CN106397709A - 一种聚氨酯发泡组合物、聚氨酯发泡工艺及热水器 - Google Patents

一种聚氨酯发泡组合物、聚氨酯发泡工艺及热水器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种聚氨酯发泡组合物、聚氨酯发泡工艺及热水器。该聚氨酯发泡组合物包括重量比为1.1～1.4：1的发泡黑料和发泡白料，发泡白料包括1～10份的氟代碳氢化合物发泡剂、10～20份的碳氢化合物发泡剂、90～120份的组合聚醚。聚氨酯发泡组合物，包括按照一定比例配制的发泡黑料、氟代碳氢化合物发泡剂、碳氢化合物发泡剂和组合聚醚，其相对于纯环戊烷或CO2体系PU发泡技术相比，具有以下优点：1、导热系数更低，保温效果更好，能耗相对较低；2、符合欧盟最新环保要求；3、减少发泡料灌注量，降低热水器保温层厚度；4、缩短发泡熟化时间，提高生产效率。

Description

一种聚氨酯发泡组合物、聚氨酯发泡工艺及热水器
技术领域
本发明涉及发泡技术领域，具体涉及一种聚氨酯发泡组合物、聚氨酯发泡工艺及热水器。
背景技术
PU硬质泡沫塑料是以黑料(主要为苯基多异氰酸酯，例如MDI、TDI等)和白料(包括聚醚多元醇组合料和发泡剂等)为原料进行发泡形成，其内部充满大量泡孔(约占总体积约97％)，因而广泛应用于冰箱、冷柜、热水器、输热管道等需要绝热保温的场所。而且，泡孔内充满着发泡剂气体或发泡剂气体和液体的混合物，因此发泡剂的成份和组成在很大程度上决定了PU硬质泡沫的绝热性和其它性能。
目前，用于PU硬质泡沫塑料中的发泡剂主要包括碳氢化合物HC(例如环戊烷、正戊烷、异戊烷、丁烷、异丁烷等)、氟代碳氢化合物HFC(例如HFC-245fa、HFC-365mfc、HFC-356mffm、HFC-134a和HFC-227ea等)和碳氟化合物FC。例如，中国专利文献CN200910116818.9公开了一种用于PU硬泡的环保型高效多元混合发泡剂，其按重量份的组成为HC为5～15份、HFC为2～20份、助剂类为0～10份；所述HC为一种或几种烷烃和/或环烷烃的组合；所述HFC是一种或几种氢氟烃的组合；所述助剂类为一种或几种碳氟烃的组合。
然而，上述混合发泡剂已经不符合欧盟最新环保要求(其要求发泡剂的GWP值≥150)，而且存在混合工艺复杂、成本较高的缺陷。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有发泡剂已经不符合欧盟最新环保要求且存在混合工艺复杂、成本较高的缺陷。
为此，本发明提供了一种聚氨酯发泡组合物，包括重量比为1.1～1.4：1的发泡黑料和发泡白料，所述发泡白料包括1～10份的氟代碳氢化合物发泡剂、10～20份的碳氢化合物发泡剂、90～120份的组合聚醚。
作为优选，所述氟代碳氢化合物发泡剂选自HFC-LBA、HFC-245fa、HFC-365mfc、HFC-356mffm、HFC-134a和HFC-227ea中的任一种或多种。
作为优选，所述碳氢化合物发泡剂选自环戊烷、正戊烷、异戊烷、丁烷和异丁烷中的任一种或多种。
作为优选，聚氨酯发泡组合物包括重量比为1.15～1.25：1的发泡黑料和发泡白料，所述发泡白料包括3～10份的HFC-LBA、10～20份的环戊烷、100份的组合聚醚。
作为优选，所述发泡黑料为多异氰酸酯。
本发明还提供了一种聚氨酯发泡工艺，其特征在于，包括以下步骤：按比例将本发明提供的上述聚氨酯发泡组合物中的发泡白料进行预混得到预混后白料；按比例将所述预混后白料以及所述聚氨酯发泡组合物中的发泡黑料进行灌注发泡。
作为优选，所述预混步骤包括：按比例将氟代碳氢化合物发泡剂料罐、碳氢化合物发泡剂料罐和组合聚醚料罐中存储的相应所述发泡白料通入至预混器进行静态混合，得到所述预混后白料。
作为优选，所述预混步骤还包括将所述预混后白料储存到缓冲罐中。
