一種硬質(zhì)聚氨酯泡沫、其原料組合物、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)聚氨酯泡沫、其原料組合物、制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 按照《蒙特利爾議定書》規(guī)定的HCFCs淘汰時(shí)間表，發(fā)展中國(guó)家的HCFCs生產(chǎn)和消費(fèi) 要在2013年凍結(jié)在2009-2010年平均水平，2015年在此基礎(chǔ)上削減10%，2020年削減35%， 2025年削減67.5%，到2030年實(shí)現(xiàn)完全淘汰。
[0003] 目前CFC-11已經(jīng)被替代；而替代物HCFC-141B對(duì)臭氧層也有一定破壞作用。因此， 所有參加蒙特利爾公約的國(guó)家將按照計(jì)劃淘汰HCFC-141B的使用，在歐洲、美國(guó)、日本等發(fā) 到國(guó)家，已停止使用HCFC-141B。中國(guó)作為參與蒙特利爾公約的國(guó)家，也面臨著HCFC-141B的 替代工作；
[0004] 目前，在國(guó)內(nèi)的電熱水器行業(yè)還在采用HCFC-141B為發(fā)泡劑的聚氨酯泡沫作為保 溫材料。隨著HCFC-141B的受限，尤其是在產(chǎn)品出口到發(fā)達(dá)國(guó)家時(shí)，因?yàn)榄h(huán)保的原因受限的 問題愈來(lái)愈突出。因此，尋找尺寸穩(wěn)定性好、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低替代HCFC-141B發(fā)泡的 聚氨酯是目前急需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中，HCFC-141B為發(fā)泡劑的聚氨 酯泡沫即將被淘汰，其替代品尺寸穩(wěn)定性差、抗壓強(qiáng)度低、導(dǎo)熱系數(shù)高等缺陷而提供了一種 硬質(zhì)聚氨酯泡沫、其原料組合物、制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明的硬質(zhì)聚氨酯泡，尺寸穩(wěn)定性 好、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低在HCFC-141B替代領(lǐng)域，尤其是電熱水器行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。
[0006] 本發(fā)明提供了一種組合聚醚原料組合物，按重量份計(jì)包括下述原料組分:30-50份 聚醚多元醇SU-450L、20-30份聚酯多元醇PS-3152、30-50份聚醚多元醇SD-7100、2-3份泡沫 穩(wěn)定劑、1.5-2.5份聚氨酯合成催化劑、環(huán)戊烷10-12份、7份HFC-245fa和1.6-1.8份水。
[0007] 本發(fā)明中，所述的聚醚多元醇SU-450L為本領(lǐng)域中常規(guī)市售產(chǎn)品，優(yōu)選其粘度為 7000-9000mPa · s(25°C)，數(shù)均分子量590,羥值440-460mgK0H/g，水分小于O.lwt%;進(jìn)一步 優(yōu)選山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的聚醚多元醇SU-450L。
[0008] 本發(fā)明中，所述的聚酯多元醇PS-3152為本領(lǐng)域中常規(guī)市售產(chǎn)品，優(yōu)選其粘度為 2000-3000mPa · s(25°C)，羥值300-330mgK0H/g，水分小于O.lwt%;進(jìn)一步優(yōu)選南京金陵斯 泰潘化學(xué)有限公司生產(chǎn)的聚酯多元醇PS-3152。
[0009] 本發(fā)明中，所述聚醚多元醇SD-7100為上海東大化學(xué)有限公司生產(chǎn)的市售商品，優(yōu) 選粘度為6500-11500mPa · s(25°C)，官能度為4,羥值為300-330mgK0H/g，水分小于 0 · lwt% 〇
[0010] 本發(fā)明中，所述的泡沫穩(wěn)定劑為硬質(zhì)聚氨酯泡沫領(lǐng)域中常規(guī)使用的各類泡沫穩(wěn)定 劑，優(yōu)選硅酮類泡沫穩(wěn)定劑，所述的硅酮類泡沫穩(wěn)定劑優(yōu)選泡沫穩(wěn)定劑B8545或泡沫穩(wěn)定劑 B8544等，所述的泡沫穩(wěn)定劑B8545或泡沫穩(wěn)定劑B8544的生產(chǎn)廠家優(yōu)選贏創(chuàng)德固賽（中國(guó)） 投資有限公司。
[0011]本發(fā)明中，所述的聚氨酯合成催化劑為本領(lǐng)域中常規(guī)的用于硬質(zhì)聚氨酯泡沫的催 化劑，可以使用胺類催化劑和/或有機(jī)金屬催化劑;優(yōu)選叔胺類催化劑，所述的叔胺類催化 劑優(yōu)選N，N，N'，N"，N"_五甲基二亞乙基三胺、N，N-二甲基環(huán)己胺和TMR-2。當(dāng)采用N，N，N'， N"，N"_五甲基二亞乙基三胺、N，N-二甲基環(huán)己胺和TMR-2的混合物為聚氨酯合成催化劑時(shí)， 所述的N，N，N'，N"，N"_五甲基二亞乙基三胺、所述的N，N-二甲基環(huán)己胺與所述的TMR-2的質(zhì) 量比優(yōu)選 1: (2~8): (2~3)，例如1:2:2、1:2.7:2、1:3.6:2.4或1:7.5:3。
