CN112513123A

CN112513123A - 聚氨酯硬质泡沫

Info

Publication number: CN112513123A
Application number: CN201980043622.3A
Authority: CN
Inventors: 韦业奋; 郑春雷; 魏文平; 李立强
Original assignee: Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
Current assignee: Covestro Deutschland AG; Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2021-03-16
Also published as: US20210284817A1; WO2020002282A1; EP3814395A1

Abstract

本发明涉及一种适用于非连续生产工艺的硬质聚氨酯泡沫和聚氨酯复合板，以及该硬质聚氨酯泡沫在隔热方面的用途。该硬质聚氨酯泡沫由包括异氰酸酯组分和多元醇组分的反应体系制得,其中，所述多元醇组分包括至少一种官能度为2，数均分子量为1800~4000的长链聚醚多元醇、发泡剂和催化剂等。本发明的聚氨酯泡沫具有意想不到的满意的尺寸稳定性和粘结强度以及优良的其他物理性质。

Description

聚氨酯硬质泡沫

技术领域

本发明涉及一种适用于非连续生产工艺的硬质聚氨酯泡沫、聚氨酯复合板和制备该聚氨酯复合板的方法，以及所述聚氨酯泡沫在隔热方面的用途。

背景技术

日前，非连续工艺制备的包含聚氨酯泡沫的聚氨酯复合材料被广泛应用于家用电器如冰箱、冷柜、热水器等的隔热保温领域。然而，在制备聚氨酯复合材料的过程中，常出现聚氨酯泡沫尺寸稳定性不佳、泡沫与面材的粘结性不良等问题，严重影响最终产品的品质。

CN102875833A公开了一种发泡剂组合物、聚氨酯硬质泡沫以及制备方法、制冷设备、保温组件。该发泡剂组合物包含：5~20重量份的戊烷；1~25重量份的245fa；以及0~5重量份的134a。通过使用该发泡剂组合物能够有效地制备聚氨酯硬质泡沫。

CN103819644A公开了一种流动性好的聚氨酯管道保温材料及其制备方法，其中使用官能度为2~6、数均分子量为500~1000、羟值为300~600mgKOH/g的聚醚多元醇1，官能度为2~3、数均分子量为400~1500、羟值为200~300mgKOH/g的聚醚多元醇2，官能度为2~3、数均分子量为2000~7000、羟值为30~150mgKOH/g的聚醚多元醇3这一复合的多元醇体系。所制备的泡沫的抗压强度大于300KPa，导热系数小于0.033w/m.k，吸水率小于8%，开孔率小于8%。该泡沫在140 ℃高温下放置96h不收缩，并且泡沫热失重小于3%。所得泡沫流动性好，比传统配方出方率（an increased volume）提高2~3%左右。

CN104672426A披露了一种聚氨酯组合物、一种聚氨酯泡沫及其制造方法和一种冰箱。该聚氨酯组合物由下列以重量份给出的原料来制备：山梨醇聚醚多元醇25~60重量份、复合聚醚多元醇15~40重量份、二苯基甲烷二胺聚醚多元醇3~30重量份、甘油聚醚多元醇3~15重量份、芳香族聚酯多元醇3~20重量份、复合交联剂0~5重量份、发泡剂1~55重量份、泡沫稳定剂1.0~5.0重量份、水0.5~2.0重量份、复合催化剂1.0~3.5重量份、异氰酸酯120~160重量份；其中，所述异氰酸酯的指数为0.95~1.10。通过该技术方案提供的聚氨酯组合物密度小、导热系数低，且具有强粘接性。而含有该聚氨酯组合物的冰箱，保温性能好、能耗低。

尽管有以上公开，业界仍急需隔热性能良好、尺寸稳定性佳，并且与面层材料更好的粘接的聚氨酯泡沫。

发明内容

在本发明的一个方面中提供了一种适用于非连续生产工艺的硬质聚氨酯泡沫。该泡沫由包括如下组分的反应体系制得：

组分A异氰酸酯；

组分B，包括：

多元醇B1，其包括B1-1) 官能度为 4~8、蔗糖或山梨醇起始的、根据GB/T 21863-2008的数均分子量为 400~1500g/mol的聚醚多元醇，含量为60~90wt%，基于组分B的平均质量计；和B1-2）官能度为 4、邻甲苯二胺起始的、根据GB/T 21863-2008的数均分子量为500~750g/mol的聚醚多元醇，含量为10~40wt%，基于组分B的质量计；和基于除发泡剂外的组分B计1~3 pbw的长链聚醚多元醇B2，其包括至少一种官能度为2、根据GB/T 21863-2008的数均分子量为 1800~5000g/mol、优选1800~3500g/mol、特别优选1800~2800g/mol的长链聚醚多元醇；

