17中所述的器具设备，其为以下中的一种电冰箱、冷冻机、洗碗机、冷却 器、和热水器。
19.一种制造制品，其包括包括内表面和外表面的内衬，其中布置所述内表面以限定 所述绝缘装置的空腔；置于所述内衬的外表面的泡沫体，其中所述绝缘泡沫体包括内表面 和外表面，并且所述泡沫体的内表面粘附于所述内衬的外表面；和置于所述泡沫体外表面 上的外衬，其中所述外衬包括适合于限定至少部分的所述绝缘装置的外表面并粘附于所述 泡沫体的外表面的非自支承的挠性表皮。
20.权利要求1中所述的制造制品，其中所述制造制品是下列中的至少一种床头板、 床踏板、座位、睡椅、蒲团、门、备餐间、和碗碟隔室。
全文摘要
提供了包括具有内表面和外表面的内衬的绝缘装置，其中布置所述内表面以限定所述绝缘装置的空腔。将绝缘泡沫体置于所述内衬的外表面上，所述绝缘泡沫体包括内表面和外表面，并使所述绝缘泡沫体的内表面粘附于所述内衬的外表面。将外衬置于所述绝缘泡沫体的外表面上。所述外衬包括适合于限定至少部分的所述绝缘装置的外表面并粘附于所述绝缘泡沫体的外表面的非自支承的挠性表皮。
文档编号F25D23/06GK102066859SQ200980122407
公开日2011年5月18日 申请日期2009年4月20日 优先权日2008年4月21日
发明者朱利奥·莫塔罗蒂 申请人:陶氏环球技术公司