[发明专利]具有改善的绝热性质的异氰酸酯基聚合物泡沫复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及硬质异氰酸酯基聚合物泡沫及其复合材料，所述泡沫包含氟化炭黑并具有改善的热性质，具体地，涉及用于绝缘应用的硬质聚氨酯和/或聚异氰脲酸酯泡沫以及制造所述泡沫和复合材料的方法。

背景技术

USP4,795,763、5,192,607和5,373,026中公开了利用炭黑以降低闭孔硬质聚合物泡沫的老化k系数并由此改善绝缘值，所述文献在此以其全文通过引用并入。这些专利确定了均匀分散的炭黑填充剂引起泡沫的老化k系数显著的持久降低。不能恰当地分散炭黑和稳定所述分散体可导致泡沫生产设备的阻塞，并产生其中炭黑群集在泡沫孔的棱（strut）处或高度聚集在一部分孔壁中，得到很少改善或没有改善的绝缘值的泡沫。因此高度希望找到简单并且经济地将炭黑分散在用于泡沫生产的成分中并稳定所述分散体的方法，然后从所述分散的混合物形成高度绝缘的泡沫。

发明内容

本发明因此提供了包含至少一种衬底的复合材料，所述衬底与由包含如下物质的混合物的反应性制剂制成的硬质异氰酸酯基聚合物泡沫接触：（A）A方，其包含：（i）有机异氰酸酯；（B）B方，其包含：（ii）异氰酸酯反应性组分，（iii）发泡剂，和（iv）一种或多种其他组分，选自催化剂、成核剂、表面活性剂、交联剂、扩链剂、阻燃剂、填充剂、着色剂、颜料、抗静电剂、补强纤维、抗氧化剂、防腐剂、红外线阻隔剂、或除酸剂，和（C）3至7份炭黑，其包含50至100重量%的（v）氟与碳（F/C）摩尔比为至少10/90的氟化炭黑，其中重量份是基于B方组分（B）的重量，并且组分（C）可以全部在A方（A）中、全部在B方（B）中、或部分在A方和部分在B方中。

本发明的一种实施方式是上文描述的复合材料，其中所述有机异氰酸酯是2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）、2,6-甲苯二异氰酸酯、或其混合物；2,4'-二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯、4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、或其混合物；二苯甲烷二异氰酸酯及其异氰酸酯官能度大于2并且本领域称为“粗”或聚合MDI的低聚物的混合物；或包含氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、脲、双缩脲、碳二亚胺、脲酮亚胺和/或异氰脲酸酯基团的MDI。

本发明的另一种实施方式是上文描述的复合材料，其中所述异氰酸酯反应性组分是官能度从2至8并且羟值从100至850的多元醇。

本发明的另一种实施方式是上文描述的复合材料，其中所述发泡剂是物理发泡剂、化学发泡剂、或其混合物。

本发明的优选实施方式是上文描述的复合材料，其中所述炭黑组分（C）是100%氟化的炭黑（v）。

本发明的优选实施方式是上文描述的复合材料，其中所述氟化炭黑具有5nm至500nm的平均粒度。

本发明的优选实施方式是上文描述的复合材料，其中所述泡沫具有根据ISO12939-01测定的k-系数，使得所述泡沫的k-系数比相应泡沫的k-系数低至少0.2mW/mK，所述相应泡沫从除了省略氟化炭黑之外的相同的泡沫形成组合物制备。

本发明的另一种实施方式是生产复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：

（I）将至少一种衬底与硬质异氰酸酯基聚合物反应性制剂接触，所述硬质异氰酸酯基聚合物反应性制剂包含：

（A）A方，其包含

（i）有机异氰酸酯，

（B）B方，其包含：

（ii）异氰酸酯反应性组分，

（iii）发泡剂

和

（iv）一种或多种其他组分，选自催化剂、成核剂、表面活性剂、交联剂、扩链剂、阻燃剂、填充剂、着色剂、颜料、抗静电剂、补强纤维、抗氧化剂、防腐剂、红外线阻隔剂、或除酸剂，

和

（C）3至7份炭黑，其包含：

（v）50至100重量%的氟与碳（F/C）摩尔比为至少10/90的氟化炭黑，其中重量份是基于B方组分（B）的重量，并且组分（C）可以全部在A方（A）中、全部在B方（B）中、或部分在A方和部分在B方中。

（II）将所得到的反应性制剂经受足以固化所述反应性制剂以形成与至少一种衬底接触的硬质异氰酸酯基聚合物泡沫的条件，从而形成包含硬质异氰酸酯基聚合物泡沫的复合材料。

附图简述

图1是适用于生产根据本发明的包含硬质异氰酸酯基聚合物泡沫的复合材料的装置的示意性侧视图。