发泡剂；和

催化剂。

本发明的异氰酸酯优选聚MDI。

本发明可用的发泡剂包括但不限于五氟丁烷、五氟丙烷、一氯三氟丙烯、六氟丁烯、一氟二氯乙烷、五氟丁烷、五氟丙烷、丁烷、戊烷、环戊烷、己烷、环己烷、庚烷或它们的任意混合物。发泡剂优选包括环戊烷，含量为0~25pbw，优选5~20pbw，特别优选8~15pbw。

本发明的聚氨酯泡沫的反应体系之组分B优选还包括0.10~3.50wt%，优选0.5~2.8wt%，特别优选1.5~2.6wt%的水，基于组分B的质量计。

本发明的聚氨酯泡沫的反应体系之组分B包括至少一种官能度为2，根据GB/T21863-2008的数均分子量为 1800~5000g/mol，优选1800~3500g/mol，特别优选1800~2800g/mol的长链聚醚多元醇。优选官能度为2，根据GB/T 21863-2008的数均分子量为1800~4000g/mol，优选1800~3000g/mol，特别优选1800~2500g/mol的长链聚醚多元醇。其含量为1~3 pbw。本领域技术人员熟知，长链聚醚多元醇具有与发泡剂难以互溶的问题，由此造成发泡不均匀。因而在相关泡沫体系中一般不使用长链聚醚多元醇。然而，根据本发明的特定的聚醚体系克服了长链聚醚多元醇的上述缺点，使所制得泡沫具有优良的尺寸稳定性和满意的粘接性能。

本发明的催化剂，优选包括发泡催化剂、凝胶催化剂和三聚催化剂。其中，所述发泡催化剂优选选自五甲基二乙烯三胺、双-二甲基胺基乙基醚、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、N，N，N’，N’-四甲基丁二胺和四甲基己二胺中的一种或它们的任意混合物；凝胶催化剂优选选自二甲基环己胺和二甲基苄胺中的一种或它们的任意混合物；三聚催化剂优选选自甲基铵盐、乙基铵盐、辛基胺盐或六氢化三嗪和有机金属碱中的一种或它们的任意混合物。所述催化剂的含量优选0.50~4.00 pbw。

本发明的泡沫还包括表面活性剂，优选硅油，含量为0.1~5.0wt%，优选0.5~4.0wt%，特别优选1.5~3.0wt%，基于组分B的质量计。

本发明的异氰酸酯的NCO指数为105~140，优选105~130，特别优选110~120。

本发明聚氨酯泡沫的芯密度为25~60kg/m³，优选25~50kg/m³，特别优选25~40kg/m³（根据ASTM D 1622-03）。

本发明聚氨酯泡沫的导热系数优选小于22mW/M.K （25℃）（根据GB/T10295-2008）。

本发明的聚氨酯泡沫的压缩强度>110kPa，优选>130kPa，特别优选>140kPa（根据GB8813-2008）。

本发明的聚氨酯泡沫的压力罐收缩率<10.0%，优选<6.0%，特别优选<3.0%。

本发明的聚氨酯泡沫的粘接强度优选>0.20N/cm²，更优选>0.24N/cm²（根据实施例中的描述，通过测量的最大拉力表征粘结强度）。

通过实验，我们意外的发现，根据本发明的特定的聚醚多元醇体系、发泡剂、催化剂和表面活性剂等组成的聚氨酯泡沫体系，克服了技术偏见，使所制得的泡沫具有优良的尺寸稳定性和粘接性能。而且，跟现有产品相比，还降低了原材料成本。

