CN104744657B - 太阳能热水器水箱用的组合聚醚、聚氨酯及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了太阳能热水器水箱用的组合聚醚、聚氨酯及制备方法，该组合聚醚包括：40～70份聚醚多元醇A、25～50份聚醚多元醇B、5～10份聚酯多元醇C、2～3份泡沫稳定剂、1～2.5份催化剂、1.4～2.0份水和15～18份发泡剂；聚醚多元醇A的粘度为3000～10000mPa·s，羟值为400～470mgKOH/g；聚醚多元醇B的粘度为1100～4000mPa·s，羟值为290～460mgKOH/g；聚酯多元醇C的粘度为2000～4000mPa·s，羟值为300～330mgKOH/g。该组合聚醚所制得的太阳能热水器聚氨酯管口表面光滑，管口空洞少。该制备方法操作简单，生产效率高，产品质量好。

Description

太阳能热水器水箱用的组合聚醚、聚氨酯及制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器水箱用的组合聚醚、聚氨酯及制备方法。背景技术
近年来，由于市场需求量大，太阳能热水器行业得到迅速发展。太阳能热水器水箱保温层目前均采用聚氨酯硬质泡沫，太阳能热水器水箱生产制作主要采用高压浇注一次或多次成型。其中，太阳能热水器中安装真空玻璃管的孔口，也是在生产制作水箱时由聚氨酯发泡同时成型的，该些孔口也被称为太阳能热水器水箱的管口。但是，在生产制造太阳能热水器水箱时，由于受到工艺条件的限制，太阳能热水器水箱的聚氨酯发泡管口都不光滑，并且空洞多，因此，需要对管口进行额外的、大量的修补工作，导致了太阳能热水器水箱生产效率低，产品质量差。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于克服了现有技术中的太阳能热水器水箱存在的管口不光滑，空洞多，并且太阳能热水器水箱的生产效率低，产品质量差的缺陷，提供一种太阳能热水器水箱用的组合聚醚、聚氨酯及制备方法。本发明的组合聚醚特别适用于制备太阳能热水器水箱，所制得的太阳能热水器水箱用的聚氨酯管口表面光滑，管口空洞少，本发明的制备方法操作简单，生产效率高，产品质量好。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种太阳能热水器水箱用的组合聚醚，其包括下述重量份数的组分：40～70份聚醚多元醇A、25～50份聚醚多元醇B、5～10份聚酯多元醇C、2～3份泡沫稳定剂、1～2.5份催化剂、1.4～2.0份水和15～18份发泡剂；其中，所述的聚醚多元醇A满足下述条件：25℃下粘度为3000～10000mPa·s，羟值为400～470mgKOH/g；所述的聚醚多元醇B满足下述条件：25℃下粘度为1100～4000mPa·s，羟值为290～460mgKOH/g；所述的聚酯多元醇C满足下述条件：25℃下粘度为2000～4000mPa·s，羟值为300～330mgKOH/g；并且，所述的聚醚多元醇A和所述的聚醚多元醇B不相同。
其中，所述聚醚多元醇A较佳地为聚醚多元醇DD4110、聚醚多元醇SU-450L和聚醚多元醇SU-415M中的一种或多种。
其中，所述聚醚多元醇B较佳地为聚醚多元醇NJ6209、聚醚多元醇YD-8310和聚醚多元醇MN-500中的一种或多种。
其中，所述聚酯多元醇C较佳地为聚酯多元醇XCPA-320和/或聚酯多元醇AK-POL-3002。