[0012] 本發(fā)明中，所述的五氟丙烷(HFC-245fa)可以為本領(lǐng)域中常規(guī)市售HFC-245fa，優(yōu) 選生產(chǎn)廠家為霍尼韋爾（中國(guó)）有限公司。
[0013]本發(fā)明中，所述的水優(yōu)選去離子水。
[0014]本發(fā)明的所述的組合聚醚原料組合物，優(yōu)選按重量份計(jì)包括下述原料組分:30-50 份聚醚多元醇SU-450L、20-30份聚酯多元醇PS-3152、30-50份聚醚多元醇SD-7100、2-3份泡 沫穩(wěn)定劑B8544、0.2-0.3份N，N，N'，N"，N"_五甲基二亞乙基三胺、0.8-1.5份叱^二甲基環(huán) 己胺、〇. 6份TMR-2、10-12份環(huán)戊烷、7份HFC-245f a和 1.6-1.8份水。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種組合聚醚的制備方法，其包括以下步驟:將所述的組合聚醚 原料組合物除發(fā)泡劑外各成分按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)均勻混合，再在l〇°C~15°C下將混合物與發(fā)泡 劑，混合均勻即得到組合聚醚。
[0016] 所述的組合聚醚的制備方法中，所述的混合優(yōu)選在具有安全裝置的混合釜中進(jìn) 行，所述的具有安全裝置的混合釜優(yōu)選具有安全裝置的不銹鋼混合釜。所述的混合時(shí)間優(yōu) 選0.5小時(shí)~1小時(shí)，例如45分鐘。
[0017] 所述的組合聚醚的制備方法中，所述的混合物與發(fā)泡劑混合的溫度優(yōu)選14°C~15 V。
[0018] 所述的組合聚醚的制備方法中，所述的混合物與發(fā)泡劑混合的時(shí)間優(yōu)選10分鐘~ 1小時(shí)，例如15分鐘。
[0019] 本發(fā)明還提供了所述的組合聚醚的制備方法制得的組合聚醚。
[0020] 本發(fā)明還提供了一種用于制備硬質(zhì)聚氨酯泡沫的組合物，其包括所述的組合聚醚 和多苯基多亞甲基多異氰酸酯，其中所述的組合聚醚和所述的多苯基多亞甲基多異氰酸酯 的質(zhì)量比為（1:1.1)~（1:1.25)。
[0021 ]本發(fā)明中，所述的組合聚醚和異氰酸酯的質(zhì)量比優(yōu)選1:1.25。
[0022]本發(fā)明中，所述的多苯基多亞甲基多異氰酸酯為本領(lǐng)域常規(guī)使用的多苯基多亞甲 基多異氰酸酯，優(yōu)選二苯基甲烷二異氰酸酯，進(jìn)一步優(yōu)選煙臺(tái)萬(wàn)華化學(xué)有限公司生產(chǎn)的 PM200。
[0023] 本發(fā)明還提供了一種硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制備方法，其包括以下步驟:將所述的組 合聚醚和所述的多苯基多亞甲基多異氰酸酯按照質(zhì)量比（1:1.1)~（1:1.25)的比例進(jìn)行混 合、發(fā)泡，即得到硬質(zhì)聚氨酯泡沫。
[0024] 在所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制備方法中，所述的混合、發(fā)泡優(yōu)選采用高壓機(jī)器進(jìn) 行混合、發(fā)泡。所述的混合、發(fā)泡的溫度優(yōu)選18°C~20°C。所述的混合、發(fā)泡的時(shí)間優(yōu)選7分 鐘~15分鐘，例如8分鐘。
[0025] 本發(fā)明還提供了所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制備方法制得的硬質(zhì)聚氨酯泡沫。
[0026] 本發(fā)明還提供了所述的硬質(zhì)聚氨酯泡沫作為保溫材料的應(yīng)用。所述的應(yīng)用優(yōu)選電 熱水器領(lǐng)域。
[0027] 在不違背本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳 實(shí)例。
[0028] 本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。
[0029] 本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明通過(guò)對(duì)聚醚體系的調(diào)整，通過(guò)環(huán)戊烷復(fù)配 HFC-245fa為發(fā)泡劑替代HCFC-141B發(fā)泡的聚氨酯，具有零0DP值、低導(dǎo)熱系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，完全 符合電熱水器行業(yè)中替代HCFC-141B的環(huán)保要求，能夠達(dá)到替代HCFC-141B的要求。本發(fā)明 的組合聚醚在使用時(shí)，可將其與異氰酸酯混合、注到外殼與內(nèi)膽之間進(jìn)行發(fā)泡