本发明的另一方面，是提供一种聚氨酯复合板，包括两个面层及位于两个面层之间的聚氨酯泡沫层，其中聚氨酯泡沫由包括如下组分的反应体系制得：

组分A异氰酸酯；

组分B，包括：

发泡剂；和

催化剂。

本发明的异氰酸酯优选聚MDI。

根据本发明的聚氨酯复合板的两个面层由选自铁、铝、纤维增强聚合物（FRP）、聚苯乙烯（PS）和丙烯腈/丁二烯/苯乙烯（ABS）中的一种或多种材料制得。

本发明的再一方面中提供一种制备聚氨酯复合板的方法，包括如下步骤：

固定所述两个面层；和

往所述两个面层之间注入所述聚氨酯反应体系，其中所述聚氨酯反应体系反应发泡成型后得到所述聚氨酯复合板。

在根据本发明的制备聚氨酯复合板的方法中，所述的两个面层优选通过一个模具固定，所述模具包括一个上盖和一个下盖，所述两个面层分别固定在所述上盖的内表面上和所述下盖的内表面上。

本发明的再一方面中提供一种前述聚氨酯泡沫在制备隔热设备中的应用。

本发明的再一方面中提供一种隔热设备。所述隔热设备包括前述聚氨酯泡沫或聚氨酯复合板。所述设备可为冰柜、冰箱、冷藏箱和热水器等。

具体实施方式

用于本发明的下列术语具有如下释义或解释。

术语“粘结强度”是指在粘合部分施加载荷使之断裂时的强度。

术语“导热系数”是指在稳定热传递条件下，单位厚度的材料在单位温差和时间内，1平方米面积传递的热量。

术语“自由泡密度”是指聚氨酯反应体系在大气环境下自由升起至反应结束，反应结束后测试的泡沫中心密度。

术语“芯密度”是指在聚氨酯复合板制作过程中所用模具里有过量填充的情况下测试的泡沫中心密度，即模塑泡芯密度。

术语“pbw”是指聚氨酯反应体系各组分的质量份数。

术语“官能度”是指根据行业公式：官能度=羟值*分子量/56100测定而得的数值；其中，分子量通过GPC高效液相色谱测定。

术语“异氰酸酯指数”是指通过下式计算所得的数值：

聚氨酯泡沫反应体系各组分

A）多异氰酸酯

任何有机多异氰酸酯都可用于制备本发明的硬质聚氨酯泡沫，包括芳族、脂族和脂环族多异氰酸酯和它们的组合。所述多异氰酸酯可用通式R(NCO)n表示，其中R表示含2~18个碳原子的脂肪族烃基、含6~15个碳原子的芳烃基或含8~15个碳原子的芳脂族烃基，n=2~4。

可用的多异氰酸酯包括，但不限于，乙烯基二异氰酸酯、四亚甲基1,4-二异氰酸酯、己二异氰酸酯（HDI）、十二烷基1,2-二异氰酸酯、环丁烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、1-异氰酸酯基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷、六氢甲苯-2,4-二异氰酸酯、六氢苯基-1,3-二异氰酸酯、六氢苯基-1,4-二异氰酸酯、全氢化-二苯甲烷2,4-二异氰酸酯、全氢化-二苯甲烷4,4-二异氰酸酯、亚苯基1,3-二异氰酸酯、亚苯基1,4-二异氰酸酯、二苯乙烯1,4-二异氰酸酯、3,3-二甲基4,4-二苯基二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）、甲苯-2,6-二异氰酸酯（TDI）、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯（MDI）、二苯甲烷-2,2’-二异氰酸酯（MDI）、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯（MDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯和/或具有更多环的二苯基甲烷二异氰酸酯同系物的混合物、多苯基甲烷多异氰酸酯（聚合MDI）、亚萘基-1,5-二异氰酸酯（NDI）、它们的异构体、它们与它们的异构体之间的任意混合物。

可用的多异氰酸酯，还包括用碳二亚胺、脲基甲酸酯、或异氰酸酯改性所得的异氰酸酯，优选但不限于，二苯基甲烷二异氰酸酯、碳二亚胺改性的二苯甲烷二异氰酸酯、它们的异构体、它们与它们的异构体之间的混合物。

当用于本发明时，多异氰酸酯包括异氰酸酯二聚体、三聚体、四聚体或其组合。

在本发明优选的实施例中，多异氰酸酯组分选自聚MDI。

本发明的有机多异氰酸酯的NCO含量为20~33wt.%，优选25~32wt.%，特别优选30~32wt%。NCO含量通过GB/T 12009.4-2016测得。

有机多异氰酸酯还可以以多异氰酸酯预聚物形式使用。这些多异氰酸酯预聚物可以通过使过量的上述有机多异氰酸酯与具有至少两个异氰酸酯反应性的基团的化合物在例如30~100℃，优选约80℃的温度下反应获得。本发明多异氰酸酯预聚物的NCO含量为20~33wt.%，优选25~32wt.%。NCO含量通过GB/T 12009.4-2016测得。

