CN112876727B - 发泡剂及其制备方法、制备硬泡的组合物、制备硬泡的套装及方法 - Google Patents

发泡剂及其制备方法、制备硬泡的组合物、制备硬泡的套装及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了发泡剂及其制备方法、制备硬泡的组合物、制备硬泡的套装及方法，涉及聚氨酯硬泡技术，发泡剂。按质量百分含量计其组分包括：HCFO‑1224yd(Z)5‑20％、LBA 5‑20％、R600 5‑15％以及烷烃42‑55％。发泡剂的制备方法，包括：将本发明提供的发泡剂的各个组分混合均匀。制备硬泡的组合物，包括本发明提供的发泡剂。制备硬泡的套装，包括相互隔离的异氰酸酯和本发明提供的制备硬泡的组合物。硬泡的制备方法，包括：采用本发明提供的发泡剂发泡。本发明发泡得到聚氨酯硬泡具有较好的性能，特别是可有效缩短脱模时间，且具有6个月不塌泡的优点，组合物运输过程中铁桶不会变形。

Description

发泡剂及其制备方法、制备硬泡的组合物、制备硬泡的套装及 方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯硬泡技术领域，具体而言，涉及发泡剂及其制备方法、制备硬泡的组合物、制备硬泡的套装及方法。
背景技术
目前国际环保要求聚氨酯硬质泡沫的发泡剂要ODP＝0，GWP＝0。目前能达到ODP＝0、GWP＝0的发泡剂种类少，价格高，主要有LBA(1-氯-3.3.3-三氟丙烯)科慕1100，要不就是危险性大的烷烃体系，市场为节约成本采用1-氯-3.3.3-三氟丙烯+环戊烷混合使用，但1-氯-3.3.3-三氟丙烯由于双键活性大，在组合料中发生反应，储备周期短，一般二个月就会出现泡沫塌泡，储备期太短，同时导热系数高0.002w/m.k，发泡脱模时间长，模型密度高≥33kg/m3，低于该密度会出现收缩。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的包括提供发泡剂及其制备方法、制备硬泡的组合物、制备硬泡的套装及方法。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种发泡剂，按质量百分含量计其组分包括：HCFO-1224yd(Z)5-20％、1-氯-3.3.3-三氟丙烯5-20％、正丁烷5-15％以及烷烃42-55％，烷烃选自戊烷和己烷中至少一种。
优选地，烷烃为戊烷。
第二方面，本发明实施例提供一种发泡剂的制备方法，包括：将本发明实施例提供的发泡剂的各个组分混合均匀。
在可选的实施方式中，将发泡剂的各个组分混合均匀是：
将HCFO-1224yd(Z)和正丁烷混合得到共沸物；
将共沸物与1-氯-3.3.3-三氟丙烯和戊烷混合均匀。
在可选的实施方式中，将HCFO-1224yd(Z)和正丁烷在压力5-10bar、温度0-10℃下混合；
在可选的实施方式中，将共沸物与1-氯-3.3.3-三氟丙烯和戊烷在压力2-4bar、温度10-18℃下混合。
第三方面，本发明实施例提供一种制备硬泡的组合物，包括本发明实施例提供的发泡剂。
在可选的实施方式中，还包括干白料，组合物按质量百分含量计包括发泡剂10-25％、干白料75-90％；
在可选的实施方式中，75-90％的干白料包括42-55％聚醚、10-22.5％聚酯、2-4％催化剂、1.5-5％水以及2.5-3.5％匀泡剂；
在可选的实施方式中，聚醚选自聚醚4110、聚醚380和聚醚635中至少一种；
在可选的实施方式中，聚酯为斯泰潘3152；
在可选的实施方式中，催化剂选自环己胺和三乙醇胺中至少一种；
在可选的实施方式中，匀泡剂选自赢创B-8462、赢创B-8510和迈图L6863中至少一种。
第四方面，本发明实施例提供一种制备硬泡的套装，包括相互隔离的异氰酸酯和本发明实施例提供的制备硬泡的组合物；
在可选的实施方式中，异氰酸酯与制备硬泡的组合物的质量之比为1-1.5:1。
第五方面，本发明实施例提供一种硬泡的制备方法，包括：采用本发明实施例提供的发泡剂发泡。
在可选的实施方式中，包括：将异氰酸酯、干白料、以及发泡剂混合发泡。