其中，聚醚多元醇DD4110、聚醚多元醇SU-450L、聚醚多元醇SU-415M和聚醚多元醇MN-500为山东蓝星东大化工有限责任公司生产的市售产品。所述的聚醚多元醇DD4110在25℃下粘度为3000～4000mPa·s，羟值为430～470mgKOH/g。所述的聚醚多元醇SU-450L在25℃下粘度为7000～9000mPa·s，羟值为440～460mgKOH/g。所述的聚醚多元醇SU-415M在25℃下粘度为7000～10000mPa·s，羟值为400～430mgKOH/g。所述的聚醚多元醇MN-500在25℃下粘度为3000～4000mPa·s，羟值为420～460mgKOH/g。
其中，聚醚多元醇NJ6209为句容市宁武化工有限公司生产的市售商品。所述的聚醚多元醇NJ6209在25℃下粘度为2000～3000mPa·s，羟值为355～395mgKOH/g。
其中，聚醚多元醇YD-8310为河北亚东化工集团有限公司生产的市售商品。所述的聚醚多元醇YD-8310在25℃下粘度为1100～1700mPa·s，羟值为290～330mgKOH/g。
其中，聚酯多元醇XCPA-320为旭川化学工业有限公司生产的市售商品。所述的聚酯多元醇XCPA-320在25℃下粘度为2000～4000mPa·s，羟值为300～330mgKOH/g。
其中，聚酯多元醇AK-POL-3002为爱敬化工有限公司生产的市售商品。所述的聚酯多元醇AK-POL-3002在25℃下粘度为2000～2500mPa·s，羟值为300～320mgKOH/g。
其中，所述的泡沫稳定剂可为本领域常规使用的泡沫稳定剂，较佳地为迈图高新材料集团生产的泡沫稳定剂L-6860、赢创德固赛中国投资有限公司生产的泡沫稳定剂B8534和赢创德固赛中国投资有限公司生产的泡沫稳定剂EP-R-S40中的一种或多种。
其中，所述的催化剂可为本领域常规使用的催化剂，通常复配使用。本发明中，所述的催化剂较佳地为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、双（2-二甲氨基乙基）醚和五甲基二亚乙基三胺中的两种以上。
其中，所述的发泡剂可为本领域常规使用的发泡剂，较佳地为氢化氟氯烃（HCFC）类发泡剂，更佳地为发泡剂HCFC-141b。
本发明中，所述的太阳能热水器水箱用的组合聚醚，其混合后物料在25℃下的粘度为250～350mPa·s。
本发明还提供了一种聚氨酯的制备方法，其包括下述步骤：将所述太阳能热水器水箱用的组合聚醚与异氰酸酯以10:10～10:11的重量比混合均匀，采用高压发泡机发泡并进行注料，成型后即得。
其中，所述混合的方法和条件可为本领域常规的方法和条件，以混合均匀为准。所述的混合较佳地采用高压发泡机混合。
其中，所述的异氰酸酯为本领域常规使用的异氰酸酯，较佳地为烟台万华聚氨酯有限公司生产的异氰酸酯PM-200。
其中，所述高压发泡机的使用方式为本领域常规的使用方式。所述高压发泡机中的物料温度较佳地为22～25℃，所述高压发泡机的枪头压力较佳地为120～140kPa。
本发明中，采用前述配比的所述太阳能热水器水箱用的组合聚醚与异氰酸酯混合后，在所述发泡过程中，物料的发泡压力为6000～8000Pa。
其中，所述注料的方法和条件可为本领域常规的方法和条件。所述注料的方式较佳地为立式顶部注料或卧式中部注料。
其中，所述的成型较佳地在太阳能热水器水箱模具中进行。所述太阳能热水器水箱模具的外部温度和内部温度较佳地为35～40℃。
本发明还提供了一种由上述制备方法所制得的聚氨酯。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明中，所述的制备方法，在用于制备太阳能热水器的管口时，由于将物料的粘度控制在了合理范围，反应过程中物料的粘度提升速度适中，发泡压力合理，避免了太阳能热水器水箱爆桶，同时保证对管口发泡塞合理的压力，因此，所制得的聚氨酯管口光滑，解决了管口有空洞、管口泡沫表面粗糙的问题。本发明的组合聚醚特别适用于制备太阳能热水器水箱，所制得的太阳能热水器聚氨酯管口表面光滑，管口空洞少，本发明的制备方法操作简单，生产效率高，产品质量好。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所使用的各原料的来源如下：