B）多元醇

本发明的多元醇，可为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和/或它们的混合物。

本发明的多元醇优选一种或多种聚醚多元醇，其中至少一种聚醚多元醇是胺类起始的多元醇。聚醚多元醇的官能度为2~8，优选3~6，其羟值为50~1200，优选200~800。

所述聚醚多元醇可以通过已知的工艺过程制备。通常是将环氧乙烷或环氧丙烷与以乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二甘醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三乙醇胺、甲苯二胺、山梨醇、蔗糖，或者它们的任意组合为起始剂进行制备。

此外，所述聚醚多元醇还可以在催化剂的存在下通过将至少一种含有2~4个碳原子的环氧烷与含有2~8个，优选但不限于，3~8个活泼氢原子的化合物或者其它反应性的化合物反应来制备。

所述催化剂的例子有碱金属氢氧化物如氢氧化钠、氢氧化钾，或碱金属的醇盐例如甲醇钠、乙醇钠或乙醇钾或异丙醇钾。

可用的环氧烷包括，优选但不限于，四氢呋喃、环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、氧化苯乙烯及它们的任意混合物。

可用的含活泼氢原子的化合物包括多羟基化合物，优选但不限于，水、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二甘醇、三羟甲基丙烷、它们的任意混合物。更优选多元醇、特别是三元醇或更多元醇，如丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇和蔗糖。可用的含活泼氢原子的化合物还包括，但不限于，有机二元羧酸如琥珀酸、己二酸、邻苯二甲酸和对苯二甲酸，或芳族或脂族取代的二胺如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、丙二胺、丁二胺、己二胺或甲苯二胺。

可用的其它反应性化合物包括乙醇胺、二乙醇胺、甲基乙醇胺、乙基乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、三乙醇胺和氨。

所述以胺为起始剂制备的聚醚多元醇包括作为起始剂的胺与环氧烷化合物反应所得的化合物。

当用于本发明时，术语“环氧烷化合物” 通常是指具有如下通式(I)的那些：

其中R₁和R₂独立地选自H、C₁~C₆直链和支链烷基以及苯基和取代苯基。

优选的，R₁和R₂独立地选自H、甲基、乙基、丙基和苯基。

本领域技术人员已知“环氧烷化合物”的制备方法，例如其可以通过烯烃化合物的氧化反应获得。

可用作本发明的环氧烷化合物的实例包括但不限于：环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、氧化苯乙烯或它们的混合物，特别优选环氧乙烷与1,2-环氧丙烷的混合物。

当用于本发明时，术语“环氧烷化合物”还包括氧杂环烷烃，其实例包括但不限于：四氢呋喃和氧杂环丁烷。

当用于本发明时，所述“胺”是指含有伯氨基、仲氨基、叔氨基或其组合的化合物。可用作本发明的胺的化合物的实例包括，但不限于，三乙醇胺、乙二胺、甲苯二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺以及它们的衍生物，优选为乙二胺、甲苯二胺，特别优选甲苯二胺。

在本发明实施例中，部分聚醚多元醇选自蔗糖、山梨醇起始的聚醚多元醇，更优选地，部分聚醚多元醇选自蔗糖、山梨醇起始的基于环氧丙烷的聚醚多元醇。

包含上述聚醚多元醇的聚醚多元醇组合物的官能度为3.5~6，优选为4.0~5.5，羟值为280~450 mgKOH/g，优选为330~420 mgKOH/g。

在本发明实施例中，本发明的多元醇包括至少一种官能度为2，测试方法根据GB/T21863-2008的数均分子量为 1800~5000g/mol，优选1800~3500g/mol，特别优选1800~2800g/mol的长链聚醚多元醇。部分实施例中，多元醇包括官能度为2，测试方法根据GB/T21863-2008的数均分子量为 1800~4000g/mol、优选1800~3000g/mol、特别优选1800~2500g/mol的长链聚醚多元醇。其含量为1~3 pbw。本领域技术人员熟知，长链聚醚多元醇存在与发泡剂难以互溶的问题，由此造成发泡不均匀。因而在相关泡沫体系中，一般不使用长链聚醚多元醇。通过实验，意外的，我们发现根据本发明的聚氨酯泡沫体系克服了长链聚醚多元醇的上述缺点，还使所制得泡沫具有优良的尺寸稳定性和满意的粘接性能。