在可选的实施方式中，异氰酸酯、干白料以及发泡剂的质量之比为100-150:75-90:10-25。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的发泡剂，包括合适配比的HCFO-1224yd(Z)、1-氯-3.3.3-三氟丙烯、正丁烷和烷烃。可使得采用本发明提供的发泡剂发泡得到的聚氨酯硬泡具有较好的性能，特别是能够有效缩短脱模时间，且具有6个月不塌泡的优点的同时使包括有发泡剂的组合物运输过程中铁桶不会变形。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的发泡剂及其制备方法、制备硬泡的组合物、制备硬泡的套装及方法进行具体描述。
本发明实施例提供的一种发泡剂，按质量百分含量计其组分包括：HCFO-1224yd(Z)5-20％、1-氯-3.3.3-三氟丙烯(LBA)5-20％、正丁烷(R600)5-15％以及烷烃42-55％，烷烃选自戊烷和己烷中至少一种。
HCFO-1224yd(Z)指CF3CF＝CHCl的Z体。
1-氯-3.3.3-三氟丙烯英文缩写LBA，正丁烷英文缩写R600。在具体实施例中以英文缩写表示。
市面上使用较多的通常是戊烷发泡剂体系，因此，本发明中发泡剂中的烷烃优选为戊烷，进一步优选为环戊烷。
加入低沸发泡剂正丁烷，其沸点为(-0.5℃)，泡沫模塑密度可低至28kg/m3，节约灌注量，省成本；引入HCF0-1224yd(Z)降低1-氯-3.3.3-三氟丙烯的份数，导热系数更低，同时解决塌泡问题，组合料储备周期可达6个月以上；正丁烷与HCF0-1224yd(Z)形成齐沸物，整体沸点升高，气压降低，运输包装桶不会变形。
本发明实施例提供一种发泡剂的制备方法，包括：将上述发泡剂的各个组分混合均匀。
优选地，将发泡剂的各个组分混合均匀是：
将HCFO-1224yd(Z)和正丁烷在混合得到共沸物；
将共沸物与1-氯-3.3.3-三氟丙烯和戊烷混合均匀。
优选地，将HCFO-1224yd(Z)和正丁烷在静态混合器中，压力5-10bar、温度0-10℃下混合以确保混合均匀。
优选地，将共沸物与1-氯-3.3.3-三氟丙烯和戊烷在静态混合器中，压力2-4bar、温度10-18℃下混合以确保混合均匀。
本发明实施例提供的一种制备硬泡的组合物，包括本发明实施例提供的发泡剂。
由于该制备硬泡的组合物包括本发明实施例提供的发泡剂，因此该组合物兼具储备周期长、运输过程包装桶不会变形，发泡时脱模时间短，发泡后不容易出现塌泡，泡沫储备周期长，导热系数低等优点。
优选地，该制备硬泡的组合物还包括干白料，组合物按质量百分含量计包括发泡剂10-25％、干白料75-90％。此组分配比的硬泡组合物与异氰酸酯混合后可制得综合性能更佳的聚氨酯硬泡。
优选地，为进一步提高由该硬泡的组合物制备得到的聚氨酯硬泡的性能，该组合物包括75-90％的干白料包括42-55％聚醚、10-22.5％聚酯、2-4％催化剂、1.5-5％水以及2.5-3.5％匀泡剂。
具体地，聚醚选自聚醚4110、聚醚380和聚醚635中至少一种；聚酯为斯泰潘3152；催化剂选自环己胺和三乙醇胺中至少一种；匀泡剂选自赢创B-8462、赢创B-8510和迈图L6863中至少一种。
本实施例提供的一种制备硬泡的套装，包括相互隔离的异氰酸酯和本实施例提供的制备硬泡的组合物。
使用时将异氰酸酯与制备硬泡的组合物混合发泡。由于包括本发明提供的制备硬泡的组合物，因此，其混合发泡后可得到性能较好的硬泡。
优选地，异氰酸酯与制备硬泡的组合物的质量之比为1-1.5:1。
本发明实施例提供一种硬泡的制备方法，包括：采用本发明实施例提供的发泡剂发泡。由于制备过程中采用本发明实施例提供的发泡剂发泡，因此制得的聚氨酯硬泡不塌泡，发泡时脱模时间短，储备周期长，导热系数低。
具体地，该制备方法为：将干白料、异氰酸酯以及发泡剂混合发泡。
优选地，为保证制得的聚氨酯硬泡的性能，异氰酸酯、干白料以及发泡剂的质量之比为100-150:75-90:10-25。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本申请实施例和对比例用到的异氰酸酯均为从巴斯夫公司购得的异氰酸酯。
实施例1
本实施例提供的发泡剂各成分质量比为：
