[发明专利]硬质聚氨酯泡沫塑料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及泡沫塑料技术领域，更具体地说，涉及一种硬质聚氨酯泡沫塑料及其生产方法。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫塑料具有良好的保温性能和一定的强度，常用作冰箱、冷柜的保温层。传统的PU(聚氨酯)泡沫塑料的制备方法是以CFC-11(3氯-氟甲烷)为发泡剂，将组合聚醚的混合物POL(包括多元醇、水、催化剂、稳定剂、发泡剂)与有机多异氰酸酯(MDI)高压混合，生成蜂窝状泡沫结构的泡沫塑料。

CFC-11是一种绝热性能优良的PU发泡剂，热导率(K值)为0.0074W/m·K(10℃以下同)，泡沫芯密度为28-32kg/m3，沸点23.8℃，硬泡热导率在0.016-0.018W/m·K范围。CFC-11作为发泡剂，其泡沫绝热性能、安全性、发泡工艺操作性是最佳的，而且原料用量很少，但因对大气臭氧层的破坏作用而被禁用。在目前公知的替代发泡剂中，如c-pentane(环戊烷)、HFC-245fa(1，1，1，3，3——五氟丙烷)，虽然其环保性能良好，但在绝热性能、原料用量等方面，c-pentane和HFC-245fa还不能达到CFC-11发泡技术的水平。c-pentane(含c/i-pentane)在欧亚等地包括中国被首先广泛采用，在美国则使用HFC-245fa。c-pentane虽然容易获取、价格低廉但易燃易爆，保温性较差，其硬泡的K值在0.020W/m·K左右，芯密度通常在35kg/m³左右；而HFC-245fa安全、不燃，硬泡K值在0.019W/m·K左右，芯密度在31kg/m³左右，但生产工艺复杂、价格较高而影响了其推广，成核剂(如3M公司的全氟代烃FA-188等)可以有效降低PU泡沫K值，提高保温性能，但其价格昂贵。在PU行业迫切需要寻找一种在综合性能上与CFC-11相当，又兼具环保性的发泡剂及使用该发泡剂制备PU的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种环保型、低成本、综合性能与采用CFC-11发泡技术的水平相当的硬质聚氨酯泡沫塑料。

本发明要解决的另一技术问题是，提供制备上述硬质聚氨酯泡沫塑料的生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：泡沫塑料使用多异氰酸酯、组合聚醚和发泡剂为原料，组合聚醚由多种聚醚多元醇单体和催化剂、泡沫稳定剂、水、组成，所述发泡剂由HFC-245fa、环戊烷和成核剂组成；各原料的重量份数是：组合聚醚100份，HFC-245fa是1～10份，环戊烷6～12份，成核剂0.1～2.2份，多异氰酸酯100～130份。

上述的泡沫塑料中，各原料的重量份数是：组合聚醚100份，HFC-245fa是6～8份，环戊烷7～9份，成核剂1.0～1.8份，多异氰酸酯115～125份。

上述泡沫塑料的生产方法，以多异氰酸酯、组合聚醚和发泡剂反应制备，包括以下步骤：

a)将HFC-245fa、环戊烷和成核剂以循环输送泵循环混合；

b)以聚醚多元醇单体与水、催化剂、稳定剂混合制备组合聚醚；

c)将发泡剂与成核剂混合物与组合聚醚输送至静态混合器中混合；

d)混合物与多异氰酸酯反应发泡。

上述的泡沫塑料的生产方法，将HFC-245fa冷却至10～15℃后再与环戊烷混合。

上述泡沫塑料的生产方法，以多异氰酸酯、组合聚醚和发泡剂反应制备，包括以下步骤：

a)将环戊烷和成核剂搅拌混合后输送至静态混合器；

b)以聚醚多元醇单体与水、催化剂、稳定剂混合制备组合聚醚；

c)将HFC-245fa与组合聚醚混合后输送至静态混合器中与环戊烷和成核剂混合；

d)混合物与多异氰酸酯反应发泡。

上述的泡沫塑料的生产方法，将HFC-245fa冷却至5～10℃，再与18～25℃的组合聚醚相混合。

上述的泡沫塑料生产方法，包含组合聚醚、混合发泡剂、成核剂的混合物与多异氰酸酯混合发泡的压力范围为110-160bar，混合料温是18-25℃，发泡模具温度是30-50℃

本发明的有益效果是：

1)本发明充分利用C-pentane低成本的优点及冰箱行业既有的成熟的大量专用配套设备；混入一定量的HFC-245fa，利用其低沸点、高蒸汽压带来的泡沫良好抗压强度和尺寸稳定性优点，从而减少发泡原料用量、降低芯密度，此外其安全、不燃的特性还可提高操作安全性。