所述聚酯多元醇，由二元羧酸或二元羧酸酐与多元醇反应制得。所述的二元羧酸，优选但不限于，含2~12个碳原子的脂肪族羧酸，例如：丁二酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷基羧酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二酸、它们的混合物。所述的二元酸酐，优选但不限于，邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、马来酸酐、它们的混合物。所述的多元醇，优选但不限于，乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,3-甲基丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,10-癸二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷或它们的混合物。所述聚酯多元醇，还包括由内酯制备的聚酯多元醇。所述由内酯制备的聚酯多元醇，优选但不限于，由ε-己内酯制备的聚酯多元醇。

所述聚碳酸酯多元醇，优选但不限于，聚碳酸酯二醇。所述的聚碳酸酯二醇，可以由二醇与二烃基或二芳基碳酸酯或光气反应制得。所述的二醇，优选但不限于，1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二甘醇、三聚甲醛二醇或它们的混合物。所述的二烃基或二芳基碳酸酯，优选但不限于，二苯基碳酸酯。

发泡剂

本发明中所用的发泡剂可以是各种物理发泡剂或化学发泡剂。

可用的发泡剂包括水、卤代烃和烃类化合物等。可用的卤代烃优选五氟丁烷、五氟丙烷、一氯三氟丙烯、六氟丁烯、HCFC-141b （一氟二氯乙烷）、HFC-365mfc（五氟丁烷）、HFC-245fa（五氟丙烷）或其任意混合物。可用的烃类化合物包括优选丁烷、戊烷、环戊烷（CP）、己烷、环己烷、庚烷和它们的任意混合物。

本发明的发泡剂优选环戊烷，含量为0~25pbw，优选5~20pbw，特别优选8~15pbw。

催化剂

本发明的催化剂中的发泡催化剂选自五甲基二乙三胺、双-二甲基胺基乙基醚，N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、N，N，N’，N’-四甲基丁二胺和四甲基己二胺中的一种或它们的任意混合物；凝胶催化剂选自二甲基环己胺和二甲基苄胺中的一种或它们的任意混合物；三聚催化剂选自甲基铵盐、乙基铵盐、辛基胺盐或六氢化三嗪和有机金属碱中的一种或它们的任意混合物。本发明的催化剂优选含量为0.50~4.00pbw。

在本发明的实施例中，本发明的聚氨酯泡沫的反应体系还包括水，其中水分含量为：0.1~3.5wt%，优选0.5~2.8wt%，特别优选1.5~2.6wt%，基于组分B的质量计。

在本发明的实施例中，本发明的聚氨酯泡沫的反应体系还包括表面活性剂，所述表面活性剂优选但不限于，硅氧烷的氧化乙烯衍生物。所述表面活性剂的用量为0.1~5.0wt%，优选0.5~4.0wt%，特别优选1.5~3.0wt%，基于组分B的质量计。

通过实验，我们意外的发现，根据本发明的特定的聚醚多元醇体系、发泡剂、催化剂和表面活性剂等组成的聚氨酯泡沫体系，克服了技术偏见，使所制得的泡沫具有优良的尺寸稳定性和粘接性能。并且，跟现有产品相比，还降低了原材料成本。

聚氨酯泡沫

在本发明的实施例中，聚氨酯泡沫的芯密度为25~60kg/m³，优选25~50kg/m³，特别优选25~40kg/m³（测试方法根据ASTM D 1622~03）。