作为优选，所述灌注发泡的步骤包括：按比例将所述缓冲罐中所述预混后白料以及盛放于发泡黑料罐中的所述发泡黑料添加到发泡机的相应罐中，再进行灌注发泡。
本发明还提供了一种热水器，包括外壳，设置于所述外壳内部的内胆，以及填充于所述外壳和所述内胆之间的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，所述聚氨酯泡沫塑料由本发明提供的上述聚氨酯发泡工艺制备而成。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的聚氨酯发泡组合物，包括按照一定比例配制的发泡黑料、氟代碳氢化合物发泡剂、碳氢化合物发泡剂和组合聚醚，其相对于纯环戊烷或CO2体系PU发泡技术相比，具有以下优点：1、导热系数更低，保温效果更好，能耗相对较低；2、符合欧盟最新环保要求；3、减少发泡料灌注量，降低热水器保温层厚度；4、缩短发泡熟化时间，提高生产效率；同时，将碳氢化合物发泡剂与沸点较低的氟代碳氢化合物发泡剂相混合，避免发泡过程中速度过快。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明的实施方式提供的聚氨酯发泡工艺所采用设备的结构示意图；
图2为本发明的实施方式提供的热水器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图2所示，本实施例提供了一种填充于热水器的所述外壳7和所述内胆8之间的聚氨酯泡沫塑料9，聚氨酯泡沫塑料9的原料包括重量比为1.1：1的多异氰酸酯(商品名为PM2010，购于烟台万华，作为发泡黑料)和发泡白料，所述发泡白料包括1份的反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(商品名为HFC-LAB，购于霍尼韦尔)、15份的环戊烷、100份的组合聚醚(购于宁武化工)。
如图1所示，聚氨酯泡沫塑料9通过以下步骤制备而成：
1、将原料HFC-LBA、环戊烷、组合聚醚和异氰酸酯分别依次储存在氟代碳氢化合物发泡剂料罐1、碳氢化合物发泡剂料罐2、组合聚醚料罐3和发泡黑料罐10，其中HFC-LBA储存房温度要求控制18℃，环戊烷储存按照国家相关要求采用埋地式结构，并加装相关安全报警装置，同时储罐采用充氮保护，组合聚醚多元醇和助剂混合来料。
2、将氟代碳氢化合物发泡剂料罐1、碳氢化合物发泡剂料罐2、组合聚醚料罐3分别与预混器4对应接口对接，设置好流量和各组分混合比例，开启自动在线静态混合，预混器4自动将混合好的预混后储存到对应的缓冲罐5中。
3、将缓冲罐5中的预混后加到对应发泡机6的白料料罐中，黑料(异氰酸酯)直接添加到对应的发泡机黑料料罐中。
4、设置好预混后和黑料的流量和比例等工艺参数，开始灌注发泡生产，即将混合好的发泡料灌注到对应的热水器中的外壳7与内胆8中间。
实施例2
如图2所示，本实施例提供了一种填充于热水器的所述外壳7和所述内胆8之间的聚氨酯泡沫塑料9，聚氨酯泡沫塑料9的原料包括重量比为1.4：1的多异氰酸酯(商品名为PM2010，购于烟台万华，作为发泡黑料)和发泡白料，所述发泡白料包括10份的反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(商品名为LAB，购于霍尼韦尔)、10份的环戊烷、90的组合聚醚(购于宁武化工)。聚氨酯泡沫塑料9按照实施例1的制备步骤制备而成。
实施例3
如图2所示，本实施例提供了一种填充于热水器的所述外壳7和所述内胆8之间的聚氨酯泡沫塑料9，聚氨酯泡沫塑料9的原料包括重量比为1.25：1的发泡黑料酯(商品名为PM2010，购于烟台万华)和发泡白料，所述发泡白料包括5份的反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(商品名为LAB，购于霍尼韦尔)、20份的环戊烷、120份的组合聚醚(购于宁武化工)。聚氨酯泡沫塑料9按照实施例1的制备步骤制备而成。