HCFO-1224yd(Z)5％、1-氯-3.3.3-三氟丙烯20％、R60015％以及环戊烷60％。
制备硬泡的组合物各成分质量比为：
18％发泡剂、55％聚醚、21％聚酯、2％催化剂、1.5％水以及2.5％匀泡剂。聚醚为聚醚380，聚酯为斯泰潘3152，催化剂为环己胺；匀泡剂为赢创B-8510。
硬泡的制备方法：
将异氰酸酯和制备硬泡的组合物按照质量比1.2:1混合发泡。
实施例2
本实施例提供的发泡剂各成分质量比为：
HCFO-1224yd(Z)20％、1-氯-3.3.3-三氟丙烯20％、R600 15％以及环戊烷45％。
制备硬泡的组合物各成分质量比为：
发泡剂20％、55％聚醚、12.5％聚酯、4％催化剂、5％水以及3.5％匀泡剂。聚醚为聚醚4110，聚酯为斯泰潘3152，催化剂为环己胺；匀泡剂为赢创B-8462。
硬泡的制备方法：
将异氰酸酯和制备硬泡的组合物按照质量比1.2:1混合发泡。
实施例3
本实施例提供的发泡剂各成分质量比为：
HCFO-1224yd(Z)20％、1-氯-3.3.3-三氟丙烯15％、R600 5％以及环戊烷60％。
制备硬泡的组合物各成分质量比为：
10％发泡剂、55％聚醚、22.5％聚酯、4％催化剂、5％水以及3.5％匀泡剂。聚醚为聚醚635，聚酯为斯泰潘3152，催化剂为三乙醇胺；匀泡剂为赢创迈图L6863。
硬泡的制备方法：
将异氰酸酯和制备硬泡的组合物按照质量比1.2:1混合发泡。
实施例4
本实施例提供的发泡剂各成分质量比为：
HCFO-1224yd(Z)20％、1-氯-3.3.3-三氟丙烯20％、R600 10％以及环戊烷50％。
制备硬泡的组合物各成分质量比为：
25％发泡剂、42％聚醚、22.5％聚酯、4％催化剂、3.5％水以及3％匀泡剂。聚醚为聚醚635，聚酯为斯泰潘3152，催化剂为三乙醇胺；匀泡剂为赢创迈图L6863。
硬泡的制备方法：
将异氰酸酯和制备硬泡的组合物按照质量比1.2:1混合发泡。
实施例5
本实施例提供的发泡剂各成分质量比为：
HCFO-1224yd(Z)10％、1-氯-3.3.3-三氟丙烯15％、R600 15％以及环戊烷60％。
制备硬泡的组合物各成分质量比为：
25％发泡剂、55％聚醚、10％聚酯、3％催化剂、4％水以及3％匀泡剂。聚醚为聚醚635，聚酯为斯泰潘3152，催化剂为三乙醇胺；匀泡剂为赢创迈图L6863。
硬泡的制备方法：
将异氰酸酯和制备硬泡的组合物按照质量比1.2:1混合发泡。
实施例6
本实施例与实施例5基本相同，不同之处仅在于：异氰酸酯与制备硬泡的组合物之比为1:1。
实施例7
本实施例与实施例5基本相同，不同之处仅在于：异氰酸酯与制备硬泡的组合物之比为1.5:1。
对比例1
本对比例为与实施例1基本相同，不同之处仅在于：发泡剂为含有占总的组合物10％的1-氯-3.3.3-三氟丙烯和10％的环戊烷，即发泡剂中含有占其质量50％的1-氯-3.3.3-三氟丙烯和50％的环戊烷。
对比例2
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：发泡剂为含有占总的组合物6％的1-氯-3.3.3-三氟丙烯，4％的R600和10％的环戊烷，即发泡剂中含有占其质量30％的1-氯-3.3.3-三氟丙烯、20％的R600和50％的环戊烷。
对比例3
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：发泡剂各成分质量比为：
HCFO-1224yd(Z)3％、1-氯-3.3.3-三氟丙烯20％、R600 15％以及环戊烷62％。
对比例4
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：发泡剂各成分质量比为：
HCFO-1224yd(Z)20％、1-氯-3.3.3-三氟丙烯15％、R600 3％以及环戊烷62％。
按照实施例1-7和对比例1-4提供的方法发泡并上机试验对模塑泡沫进行比较测试。通过GB/T6343-2009测试泡沫密度，GB/T10294-200测试导热系数，GB/T8811-2008测试尺寸稳定性，GB/T8813-2008测试压缩强度。将结果记录至表1。
表1各实验组性能比较
Figure BDA0002905867560000081