在本发明的实施例中，聚氨酯泡沫的导热系数小于22mW/M.K （25℃）（根据GB/T10295-2008 测定）。

在本发明的实施例中，聚氨酯泡沫的压缩强度>110kPa，优选>130kPa，特别优选>140kPa（测试方法根据GB8813-2008）。

在本发明的实施例中，聚氨酯泡沫的压力罐收缩率<10.0%，优选<6.0%，特别优选<3.0%。

在本发明的实施例中，聚氨酯泡沫的粘接强度>0.20N/cm2，优选>0.24N/cm2（测试方法根据实施例中的描述，测量的最大拉力表征粘结强度）。

聚氨酯复合板

本发明的聚氨酯复合板，包括两个面层及位于两个面层之间的聚氨酯泡沫层，其中聚氨酯泡沫由包括如下组分的反应体系制得：

组分A异氰酸酯；

组分B，包括：

多元醇B1，其包括B1-1) 官能度为 4~8、蔗糖或山梨醇起始的、根据GB/T 21863-2008的数均分子量为 400~1500g/mol的聚醚多元醇，含量为60~90wt%，基于组分B的平均质量计；和B1-2）官能度为 4、邻甲苯二胺起始的、根据GB/T 21863-2008的数均分子量为500~750g/mol的聚醚多元醇，含量为10~40wt%，基于组分B的质量计；和基于除发泡剂外的组分B计1~3 pbw的长链聚醚多元醇B2，其包括至少一种官能度为2、测试方法根据GB/T 21863-2008的数均分子量为 1800~5000g/mol、优选1800~3500g/mol、特别优选1800~2800g/mol的长链聚醚多元醇；

发泡剂；和

催化剂。

本发明的实施例中，使用的长链聚醚多元醇的官能度为2，测试方法根据GB/T21863-2008的数均分子量为 1800~4000g/mol，优选1800~3000g/mol，特别优选1800~2500g/mol。其含量为1~3 pbw。本领域技术人员熟知，长链聚醚多元醇与发泡剂难以互溶的问题，由此造成发泡不均匀。因而在相关泡沫体系中，一般不使用长链聚醚多元醇。然而，根据本发明的特定的聚醚体系，克服了长链聚醚多元醇的上述缺点，还使所制得的泡沫具有优良的尺寸稳定性和满意的粘接性能。我们通过实验，意外的发现，当长链聚醚多元醇的含量在优选的范围时，所制得的泡沫具有更好的尺寸稳定性和粘接性能。并且，我们意外的发现，上述催化剂、水和表面活性剂等组分的特定含量，使得所得聚氨酯泡沫具有满意的尺寸稳定性和粘接性能，从而可以节省成本和提高生产效率。

制备聚氨酯复合板的方法

根据本发明的制备聚氨酯复合板的方法，包括如下步骤：

固定所述两个面层；和

在根据本发明的制备聚氨酯复合板的方法中，所述的两个面层，优选通过一个模具固定，所述模具包括一个上盖和一个下盖，所述两个面层分别固定在所述上盖的内表面上和所述下盖的内表面上。

根据本发明的制备聚氨酯复合板的方法，优选使用非连续生产工艺。复合板通常包含一个腔体以及填充于所述腔体中的聚氨酯泡沫。腔体由金属、塑料、复合板等制成。可以先预制成空壳件，然后对空壳件接缝部位进行密封处理，并保留注胶孔和排气孔，最后将空壳件放置到发泡成型模具中，将所述聚氨酯组合物通过模具和空壳件的注胶孔施用于空壳件的腔体中。聚氨酯组合物发泡反应完成后，将发泡好的制件从模具中取出后便可获得聚氨酯复合材料。

在本发明一些实施例中，所述腔体具有板状、U型或空心圆柱形状。

聚氨酯泡沫在制备隔热设备中的应用

本发明还提供前述聚氨酯泡沫在制备隔热设备中的应用。在本发明另一些实施例中，通过非连续工艺制备的聚氨酯复合材料被应用于家用电器如冰箱、冰柜和热水器。

隔热设备

本发明的隔热设备，包括前述聚氨酯泡沫或聚氨酯复合板。隔热设备可以是冰箱、冰柜、冷藏箱和热水器等。

实施例

原料（在25°C下的粘度: mPa·s）：

NJ4110A，蔗糖起始PO型聚醚多元醇，购自句容宁武新材料发展有限公司，羟值：430，粘度3000；

NJ 635C，山梨醇起始PO型聚醚多元醇，购自句容宁武新材料发展有限公司，羟值：500，粘度：5800;

NJ380，蔗糖和PG起始PO型聚醚多元醇，购自句容宁武新材料发展有限公司，羟值：380，粘度：11250;

