CN105461882B - 一种组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合物和制备方法 - Google Patents

一种组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合物和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合物和制备方法。本发明的组合聚醚，其包括如下按照重量份数计的各组分：30‑50份聚醚多元醇A、10‑20份聚醚多元醇B、30‑40份聚醚多元醇C、5‑15份聚醚多元醇D、2‑3份泡沫稳定剂、2‑5份催化剂、12‑14份发泡剂和1.6‑1.8份水；所述发泡剂为环戊烷。本发明的聚氨酯泡沫，采用了本发明的组合聚醚，显著提升了环保性能，降低了泡沫导热系数、塑模密度和冰箱注料量，降低了生产成本，提高了压缩强度和低温尺寸稳定性。

Description

一种组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合物和制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合物和制备方法。
背景技术
截止目前在冰箱保温领域，聚氨酯泡沫已经占据绝对的主导地位，但传统聚氨酯泡沫大多存在消耗臭氧层的缺陷，而这种缺陷主要是由于聚氨酯泡沫的发泡剂引起。随着人们对环境保护意识的增强，消耗臭氧层的发泡剂被逐步淘汰，例如发泡剂CFC-11已经完全被替代，而其替代品HCFC-141B也面临被逐步淘汰。目前市面常见的臭氧消耗潜值(简称ODP值)为0的聚氨酯发泡剂主要有环戊烷、HFC-245fa及HFC-365mfc/227ea，但是HFC-245fa和HFC-365mfc/227ea这两种发泡剂的全球变暖潜值(简称GWP值)分别为990、840，而环戊烷GWP值仅为11，由于过高的GWP值，2015年1月，欧洲已禁止使用HFC-245fa；2016年，美国也将禁止使用HFC-245fa。因此，仅环戊烷在环境保护方面是比较理想的发泡剂，但是现有技术中以环戊烷作为发泡剂的聚氨酯泡沫在泡沫导热系数方面相比较HFC-245fa和HFC-365mfc/227ea，优势并不明显。例如常规环戊烷体系的产品导热系数为21左右，而HFC-245fa和HFC-365mfc/227ea体系的产品导热系数为19左右。因此，HFC-245fa或HFC-365mfc/227ea体系的产品虽然导热系数有一定优势但是二者GWP值过高，不符合环保要求。并且，现有的环戊烷发泡体系模塑密度一般要求≥35，塑模密度较高，注塑量较大，成本高，经济性不佳。
因此，开发一种ODP值、GWP值及泡沫导热系数均较低的聚氨酯泡沫是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中聚氨酯泡沫ODP值和GWP值均较高，进而环保性差的缺陷，以及泡沫导热系数较高、塑模密度较高、压缩强度较低、低温尺寸稳定性差、冰箱注料量较大等缺陷，而提供了一种组合聚醚、聚氨酯泡沫及其原料组合物和制备方法。本发明的聚氨酯泡沫，采用了本发明的组合聚醚，显著提升了环保性能，降低了泡沫导热系数、塑模密度和冰箱注料量，降低了生产成本，提高了压缩强度和低温尺寸稳定性。
本发明的技术方案之一：
本发明提供了一种组合聚醚，其包括如下按照重量份数计的各组分：30-50份聚醚多元醇A、10-20份聚醚多元醇B、30-40份聚醚多元醇C、5-15份聚醚多元醇D、2-3份泡沫稳定剂、2-5份催化剂、12-14份发泡剂和1.6-1.8份水；
所述发泡剂为环戊烷；
所述聚醚多元醇A为粘度为12000-16000mPa·s、官能度为6且羟值为440-480mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇B为粘度为6500-11500mPa·s、官能度为4且羟值为300-330mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇C为粘度为10000-12560mPa·s、官能度为6且羟值为360-440mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇D为粘度为2000-3000mPa·s、官能度为2且羟值为300-330mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇A、所述聚醚多元醇B、所述聚醚多元醇C和所述聚醚多元醇D的粘度均为25℃的粘度。
所述聚醚多元醇A、所述聚醚多元醇B、所述聚醚多元醇C和所述聚醚多元醇D的粘度可分别独立地为本领域常规粘度，例如为动力粘度。所述动力粘度一般采用旋转粘度计测得。
较佳地，所述聚醚多元醇A的数均分子量为730。
较佳地，所述聚醚多元醇A为山东蓝星东大化工有限责任公司生产的牌号为SA460的聚醚多元醇，其水分含量一般为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇A总质量的百分比。
较佳地，所述聚醚多元醇B为上海东大化学有限公司生产的牌号为SD7100的聚醚多元醇，其水分含量一般为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇B总质量的百分比。
较佳地，所述聚醚多元醇C为河北亚东化工集团有限公司生产的牌号为YD1050的聚醚多元醇，其水分含量一般为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇C总质量的百分比。
较佳地，所述聚醚多元醇D为南京金陵斯泰潘化学有限公司生产的牌号为PS3152的聚醚多元醇，其水分含量一般为0.1％以下，百分比为水的质量占所述聚醚多元醇D总质量的百分比。
所述泡沫稳定剂可为本领域常规的泡沫稳定剂，较佳地为硅酮类泡沫稳定剂。较佳地，所述硅酮类泡沫稳定剂为赢创德固赛公司生产的牌号为B8532的硅酮类泡沫稳定剂。
