CN114716636A - 聚氨酯发泡材料、空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚氨酯发泡材料、空调器。该聚氨酯发泡材料包括A组分和B组分，且A组分和B组分之间的重量比为1:4～6；其中，A组分包括聚醚多元醇、催化剂和发泡剂；B组分包括第一芳香族异氰酸酯‑聚醚多元醇共聚物、以及第二芳香族异氰酸酯。该聚氨酯发泡材料能够使用自动涂覆设备直接涂覆在空调器的底壳、面板体、面板等处，涂覆完毕后经发泡制作，即可形成与零部件贴合的发泡层。一方面，该聚氨酯发泡材料形成的发泡层多孔质软，收缩率低且和零部件贴合紧密，保温性和降噪能力更佳；另一方面，该聚氨酯发泡材料可由涂覆机自动涂覆，且涂覆之后经发泡即可成型，流程简单且效率更高。

Description

聚氨酯发泡材料、空调器

技术领域

本发明涉及空调器密封技术领域，具体而言，涉及一种聚氨酯发泡材料、空调器。

背景技术

考虑到保温盒降噪的目的，空调器的底壳、面板体、面板等处均需要做密封处理。目前，空调器普遍采用传统的密封胶粘贴成型泡沫或者贴海绵、绒布等方式进行密封保温，如中国专利CN204358933U中公开的那样。然而，这种方法主要存在以下方面问题：

1、热胀冷缩产生噪音：密封胶粘贴成型泡沫材料硬、脆，同时收缩性大。当空调器在制冷、制热工作过程中或者制冷、制热模式转换过程中，泡沫出现热胀冷缩会发出噪音，影响空调器的舒适性。

2、生产工艺繁琐：传统工艺生产过程首成型泡沫、海绵材质限制，生产过程人工操作，效率低，难以实现自动化。此外，装配流程通常为密封胶熔胶——涂胶——成型泡沫装配/海绵粘贴，较为繁琐。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种聚氨酯发泡材料、空调器，以解决现有技术中空调器密封保温处理时易产生噪音及装配流程较为繁琐的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种聚氨酯发泡材料，其包括A组分和B组分，且A组分和B组分之间的重量比为1:4～6；其中，A组分包括聚醚多元醇、催化剂和发泡剂；B组分包括第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、以及第二芳香族异氰酸酯。

进一步地，B组分中，第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中的第一芳香族异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯；第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中的聚醚多元醇的羟值为40～60mg KOH/g；优选第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中的聚醚多元醇为三元醇类聚醚多元醇；第二芳香族异氰酸酯选自多亚甲基多苯基异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯。

进一步地，B组分中，第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物为二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物；优选地，二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中二苯基甲烷二异氰酸酯单元和聚醚多元醇单元之间的重量比为1～3:1。

进一步地，按重量百分含量计，B组分包括35～55％的第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、20～40％的多亚甲基多苯基异氰酸酯和10～30％的二苯基甲烷二异氰酸酯。

进一步地，A组分中，聚醚多元醇的羟值为40～60mg KOH/g；优选聚醚多元醇为三元醇类聚醚多元醇。

进一步地，A组分中，催化剂为双二甲氨基乙基醚；发泡剂为水。

进一步地，A组分还包括硅基泡沫稳定剂；优选硅基泡沫稳定剂为硅油。

进一步地，按重量百分含量计，聚醚多元醇在A组分的含量为90～95％；优选地，按重量百分含量计，A组分包括90～95％的聚醚多元醇、0.5～2％的催化剂、1～4％的发泡剂和2～5％的硅基泡沫稳定剂。

根据本发明的另一方面，还提供了一种空调器，包括机体和密封部件，密封部件设置在机体上，其中，密封部件为上述聚氨酯发泡材料经涂覆、发泡制成的发泡层。

进一步地，机体包括底壳和与底壳连接的面板，空调器还包括：设置在机体内的冷凝器、冷凝器支架和电机支架，冷凝器、冷凝器支架、电机支架、底壳和面板上均涂覆有密封部件；优选地，密封部件由以下方法制作形成：将聚氨酯发泡材料涂覆后，在18～23℃温度下发泡，形成发泡层；优选地，涂覆过程采用自动涂覆设备将聚氨酯发泡材料涂覆于机体的相应位置；优选地，发泡层的发泡率≥30％，优选50～70％；发泡层的厚度≥3mm，优选为5～7mm。

