[发明专利]导热性增强的硬质聚氨酯泡沫的模制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在用器上的模制硬质聚氨酯泡沫，该泡沫在 密度为33至38千克/立方米之间具有降低的热导率和减少的脱模时间， 本发明还涉及该泡沫的制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫模塑件的常规制备方法为：将包含发泡剂和水的聚氨 酯活性混合物引入模腔中；在异氰酸酯与异氰酸酯活性组分聚加成反 应过程中，使发泡剂释放在混合物中；使反应混合物发泡并填充空腔。

硬质聚氨酯模制泡沫，包括使用在用器上的那些，其制备方法和 特征都是众所周知的。例如参见G.Oertel等人的Polyurethane Handbook，第二版，Hanser出版社，1993。通常将聚氨酯泡沫混合物 注入处于大气压下的模腔中。在完全填充模腔与制备密度均匀部件上 可能会遇到困难。为辅助材料流入空腔，根据具体应用提出了减低模 腔压力，例如参见美国专利3,970,732和5,972,260。

由于聚氨酯泡沫使用在用器上，因此还需要泡沫具有良好的绝缘 性，即低λ(Lambda)或低热导率。关于改进λ值以降低泡沫导热性的 泡沫制剂的报道众多。由于工业上已经将氢氯烃型发泡剂转换成烃和/ 或氢氟烃(HFC)发泡剂，因此关于各种制剂的报道已特别流行。在欧洲 公布421,269、707,127、805,831、832,909、858,477、906,354、991,686、 1,043,350、1,293,524和1,349,883中举例说明了采用烃发泡剂制备硬质 聚氨酯泡沫。但是，在将这些制剂进行改性以最优化处理过程及泡沫 热绝缘的方式上仍然存在局限性。另一个问题是由于气体扩散增加了 泡沫随时间的λ。还有一个是由于加工条件的变化所带来的产品一致 性问题，特别是由于地理和/或天气条件引起大气压的变化，并影响泡 沫膨胀及其密度。

发明内容

本发明的一个目的是最优化泡沫制剂，从而制备在稳定的条件下 密度为33至38千克/立方米时热导率值低的硬质聚氨酯泡沫。本发明 的另一个目的是通过加工条件而不是化学法调整充模时间，从而优化 密度分布和泡沫均匀性(减少空隙)。本发明的又一个目的是减少所制泡 沫的脱模时间并使泡沫的λ最小化。

实现本发明目的的方法为：将聚氨酯泡沫形成体系注入处于减低 的大气压下的模具中，填充模具并应用超灌料(即获得高于最小填充密 度的模制泡沫密度)。本发明方法还改进了粘性多元醇-异氰酸酯体系的 加工性。所述方法的条件还能够使用基于高催化剂包装的快速反应体 系或者加入强胺型自动催化的多元醇。此外，本发明的泡沫具有良好 的抗压强度和尺寸稳定性。本发明由此提供了一种硬质聚氨酯泡沫， 其在泡沫制备后24小时，于10℃下所测的模制泡沫密度(千克/立方米) 与λ(毫瓦/米·开)(mW/m.K)的比率为1.8至2.15，其通过将反应混合物 以1.1至1.6的填充因子注入封闭模腔的方法而获得，其中所述模腔处 在减压下，所述反应混合物包括：

A)有机多异氰酸酯；

B)物理发泡剂；

C)多元醇组合物，其包括至少一种官能度为3或更大、羟基数为 300至800的多元醇；

D)占总多元醇制剂0至2.5重量％的水；

E)催化剂和

F)辅助物质和/或添加剂；

其中所述泡沫的模制密度为33至38千克/立方米。

在另一实施方案中，本发明提供了如上文所公开的模制硬质聚氨 酯泡沫的制备方法。在又一实施方案中，本发明提供了包含如上所述 泡沫的用器。

惊人的是根据本发明所述的硬质聚氨酯泡沫在33至38千克/立方 米的正常密度时可以快速固化且热导率低。另外，可获得有利的密度 和导热性而不牺牲泡沫的尺寸稳定性、抗压强度或与用于制造用器壳 体的金属或塑料内衬的粘合性。

用于本发明文中的各种术语具有以下的含意：

胶化或胶凝时间：胶化时间从开始混合延续到引入泡沫的棒当被 抽出时能拉伸出纤维的时候。

发泡时间：发泡时间从开始混合延续到发泡完成时。

消粘时间：消粘时间从开始混合延续到泡沫表面不粘操作员手指 时。

脱模时间：泡沫注入至开模的时间。

多元醇组合物：存在的能与异氰酸酯分子反应的多元醇、交联剂 和增链剂的总集。