对比例1
按照重量份计，混合如下组分得到聚氨酯组合物中的发泡白料:99.5份组合聚醚(购于宁武化工)、35份反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(商品名为LAB，购于霍尼韦尔)。聚氨酯组合物中的发泡黑料为：137.7份多亚甲基多苯基多异氰酸酯(商品名为PM2010，购于烟台万华)。
对比例2
按照重量份计，混合如下组分得到聚氨酯组合物中的发泡白料:99.5份组合聚醚(购于宁武化工)、35份正戊烷。聚氨酯组合物中的发泡黑料为：137.7份多亚甲基多苯基多异氰酸酯(商品名为PM2010，购于烟台万华)。
将实施例1至3以及对比例1和2得到的聚氨酯泡沫塑料进行发泡性能测试，测试结果参见表1。
膨胀率％ 粘结强度KPa
实施例1 3.7％ 291
实施例2 3.8％ 292
实施例3 3.6％ 290
对比例1 5.7％ 293
对比例2 5.2％ 276
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种聚氨酯发泡组合物，其特征在于，包括重量比为1.1～1.4：1的发泡黑料和发泡白料，所述发泡白料包括1～10份的氟代碳氢化合物发泡剂、10～20份的碳氢化合物发泡剂、90～120份的组合聚醚。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡组合物，其特征在于，所述氟代碳氢化合物发泡剂选自HFC-LBA、HFC-245fa、HFC-365mfc、HFC-356mffm、HFC-134a和HFC-227ea中的任一种或多种。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡组合物，其特征在于，所述碳氢化合物发泡剂选自环戊烷、正戊烷、异戊烷、丁烷和异丁烷中的任一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡组合物，其特征在于，聚氨酯发泡组合物包括重量比为1.15～1.25：1的发泡黑料和发泡白料，所述发泡白料包括3～10份的HFC-LBA、10～20份的环戊烷、100份的组合聚醚。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚氨酯发泡组合物，其特征在于，所述发泡黑料为多异氰酸酯。
6.一种聚氨酯发泡工艺，其特征在于，包括以下步骤：
按比例将权利要求1至5中任一项所述的聚氨酯发泡组合物中的发泡白料进行预混得到预混后白料；
按比例将所述预混后白料以及所述聚氨酯发泡组合物中的发泡黑料进行灌注发泡。
7.根据权利要求6所述的聚氨酯发泡工艺，其特征在于，所述预混步骤包括：按比例将氟代碳氢化合物发泡剂料罐(1)、碳氢化合物发泡剂料罐(2)和组合聚醚料罐(3)中存储的相应所述发泡白料通入至预混器(4)进行静态混合，得到所述预混后白料。
8.根据权利要求7所述的聚氨酯发泡工艺，其特征在于，所述预混步骤还包括将所述预混后白料储存到缓冲罐(5)中。
9.根据权利要求8所述的聚氨酯发泡工艺，其特征在于，所述灌注发泡的步骤包括：按比例将所述缓冲罐(5)中所述预混后白料以及盛放于发泡黑料罐(10)中的所述发泡黑料添加到发泡机(6)的相应罐中，再进行灌注发泡。
10.一种热水器，包括外壳(7)，设置于所述外壳(7)内部的内胆(8)，以及填充于所述外壳(7)和所述内胆(8)之间的聚氨酯泡沫塑料(9)，其特征在于，所述聚氨酯泡沫塑料(9)由权利要求6至9中任一项所述的聚氨酯发泡工艺制备而成。
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