本发明提供了一种适用于空调器密封保温处理的聚氨酯发泡材料，其包括A组分和B组分，且A组分和B组分之间的重量比为1:4～6；其中A组分包括聚醚多元醇、催化剂和发泡剂；B组分包括第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、以及第二芳香族异氰酸酯。该聚氨酯发泡材料能够使用自动涂覆设备直接涂覆在空调器的底壳、面板体、面板等处，涂覆完毕后经发泡制作，即可形成与零部件贴合的发泡层。一方面，该聚氨酯发泡材料形成的发泡层多孔质软，收缩率低且和零部件贴合紧密，保温性和降噪能力更佳；另一方面，该聚氨酯发泡材料可由涂覆机自动涂覆，且涂覆之后经发泡即可成型，流程简单且效率更高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的空调器的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的空调器的底壳的结构示意图；

图3示出了根据本发明的空调器的面板的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、机体；101、底壳；102、面板；200、密封部件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

正如本发明背景技术部分所介绍的，现有技术中空调器密封保温处理时易产生噪音及装配流程较为繁琐的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种聚氨酯发泡材料，其包括A组分和B组分，且A组分和B组分之间的重量比为1:4～6；其中，A组分包括聚醚多元醇、催化剂和发泡剂；B组分包括第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、以及第二芳香族异氰酸酯。

该聚氨酯发泡材料能够替代传统的泡沫或者海绵、绒布应用于空调器密封保温处理。实施时可使用自动涂覆设备将该聚氨酯发泡材料直接涂覆在空调器的底壳、面板体、面板等处，涂覆完毕后经发泡制作，即可形成与零部件贴合的发泡层。具体地，该聚氨酯发泡材料形成的发泡层多孔质软，收缩率低且和零部件贴合紧密，保温性和降噪能力更佳，起到对空调器更好的保温、降噪作用，防止空调器凝露水、热胀冷缩异响的产生，提高空调器性能的可靠性、舒适性。另一方面，该聚氨酯发泡材料可由涂覆机自动涂覆，且涂覆之后经发泡即可成型，流程简单且效率更高。

上述聚氨酯发泡材料之所以更适合空调器密封保温，是由于其发泡率较高(≥30％)，形成的发泡层多孔质软，在空调器工作温度范围内(通常为-20～60℃)收缩率较低，<2％，且发泡均匀，回弹性好，表面无起泡、凹陷、破损。因此，该聚氨酯发泡材料发泡后能够与零部件贴合紧密(与空调器各部件处的基材粘贴良好，发泡层与零部件之间的剥离力≥3N)，适应温度变化带来的热胀冷缩，因此具有更好的保温和降噪功效。除此以外，该聚氨酯发泡材料发泡后能够长期在-20～60℃温度范围内工作，发泡材料无老化、粉化、凹陷、裂变，且耐酸碱性，在与酸碱接触时不裂变、不溶胀。

为了进一步改善发泡层的以上性能，在一种优选的实施方式中，B组分中，第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中的第一芳香族异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯；第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中的聚醚多元醇的羟值为40～60mg KOH/g。选用以上第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物，对于聚氨酯发泡材料的发泡性能具有更好的促进作用，且形成的发泡层的保温、降噪功能更好，且泡层材料的长期耐老化性能更佳。优选第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中的聚醚多元醇选自三元醇类聚醚多元醇；第二芳香族异氰酸酯选自多亚甲基多苯基异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯。

在一种优选的实施方式中，B组分中，第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物为二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物。优选地，二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中二苯基甲烷二异氰酸酯单元和聚醚多元醇单元之间的重量比为1～3:1。采用以上类型的第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物，对于聚氨酯材料发泡稳定性、发泡后材料的整体密封保温性能具有更好的促进作用。