Desmophen 24HK69，o-TDA起始PO型聚醚多元醇，购自科思创聚合物有限公司，羟值：360，粘度：26500；

ZSN 220，PG或DEG起始PO型聚醚多元醇，购自江苏钟山化工有限公司，羟值：56 ，粘度：300；

ZSN 330，甘油起始PO型聚醚多元醇，购自江苏钟山化工有限公司，羟值：56，粘度：500；

Niax L6920，泡沫稳定剂，购自迈图高新材料(中国)有限公司；

环戊烷，购自广州美龙公司；

Dabco Polycat 41，聚氨酯合成催化剂，购自空气化工产品（中国）有限公司；

Dabco Polycat 5，聚氨酯合成催化剂，购自空气化工产品（中国）有限公司；

Dabco Polycat 8，聚氨酯合成催化剂，购自空气化工产品（中国）有限公司；

Desomdur® 44v20L，异氰酸酯，NCO含量为31.5 wt.%，购自科思创聚合物（中国）有限公司。

实施例中的测试方法说明如下：

模塑泡沫：将泡沫反应原料按比例混合，搅拌后倒入模具，达到设定固化时间后取出测试泡沫性能。

泡沫压力罐收缩率测试：将泡沫块置于0.1Mpa压力容器中，保压0.5小时后测试体积变化率。

粘结强度测试：将长度方向端部带孔的金属镀锌铝板（70*150mm）粘结在模具上，发泡。待泡沫成型后取出，将拉力计的金属勾环与金属镀锌铝板带孔部位固定，然后垂直向上测取最大拉力值。最大拉力值表征粘结强度。

压缩强度测试：根据GB8813-2008标准。

导热系数测试：根据GB/T10295-2008。

原料粘度测试：根据GB/T 12008.8-1992标准。

根据本应用，将聚醚多元醇在现场与发泡剂通过预混设备进行混合，再将混合物经由管路运输至现场与ISO（Desmodur 44V20L）通过高压机对非连续预装板产品进行闭模混合灌注。在达到规定的脱模时间后，即从模具中取出发泡成型好的聚氨酯泡沫板。

*对比例。

从表格1的实验数据可以看出，配方中加入ZSN220（长链聚醚多元醇）或者ZSN330（长链聚醚多元醇），与没有加长链聚醚多元醇或含量高于3重量份的配方相比，产生较高的泡沫压缩强度、更小的泡沫压力罐收缩率及更高的粘接强度。

虽然本发明已将较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰。因此保护范围应以专利的权利要求范围为准。

Claims

1.一种适用于非连续生产工艺的硬质聚氨酯泡沫，由包括如下组分的反应体系制得：

组分A异氰酸酯；

组分B，包括：

发泡剂；和

催化剂。

2.如权利要求1所述的泡沫，其中组分A异氰酸酯为聚MDI。

3.如权利要求1-2中任一项所述的泡沫，其中所述泡沫的压缩强度>110kPa，优选>130kPa，特别优选>140kPa，根据GB8813-2008。

4.如权利要求1-2中任一项所述的泡沫，其中所述泡沫的压力罐收缩率<10.0%，优选<6.0%，特别优选<3.0%。

5.如权利要求1-2中任一项所述的泡沫，其中所述泡沫的粘接强度>0.20N/cm²，优选>0.24N/cm²。

6.一种聚氨酯复合板，包括两个面层及一个位于所述两个面层之间的聚氨酯泡沫层，其中所述聚氨酯泡沫由如权利要求1-5中的一项或多项所述的聚氨酯反应体系制得。

7.如权利要求6所述的复合板，其中所述复合板的两个面层由铁、铝、纤维增强聚合物（FRP）、聚苯乙烯（PS）和丙烯腈/丁二烯/苯乙烯（ABS）中的一种或多种制得。

8.一种制备权利要求6-7中任一项所述的聚氨酯复合板的方法，包括如下步骤：

固定所述两个面层；和

往所述两个面层之间注入聚氨酯反应体系，其中所述聚氨酯反应体系反应发泡成型后得到所述聚氨酯复合板。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述两个面层通过一个模具固定，所述模具包括一个上盖和一个下盖，所述两个面层分别固定在所述上盖的内表面上和所述下盖的内表面上。

10.权利要求1~5中任一项所述的硬质聚氨酯泡沫在制备隔热设备中的应用。

11.一种隔热设备，包括权利要求1~5中任一项所述的聚氨酯泡沫。