Figure BDA0002905867560000091
表格中，常温包装是指制备硬泡的组合物常温包装，观察组合物常温包装铁桶是否变形。
通过上表能看出，本发明实施例提供的发泡剂发泡后的硬泡综合性能好，特别是能够有效缩短脱模时间，且具有6个月不塌泡的优点的同时使包括有发泡剂的组合物运输过程中铁桶不会变形。将对比例1、2与实施例1对比能够说明，发泡剂仅包括1-氯-3.3.3-三氟丙烯和戊烷时虽然组合物运输过程铁桶不变形，但是发泡后会出现塌泡的问题；发泡剂仅包括1-氯-3.3.3-三氟丙烯、R600以及戊烷时，虽然能够解决塌泡的问题，但是铁桶会严重变形；当发泡剂包括1-氯-3.3.3-三氟丙烯、R600、HCFO-1224yd(Z)以及戊烷时，R600和HCFO-1224yd(Z)形成齐沸物，整体沸点升高，气压降低，运输包装桶不会变形。而对比例3和4的综合性能差于实施例1，说明当发泡剂各组分配比没有在本申请要求的范围内时，不具有上述优点。
综上所述，本发明提供的发泡剂，包括合适配比的HCFO-1224yd(Z)、1-氯-3.3.3-三氟丙烯、R600和烷烃。可使得采用本发明提供的发泡剂发泡得到的聚氨酯硬泡具有较好的性能，特别是能够有效缩短脱模时间，且具有6个月不塌泡的优点的同时使包括有发泡剂的组合物运输过程中铁桶不会变形。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种发泡剂，其特征在于，按质量百分含量计其组分为：HCFO-1224yd(Z) 5-20%、1-氯-3.3.3-三氟丙烯 5-20%、正丁烷 5-15%以及烷烃42-55%，所述烷烃为环戊烷。
2.一种发泡剂的制备方法，其特征在于，包括：将如权利要求1所述的发泡剂的各个组分混合均匀。
3.根据权利要求2所述的发泡剂的制备方法，其特征在于，将所述发泡剂的各个组分混合均匀是：
将HCFO-1224yd(Z)和正丁烷混合得到共沸物；
将所述共沸物与1-氯-3.3.3-三氟丙烯和所述烷烃混合均匀。
4.根据权利要求3所述的发泡剂的制备方法，其特征在于，将HCFO-1224yd(Z)和正丁烷在压力5-10bar、温度0-10℃下混合。
5.根据权利要求3所述的发泡剂的制备方法，其特征在于，将所述共沸物与1-氯-3.3.3-三氟丙烯和所述烷烃在压力2-4bar、温度10-18℃下混合。
6.一种制备硬泡的组合物，其特征在于，包括如权利要求1所述的发泡剂。
7.根据权利要求6所述的制备硬泡的组合物，其特征在于，还包括干白料，所述组合物按质量百分含量计包括所述发泡剂10-25%、所述干白料75-90%。
8.根据权利要求7所述的制备硬泡的组合物，其特征在于，75-90%的所述干白料包括42-55%聚醚、10-22.5%聚酯、2-4%催化剂、1.5-5%水以及2.5-3.5%匀泡剂。
9.根据权利要求8所述的制备硬泡的组合物，其特征在于，所述聚醚选自聚醚4110、聚醚380和聚醚635中至少一种。
10.根据权利要求8所述的制备硬泡的组合物，其特征在于，所述聚酯为斯泰潘3152。
11.根据权利要求8所述的制备硬泡的组合物，其特征在于，所述催化剂选自环己胺和三乙醇胺中至少一种。
12.根据权利要求8所述的制备硬泡的组合物，其特征在于，所述匀泡剂选自赢创B-8462、赢创B-8510和迈图L6863中至少一种。
13.一种制备硬泡的套装，其特征在于，包括相互隔离的异氰酸酯和如权利要求6~12任一项所述的制备硬泡的组合物。
14.根据权利要求13所述的制备硬泡的套装，其特征在于，所述异氰酸酯与所述制备硬泡的组合物的质量之比为1-1.5:1。
15.一种硬泡的制备方法，其特征在于，包括：采用如权利要求1所述的发泡剂发泡。
16.根据权利要求15所述的硬泡的制备方法，其特征在于，包括：将异氰酸酯、干白料、以及所述发泡剂混合发泡。
17.根据权利要求16所述的硬泡的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯、所述干白料以及所述发泡剂的质量之比为100-150:75-90:10-25。
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