出于进一步改善聚氨酯材料发泡性能和密封保温性能的目的，在一种优选的实施方式中，按重量百分含量计，B组分包括35～55％的第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、20～40％的多亚甲基多苯基异氰酸酯和10～30％的二苯基甲烷二异氰酸酯。

上述A组分中，聚醚多元醇的加入能够促使发泡剂、催化剂等助剂与B组分之间形成更好的分散，对于最终发泡材料形成绵密的泡孔分布更为有利。聚醚多元醇本身也能够和B组分中的芳香族异氰酸酯发生聚合反应，形成发泡层主体结构。为了进一步加强上述作用，同时进一步改善发泡层的密封保温性，在一种优选的实施方式中，A组分中，聚醚多元醇的羟值为40～60mg KOH/g；优选聚醚多元醇为三元醇类聚醚多元醇。

上述催化剂的作用是促进发泡过程中聚合反应的进行，为使聚合反应效率与发泡节奏更相适应，优选催化剂为双二甲氨基乙基醚(别名二[2-(N,N-二甲氨基乙基)]醚)；发泡剂为水。采用以上催化剂和发泡剂，一方面聚氨酯材料能够形成更加绵密的泡孔分布，能进一步改善发泡层的保温密封效果；另一方面，待聚氨酯材料涂覆后，发泡速度和催化剂催化聚合反应的速度更相适配，随着发泡过程的进行，聚合反应也能够随之进行，对于发泡层的整体性能更为有利。

为使发泡过程更为稳定，在一种优选的实施方式中，A组分还包括硅基泡沫稳定剂；优选硅基泡沫稳定剂为硅油。

以上各助剂的用量以生产过程中的发泡速度、反应速度等为基础进行调整即可。在一种优选的实施方式中，按重量百分含量计，聚醚多元醇在A组分的含量为90～95％；优选地，按重量百分含量计，A组分包括90～95％的聚醚多元醇、0.5～2％的催化剂、1～4％的发泡剂和2～5％的硅基泡沫稳定剂。

根据本发明的另一方面，还提供了一种空调器，如图1所述，空调器包括机体100和密封部件200，密封部件200设置在机体100上，其中，密封部件200为前文所述的聚氨酯发泡材料经涂覆、发泡制成的发泡层。

本发明采用上述聚氨酯发泡材料替代传统的泡沫或者海绵、绒布应用于空调器密封保温处理，以其形成的发泡层作为密封部件200。实施时可使用自动涂覆设备将该聚氨酯发泡材料直接涂覆在空调器的机体100上，比如底壳、面板体、面板等处，涂覆完毕后经发泡制作，即可形成与零部件贴合的发泡层。具体地，该聚氨酯发泡材料形成的发泡层多孔质软，收缩率低且和零部件贴合紧密，保温性和降噪能力更佳，起到对空调器更好的保温、降噪作用，防止空调器凝露水、热胀冷缩异响的产生，提高空调器性能的可靠性、舒适性。另一方面，该聚氨酯发泡材料可由涂覆机自动涂覆，且涂覆之后经发泡即可成型，流程简单且效率更高。

在一种优选的实施方式中，如图2和图3所示，机体100包括底壳101和与底壳101连接的面板102，空调器还包括：设置在机体100内的冷凝器、冷凝器支架和电机支架，冷凝器、冷凝器支架、电机支架、底壳101和面板102上均涂覆有密封部件200。将以上机体100的零部件处均设置密封部件200，对于空调器的密封保温效果有更好的促进作用，且兼具了更好的降噪功能。

优选地，密封部件200由以下方法制作形成：将聚氨酯发泡材料涂覆后，在室温如18～23℃温度下发泡，形成发泡层；优选地，涂覆过程采用自动涂覆设备将聚氨酯发泡材料涂覆于机体100的相应位置。以上自动涂覆设备为本领域已有设备，比如可将涂覆设备搭配六轴机器人实现自动涂覆。

