[发明专利]改性气凝胶、硬质聚氨酯泡沫及其制备方法、电器

说明书

本发明公开了改性气凝胶、硬质聚氨酯泡沫及其制备方法、电器。具体的，本发明提出了一种制备硬质聚氨酯泡沫的方法，包括：制备改性气凝胶：将含有官能团的高分子树脂配置成高分子树脂溶液，并将气凝胶原料与所述高分子树脂溶液混合反应，以获得所述改性气凝胶；发泡机将预制体与多异氰酸酯混合进行发泡，以便获得所述硬质聚氨酯泡沫，其中，所述预制体包括发泡剂以及组合聚醚多元醇，所述组合聚醚多元醇和所述多异氰酸酯中的至少之一，添加有所述改性气凝胶。由此，该方法制备的硬质聚氨酯泡沫的导热系数较低，综合性能良好。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体地，涉及改性气凝胶、硬质聚氨酯泡沫及其制备方法、电器。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫因其优良的保温性能、力学性能以及耐化学品性能等，被广泛应用于冰箱、冷柜、热水器等家电产品以及其他需要绝热保温的产品上。当硬质聚氨酯泡沫应用于家电产品时，其主要功能是在家电产品的内胆和外壳之间起到隔热效果，同时兼具一定强度的支撑作用。硬质聚氨酯泡沫一般由多异氰酸酯、组合聚醚多元醇、发泡剂以及催化剂、泡沫稳定剂等添加剂为原料，经过手工或高压发泡机发泡制成。硬质聚氨酯泡沫的密度(即硬质聚氨酯泡沫内部的泡孔以及泡孔中所包含的气体等)是影响其绝热性能等的重要因素。

气凝胶是经过特殊工艺过程脱去大部分溶剂后形成的一种内部液体含量比固体含量少得多，或者内部空间网络结构中充满气体介质的物质。气凝胶具有极高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率。气凝胶的纳米网络结构可有效限制局域热量的传导。因此，将气凝胶应用于现有的制备硬质聚氨酯泡沫的工艺中，可以降低硬质聚氨酯泡沫的导热系数，提高硬质聚氨酯泡沫的绝热性能等。

然而，目前的气凝胶、硬质聚氨酯泡沫及其制备方法、电器还有待改进。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

发明人发现，目前将无机气凝胶应用在制备硬质聚氨酯泡沫的原料中时，难以较好地提高硬质聚氨酯泡沫的绝热性能。发明人通过深入研究以及大量实验发现，这是由直接在发泡料中添加无机气凝胶粒子，气凝胶粒子容易团聚，并且气凝胶粒子和其他有机分子之间的相容性较差造成的。由于无机气凝胶粒子(例如常用的硅系气凝胶等)自身的小尺寸效应，使其具有很高的表面能，因此，直接在发泡料中添加无机气凝胶，很难得到单分散气凝胶粒子，气凝胶粒子容易团聚，而气凝胶粒子在发泡料中的团聚将影响其纳米网络结构以及其孔隙率等，将会导致其功能失效，即不能较好地提高硬质聚氨酯泡沫的空隙率等，不能较好地提高硬质聚氨酯泡沫的绝热性能。并且，无机气凝胶粒子和形成该硬质聚氨酯泡沫的其他有机分子之间的相容性较差，会影响该硬质聚氨酯泡沫的强度等机械性能。因此，如果能提出一种新的改性气凝胶及其制备方法，将该改性气凝胶添加到发泡料中后，可以防止气凝胶粒子的团聚，增强无机/有机两相之间的相容性，则可以较好地降低该硬质聚氨酯泡沫的导热系数，提高该硬质聚氨酯泡沫的使用性能，将能在很大程度上解决上述问题。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备硬质聚氨酯泡沫的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：制备改性气凝胶：将含有官能团的高分子树脂配置成高分子树脂溶液，并将气凝胶原料与所述高分子树脂溶液混合反应，以获得所述改性气凝胶；发泡机将预制体与多异氰酸酯混合进行发泡，以便获得所述硬质聚氨酯泡沫，其中，所述预制体包括发泡剂以及组合聚醚多元醇，所述组合聚醚多元醇和所述多异氰酸酯中的至少之一，添加有所述改性气凝胶。由此，该方法可以简便地制得利用高分子树脂改性的气凝胶，并将其用于制备硬质聚氨酯泡沫，并且该改性气凝胶具有良好的分散性和有机相容性，可降低利用该方法所制备的硬质聚氨酯泡沫的导热系数，并且该硬质聚氨酯泡沫的机械性能良好。