聚醚多元醇DD4110、聚醚多元醇SU-450L、聚醚多元醇SU-415M和聚醚多元醇MN-500：山东蓝星东大化工有限责任公司生产；
聚醚多元醇NJ6209：句容市宁武化工有限公司生产；
聚醚多元醇YD-8310：河北亚东化工集团有限公司生产；
聚酯多元醇XCPA-320：旭川化学工业有限公司生产；
聚酯多元醇AK-POL-3002：爱敬化工有限公司生产；
泡沫稳定剂L-6860：迈图高新材料集团生产；
泡沫稳定剂B8534和泡沫稳定剂EP-R-S40：赢创德固赛中国投资有限公司生产；
异氰酸酯PM-200：烟台万华聚氨酯有限公司生产。
实施例1
一种太阳能热水器水箱用的聚氨酯组合聚醚，其包括下述重量份数的组分：
其中，聚醚多元醇A为聚醚多元醇DD4110，聚醚多元醇B为聚醚多元醇NJ6209，聚酯多元醇C为聚酯多元醇XCPA-320，泡沫稳定剂为泡沫稳定剂L-6860，复合催化剂为0.6份二甲基苄胺和0.4份N,N-二甲基环己胺，发泡剂为HCFC-141b。
一种聚氨酯的制备方法，该聚氨酯特别用作为太阳能热水器水箱，其包括下述步骤：将实施例1的太阳能热水器水箱用的组和聚醚与异氰酸酯PM-200以1:1的重量比于高压发泡机中混合均匀，发泡并进行立式顶部注料，于太阳能热水器水箱模具中成型，即得；其中，高压发泡机中的物料温度为22℃，高压发泡机的枪头压力为120kPa，太阳能热水器水箱模具的外部温度和内部温度为35℃。
实施例2
其中，聚醚多元醇A为聚醚多元醇SU-440L，聚醚多元醇B为聚醚多元醇YD-8310，聚酯多元醇C为聚酯多元醇AK-POL-3002，泡沫稳定剂为泡沫稳定剂B8534，复合催化剂为0.4份五甲基二亚乙基三胺、0.6份N,N-二甲基环己胺和1份二甲基苄胺，发泡剂为HCFC-141b。
一种聚氨酯的制备方法，该聚氨酯特别用作为太阳能热水器水箱，其包括下述步骤：将实施例2的太阳能热水器水箱用的组和聚醚与异氰酸酯PM-200以10:11的重量比于高压发泡机中混合均匀，发泡并进行卧式中部注料，于太阳能热水器水箱模具中成型，即得；其中，高压发泡机中的物料温度为25℃，高压发泡机的枪头压力为130kPa，太阳能热水器水箱模具的外部温度和内部温度为40℃。
实施例3
其中，聚醚多元醇A为聚醚多元醇SU-415M，聚醚多元醇B为聚醚多元醇YD-8310及聚醚多元醇MN500，聚酯多元醇C为聚酯多元醇AK-POL-3002，泡沫稳定剂为泡沫稳定剂EP-R-S40，复合催化剂为0.3份双（2-二甲氨基乙基）醚、0.6份N,N-二甲基环己胺和0.8份二甲基苄胺，发泡剂为HCFC-141b。
一种聚氨酯的制备方法，该聚氨酯特别用作为太阳能热水器水箱，其包括下述步骤：将实施例3的太阳能热水器水箱用的组和聚醚与异氰酸酯PM-200以1:1的重量比于高压发泡机中混合均匀，发泡并进行卧式中部注料，于太阳能热水器水箱模具中成型，即得；其中，高压发泡机中的物料温度为24℃，高压发泡机的枪头压力为128kPa，太阳能热水器水箱模具的外部温度和内部温度为38℃。
对比例
市售的用于太阳能热水器水箱生产的组合聚醚多元醇，其型号为DTY-202HP，为上海东大聚氨酯有限公司所产。
聚氨酯的制备方法包括下述步骤：将对比例的组合聚醚多元醇与异氰酸酯PM-200以1:1的重量比于高压发泡机中混合均匀，发泡并进行立式顶部注料，于太阳能热水器水箱模具中成型，即得；其中，高压发泡机中的物料温度为22℃，高压发泡机的枪头压力为120kPa，太阳能热水器水箱模具的外部温度和内部温度为35℃。