所述催化剂可为本领域常规的催化剂，较佳地为胺类催化剂和/或有机金属催化剂。
较佳地，所述胺类催化剂为叔胺类催化剂。较佳地，所述叔胺类催化剂为N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基环己胺、1,3,5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪和N,N-二甲基-苄胺的复合催化剂。所述复合催化剂即为N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基环己胺、1,3,5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪和N,N-二甲基-苄胺的混合物。较佳地，所述复合催化剂中，所述N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基环己胺、1,3,5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪和N,N-二甲基-苄胺的质量比为1:(4-8):2:4,更佳地为1:(5-7):2:4。
较佳地，所述水为去离子水。
较佳地，所述聚醚多元醇A的用量为30-40份。
较佳地，所述聚醚多元醇B的用量为15-20份。
较佳地，所述聚醚多元醇C的用量为35-40份。
较佳地，所述聚醚多元醇D的用量为10-15份。
较佳地，所述泡沫稳定剂的用量为2-2.5份。
较佳地，所述催化剂的用量为2.8-4.8份，例如2.8-3.9份。
较佳地，所述发泡剂的用量为12-13份。
较佳地，所述水的用量为1.7-1.8份。
本发明所述组合聚醚可按照本领域常规制备方法进行制备，例如，将所述组合聚醚的原料组合物的各组分混合均匀，即可。较佳地，所述混合在具有安全装置的混合容器中进行。较佳地，所述混合容器为混合釜。较佳地，所述混合在不锈钢容器中进行。较佳地，所述混合在搅拌条件下进行。较佳地，所述混合的时间为0.5～1小时，例如0.75小时。
本发明的技术方案之二：
本发明还提供了一种聚氨酯泡沫的原料组合物，其包括A组分和B组分；所述A组分为所述组合聚醚；所述B组分为异氰酸酯；所述A组分和B组分的质量比为1:1.1-1:1.3。
较佳地，所述A组分和B组分的质量比为1:1.15-1:1.25，例如1:1.2。
较佳地，所述异氰酸酯为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(简称聚合MDI)。所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯指纯二苯基甲烷二异氰酸酯与多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物。较佳地，所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的产品中，所述聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的含量为51.3％，百分比为质量百分比。
较佳地，所述聚合MDI为烟台万华生产的型号为PM200的聚合MDI。
本发明的技术方案之三：
本发明还提供了一种聚氨酯泡沫的制备方法，其包括如下步骤：将所述的A组分和所述的B组分混合，进行发泡，制得聚氨酯泡沫，即可。
所述聚氨酯泡沫的制备方法的条件可为本领域各种常规条件。
较佳地，所述发泡所用仪器为高压机发泡。
较佳地，所述发泡温度为20-25℃，例如22℃。
所述的聚氨酯泡沫可用作冰箱或冰柜的聚氨酯泡沫保温材料，按照本领域常识，在应用时，一般是A组分和B组分在使用前不予混合，且一般是即混合即用，且一般是注到外壳与内胆之间进行发泡。
本发明的技术方案之四：
本发明还提供了一种由所述聚氨酯泡沫的制备方法所制得的聚氨酯泡沫。
较佳地，所述聚氨酯泡沫为硬质聚氨酯泡沫。
在不违背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：
(1)本发明的聚氨酯泡沫采用环戊烷作为发泡剂，ODP值为0，且具有极低的GWP值，符合世界环保要求；
(2)本发明的聚氨酯泡沫制品相比较常规环戊烷泡沫制品具有较低的导热系数；且有效的降低了保温层的模塑密度(可降低2Kg/m3)，从而间接的减少了冰箱保温层的注料量(可降低达5％)，达到降低生产成本的目的。
(3)本发明的聚氨酯泡沫具有优异的尺寸稳定性和压缩强度。
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。
以下实施例中所用到的原料来源如下：
聚醚多元醇SA460、购于山东蓝星东大化工有限责任公司。
所述聚醚多元醇SD7100购于上海东大化学有限公司品。
聚醚多元醇YD1050购于河北亚东化工集团有限公司。
聚酯多元醇PS3152购于南京金陵斯泰潘化学有限公司。
聚醚多元醇NL4110购于淄博诺立化工有限公司。
聚醚多元醇DV125购于山东蓝星东大化工有限公司。
硅酮类泡沫稳定剂B-8525购于赢创德固赛公司。
异氰酸酯为聚合MDI，购于烟台万华，型号PM200。
实施例1-3
实施例1-3、对比例1-2中组合聚醚的原料组合物及异氰酸酯的各组分的重量份数具体如表1所示。表1中，“/”表示不添加。
表1
(1)组合聚醚的制备
将异氰酸酯外的其它组分在不锈钢混合釜中均匀混合45min，搅拌均匀即可。
(2)聚氨酯泡沫的制备
将所述的组合聚醚和异氰酸酯按照比例在22℃反应，注入模具中制得冰箱用硬质聚氨酯泡沫保温材料。
效果实施例
将实施例1-3制成聚氨酯泡沫与对比例1-2中产品进行比较，测试结果见下表2。由表2可知，本发明所得的聚氨酯泡沫具有更高的压缩强度、更好的低温尺寸稳定性以及更低的导热系数，冰箱泡沫密度可以降低2.0Kg/m3左右。可以有效的降低冰箱的注料量5％，从而达到节省成本的目的。
表2

