[发明专利]一种环保高效的多元发泡体系及其制备的硬质聚氨酯泡沫

说明书

本发明属于硬质聚氨酯泡沫制备技术领域，具体涉及一种环保高效的多元发泡体系及其制备的硬质聚氨酯泡沫。所述发泡体系包括：发泡剂环戊烷/异戊烷、制冷剂HFC‑152a和发泡助剂C5‑18‑全氟烷。本发明所述的发泡体系中各组分的ODP值均为0，GWP值都很小，整个发泡体系的环保性能较好，能够成功替代行业现用的245fa、134a等高GWP值发泡剂，使发泡体系真正做到绿色环保。本发明所述发泡体系能够使泡料在发泡过程中具有良好的流动性，脱模周期更短，可提高生产效率。本发明所述发泡体系能够在泡沫密度较低时仍保证泡沫的强度；采用本发明所述发泡体系制得的硬质聚氨酯泡沫的导热系数较低，绝热保温性良好，进而使得冰箱等制冷设备的制冷效果更好、能耗更少。

技术领域

本发明属于硬质聚氨酯泡沫制备技术领域，具体涉及一种环保高效的多元发泡体系及其制备的硬质聚氨酯泡沫。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫具有良好的绝热性能，因此用于不同的保温保冷领域。众所周知，硬质聚氨酯泡沫的保温性能是影响产品能耗的一个重要因素，泡沫的低导热率也就意味着泡沫的保温性好。

聚氨酯硬质泡沫的导热率在很大程度上取决于所使用的发泡剂的种类和泡料整体的反应速率。发泡剂在泡沫中受热气化后被包封或截留在泡沫的闭孔结构中，成为影响硬质聚氨酯泡沫导热性能的主要因素。在泡沫形成后，用导热系数来衡量该泡沫材料的传热能力。导热系数越低，表明该材料传热越慢，保温性越好。

目前，冰箱行业内在用发泡剂主要包括碳氢类(HC)发泡剂，如环戊烷、异戊烷、丁烷等。氢氟烃类(HFC)发泡剂如HFC-245fa、HFC-365mfc、HFC-356mffm、HFC-134a和HFC-227ea等。氢氟烯烃类(HFO)发泡剂如HFO-1233zd、HFO-1234ze、HFO-1336mzz等。在实际生产中，单一使用某种发泡剂都会存在某些缺陷，所以目前多采用两种或两种以上发泡剂进行混配，得到综合性能较佳的发泡体系。如，行业多用的CP+245fa、C/I+245fa+LBA、C/I+245fa+134a等体系。通过各发泡剂之间混配，使得泡沫达到使用要求。然而，上述发泡体系存在环保问题，且制得的硬质聚氨酯泡沫的泡沫密度和导热系数较低(普遍为泡沫密度≤31.5Kg/m³，导热系数≤19.5mW/m·K)。因此，为了应对日益严苛的法规，亟需寻找新的环保、高效的发泡体系。

然而，现有绿色环保高效的发泡体系并非是低GWP(Global Warming Potential，简称GWP，全球变暖潜能值)值发泡剂之间的简单组合，要在低GWP值的发泡剂或制冷剂中筛选出对泡沫综合性能有益的发泡剂并组合成可实际应用的发泡体系并非易事。在选择发泡剂时，除考虑环保因素外，还要考虑其沸点、分子量、气象导热率、蒸汽压、在泡沫当中的长期稳定性以及成本等因素，其难度远大于常规发泡体系的研究。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种新的发泡体系。采用所述发泡体系制得的硬质聚氨酯泡沫具有综合性能优异的特点，尤其是其泡沫密度和导热系数较现有泡沫显著降低，具有更优异的绝热保温性能。

本发明所述的发泡体系包括：发泡剂环戊烷/异戊烷(C/I)、制冷剂HFC-152a以及发泡助剂C5-18-全氟烷。

所述制冷剂HFC-152a的中文全称为1,1-二氟乙烷，英文全称为1,1-Difluoroethane，CAS No.75-37-6。

所述发泡助剂C5-18-全氟烷，其英文全称为PERFLUOROTRI-N-BUTYLAMINE；CASNo.86508-42-1。在本领域中通常称作：发泡添加剂PF或发泡助剂PF。

研究发现，将发泡助剂引入发泡体系中，与C/I、HFC-152a互配可产生协同作用，能够使得制备的硬质聚氨酯泡沫的泡孔结构更加均匀、致密，从而改善泡沫导热。而且，所述发泡体系中各组分的消耗臭氧潜能值(ODP)为0，GWP值极低，整个发泡体系具有绿色环保的优点。