效果实施例1
对上述实施例1～3以及对比例的组合聚醚进行粘度测定，对制备过程中物料的发泡压力进行测定，并对制得的聚氨酯进行尺寸稳定性测定及管口的指标测定，具体结果见下表1。
表1
指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
组合聚醚的粘度mPa·s（25℃） 350 310 255 435
发泡压力Pa 6150 7940 6930 9450
尺寸稳定性（-30℃，48h） 0.049 0.045 0.047 0.051
相同工艺条件下20只管太阳能 2 1 1 5
热水器水箱管口平均修补个数

Claims (9)

1.一种太阳能热水器水箱用的组合聚醚，其特征在于，其包括下述重量份数的组分：40～70份聚醚多元醇A、25～50份聚醚多元醇B、5～10份聚酯多元醇C、2～3份泡沫稳定剂、1～2.5份催化剂、1.4～2.0份水和15～18份发泡剂；其中，所述的聚醚多元醇A满足下述条件：25℃下粘度为3000～10000mPa·s，羟值为400～470mgKOH/g；所述的聚醚多元醇B满足下述条件：25℃下粘度为1100～4000mPa·s，羟值为290～460mgKOH/g；所述的聚酯多元醇C满足下述条件：25℃下粘度为2000～4000mPa·s，羟值为300～330mgKOH/g；并且，所述的聚醚多元醇A和所述的聚醚多元醇B不相同；所述的发泡剂为发泡剂HCFC-141b。
2.如权利要求1所述的太阳能热水器水箱用的组合聚醚，其特征在于，所述聚醚多元醇A为聚醚多元醇DD4110、聚醚多元醇SU-450L和聚醚多元醇SU-415M中的一种或多种；和/或，所述聚醚多元醇B为聚醚多元醇NJ6209、聚醚多元醇YD-8310和聚醚多元醇MN-500中的一种或多种；和/或，所述聚酯多元醇C为聚酯多元醇XCPA-320和/或聚酯多元醇AK-POL-3002。
3.如权利要求1所述的太阳能热水器水箱用的组合聚醚，其特征在于，所述的泡沫稳定剂为泡沫稳定剂L-6860、泡沫稳定剂B8534和泡沫稳定剂EP-R-S40中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的太阳能热水器水箱用的组合聚醚，其特征在于，所述的催化剂为二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚和五甲基二亚乙基三胺中的两种以上。
5.一种聚氨酯的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：将如权利要求1～4任一项所述太阳能热水器水箱用的组合聚醚与异氰酸酯以10:10～10:11的重量比混合均匀，采用高压发泡机发泡并进行注料，成型后即得。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的混合采用高压发泡机混合；和/或，其中，所述的异氰酸酯为多苯基多亚甲基异氰酸酯；和/或，所述高压发泡机中的物料温度为22～25℃，所述高压发泡机的枪头压力为120～140kPa；和/或，所述注料的方式为立式顶部注料或卧式中部注料。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的异氰酸酯为异氰酸酯PM-200。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的成型在太阳能热水器水箱模具中进行；所述太阳能热水器水箱模具的外部温度和内部温度为35～40℃。
9.如权利要求5～8任一项所述制备方法所制得的聚氨酯。
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