为了发挥更好的密封保温和降噪性能，优选地，发泡层的发泡率≥30％，优选50～70％；发泡层的厚度≥3mm，优选为5～7mm。

以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果：

实施例1

本实施例中提供了聚氨酯发泡材料，其包括A组分和B组分，二者之间的重量比为1:5；

按重量百分比计，A组分包括95％的、2％的水、2.5％的硅油、0.5％的双二甲氨基乙基醚，其中聚醚多元醇为三元醇类聚醚，其羟值为56mg KOH/g。

按重量百分比计，B组分包括55％的二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、20％的多亚甲基多苯基异氰酸酯和25％的二苯基甲烷二异氰酸酯，其中二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中二苯基甲烷二异氰酸酯单元和聚醚多元醇单元之间的重量比为1:1，聚醚多元醇为三元醇类聚醚，其羟值为56mg KOH/g。

将上述A组分和B组分在混合腔混合后通过涂胶机器人自动涂覆在空调器机体内的冷凝器、冷凝器支架、电机支架、底壳和面板上，在18～23℃室温温度下发泡形成了厚度为5mm的发泡层。

性能表征：

对发泡后得到的发泡层制作成样条并表征发泡率；采用拉力计测试发泡材料与零件之间的剥离力(≥3N为达标)；测量发泡后0h及-20～60℃放置4h后样条体积变换，换算收缩率＝0h样条体积/4h样条体积(＜2％为达标)；采用淋雨试验、凝露试验、运行噪音试验分别测试空调机经上述密封保温处理后的密封性能、保温性能、降噪性能。

表征结果见表1：

表1

除了以上有益效果，本实施例中的聚氨酯发泡材料的表干时间≤2min，快速固化(传统材料表干时间≥5min，效率低，难以满足批量生产)，大幅提高生产效率和产业化。

实施例2

本实施例中提供了聚氨酯发泡材料，其包括A组分和B组分，二者之间的重量比为1:4；

按重量百分比计，A组分包括90％的、1％的水、2％的硅油、2％的双二甲氨基乙基醚，其中聚醚多元醇为三元醇类聚醚，其羟值为40mg KOH/g。

按重量百分比计，B组分包括35％的二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、40％的多亚甲基多苯基异氰酸酯和25％的二苯基甲烷二异氰酸酯，其中二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中二苯基甲烷二异氰酸酯单元和聚醚多元醇单元之间的重量比为3:1，聚醚多元醇为三元醇类聚醚，其羟值为40mg KOH/g。

将上述A组分和B组分在混合腔混合后通过涂胶机器人自动涂覆在空调器机体内的冷凝器、冷凝器支架、电机支架、底壳和面板上，在18～23℃室温温度下发泡形成了厚度为6mm的发泡层。

性能表征：

对发泡后得到的发泡层制作成样条并表征发泡率；采用拉力计测试发泡材料与零件之间的剥离力(≥3N为达标)；测量发泡后0h及-20～60℃放置4h后样条体积变换，换算收缩率＝0h样条体积/4h样条体积(＜2％为达标)；采用淋雨试验、凝露试验、运行噪音试验分别测试空调机经上述密封保温处理后的密封性能、保温性能、降噪性能。

表征结果见表2：

表2

除了以上有益效果，本实施例中的聚氨酯发泡材料的表干时间≤2min，快速固化(传统材料表干时间≥5min，效率低，难以满足批量生产)，大幅提高生产效率和产业化。

实施例3

本实施例中提供了聚氨酯发泡材料，其包括A组分和B组分，二者之间的重量比为1:6；

按重量百分比计，A组分包括90.5％的、4％的水、5％的硅油、0.5％的双二甲氨基乙基醚，其中聚醚多元醇为三元醇类聚醚，其羟值为60mg KOH/g。

按重量百分比计，B组分包括40％的二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、30％的多亚甲基多苯基异氰酸酯和30％的二苯基甲烷二异氰酸酯，其中二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中二苯基甲烷二异氰酸酯单元和聚醚多元醇单元之间的重量比为2:1，聚醚多元醇为三元醇类聚醚，其羟值为60mg KOH/g。