Claims (10)

1.一种组合聚醚，其特征在于，其包括如下按照重量份数计的各组分：30-50份聚醚多元醇A、10-20份聚醚多元醇B、30-40份聚醚多元醇C、5-15份聚酯多元醇D、2-3份泡沫稳定剂、2-5份催化剂、12-14份发泡剂和1.6-1.8份水；
所述发泡剂为环戊烷；
所述聚醚多元醇A为粘度为12000-16000mPa·s、官能度为6且羟值为440-480mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇B为粘度为6500-11500mPa·s、官能度为4且羟值为300-330mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇C为粘度为10000-12560mPa·s、官能度为6且羟值为360-440mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚酯多元醇D为粘度为2000-3000mPa·s、官能度为2且羟值为300-330mgKOH/g的聚醚多元醇；
所述聚醚多元醇A、所述聚醚多元醇B、所述聚醚多元醇C和所述聚酯多元醇D的粘度均为25℃的粘度。
2.如权利要求1所述的组合聚醚，其特征在于：
所述聚醚多元醇A的数均分子量为730；
和/或，所述聚醚多元醇A为牌号为SA460的聚醚多元醇；
和/或，所述聚醚多元醇B为牌号为SD7100的聚醚多元醇；
和/或，所述聚醚多元醇C为牌号为YD1050的聚醚多元醇；
和/或，所述聚酯多元醇D为牌号为PS3152的聚醚多元醇；
和/或，所述泡沫稳定剂为硅酮类泡沫稳定剂；
和/或，所述催化剂为胺类催化剂和/或有机金属催化剂；
和/或，所述水为去离子水；
和/或，所述聚醚多元醇A的用量为30-40份；
和/或，所述聚醚多元醇B的用量为15-20份；
和/或，所述聚醚多元醇C的用量为35-40份；
和/或，所述聚酯多元醇D的用量为10-15份；
和/或，所述泡沫稳定剂的用量为2-2.5份；
和/或，所述催化剂的用量为2.8-4.8份；
和/或，所述发泡剂的用量为12-13份；
和/或，所述水的用量为1.7-1.8份。
3.如权利要求2所述的组合聚醚，其特征在于：
所述硅酮类泡沫稳定剂为牌号为B8532的硅酮类泡沫稳定剂；
和/或，所述胺类催化剂为叔胺类催化剂；
和/或，所述催化剂的用量为2.8-3.9份。
4.如权利要求3所述的组合聚醚，其特征在于：所述叔胺类催化剂为N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基环己胺、1,3,5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪和N,N-二甲基-苄胺的复合催化剂。
5.如权利要求4所述的组合聚醚，其特征在于：所述复合催化剂中，所述N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基环己胺、1,3,5-三(二甲氨基丙基)-六氢三嗪和N,N-二甲基-苄胺的质量比为1:(4-8):2:4。
6.一种聚氨酯泡沫的原料组合物，其特征在于，其包括A组分和B组分；所述A组分为如权利要求1～5中任一项所述的组合聚醚；所述B组分为异氰酸酯；所述A组分和B组分的质量比为1:1.1-1:1.3。
7.如权利要求6所述的原料组合物，其特征在于：
所述A组分和B组分的质量比为1:1.15-1:1.25；
和/或，所述异氰酸酯为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。
8.一种聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将如权利要求6或7中所述的A组分和所述的B组分混合，进行发泡，制得聚氨酯泡沫，即可。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：
所述发泡所用仪器为高压机发泡；
和/或，所述发泡温度为20-25℃。
10.一种由权利要求8或9所述的制备方法所制得的聚氨酯泡沫。
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