将上述A组分和B组分在混合腔混合后通过涂胶机器人自动涂覆在空调器机体内的冷凝器、冷凝器支架、电机支架、底壳和面板上，在18～23℃室温温度下发泡形成了厚度为7mm的发泡层。

性能表征：

对发泡后得到的发泡层制作成样条并表征发泡率；采用拉力计测试发泡材料与零件之间的剥离力(≥3N为达标)；测量发泡后0h及-20～60℃放置4h后样条体积变换，换算收缩率＝0h样条体积/4h样条体积(＜2％为达标)；采用淋雨试验、凝露试验、运行噪音试验分别测试空调机经上述密封保温处理后的密封性能、保温性能、降噪性能。

表征结果见表3：

表3

除了以上有益效果，本实施例中的聚氨酯发泡材料的表干时间≤2min，快速固化(传统材料表干时间≥5min，效率低，难以满足批量生产)，大幅提高生产效率和产业化。

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 (10)

1.一种聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料包括A组分和B组分，且所述A组分和所述B组分之间的重量比为1:4～6；其中，

所述A组分包括聚醚多元醇、催化剂和发泡剂；

所述B组分包括第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、以及第二芳香族异氰酸酯。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述B组分中，所述第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中的第一芳香族异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯；

所述第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中的聚醚多元醇的羟值为40～60mgKOH/g；优选所述第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中的聚醚多元醇为三元醇类聚醚多元醇；

所述第二芳香族异氰酸酯选自多亚甲基多苯基异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯。

3.根据权利要求2所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述B组分中，所述第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物为二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物；优选地，所述二苯基甲烷二异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物中二苯基甲烷二异氰酸酯单元和聚醚多元醇单元之间的重量比为1～3:1。

4.根据权利要求2或3所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，按重量百分含量计，所述B组分包括35～55％的所述第一芳香族异氰酸酯-聚醚多元醇共聚物、20～40％的所述多亚甲基多苯基异氰酸酯和10～30％的所述二苯基甲烷二异氰酸酯。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述A组分中，所述聚醚多元醇的羟值为40～60mg KOH/g；优选所述聚醚多元醇为三元醇类聚醚多元醇。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述A组分中，所述催化剂为双二甲氨基乙基醚；所述发泡剂为水。

7.根据权利要求6所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，所述A组分还包括硅基泡沫稳定剂；优选所述硅基泡沫稳定剂为硅油。

8.根据权利要求7所述的聚氨酯发泡材料，其特征在于，按重量百分含量计，所述聚醚多元醇在所述A组分的含量为90～95％；

优选地，按重量百分含量计，所述A组分包括90～95％的所述聚醚多元醇、0.5～2％的所述催化剂、1～4％的所述发泡剂和2～5％的所述硅基泡沫稳定剂。

9.一种空调器，包括机体(100)和密封部件(200)，所述密封部件(200)设置在所述机体(100)上，其特征在于，所述密封部件(200)为权利要求1至8中任一项所述的聚氨酯发泡材料经涂覆、发泡制成的发泡层。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述机体(100)包括底壳(101)和与所述底壳(101)连接的面板(102)，所述空调器还包括：

设置在所述机体(100)内的冷凝器、冷凝器支架和电机支架，所述冷凝器、所述冷凝器支架、所述电机支架、所述底壳(101)和所述面板(102)上均涂覆有所述密封部件(200)；

优选地，所述密封部件(200)由以下方法制作形成：将所述聚氨酯发泡材料涂覆后，在18～23℃温度下发泡，形成所述发泡层；优选地，所述涂覆过程采用自动涂覆设备将所述聚氨酯发泡材料涂覆于所述机体(100)的相应位置；

优选地，所述发泡层的发泡率≥30％，优选50～70％；所述发泡层的厚度≥3mm，优选为5～7mm。

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