[发明专利]一种聚氨酯硬质泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯硬质泡沫及其制备方法，具体地说是一种用环保发泡剂制备的聚氨酯硬质泡沫及其制备方法。该泡沫用作冰箱、冰柜等家电保温材料。 

背景技术

目前用作聚氨酯硬质泡沫的氢氯氟烃发泡剂对臭氧层的破坏作用，HCFC-141b是用的最多的氢氯氟烃发泡剂，中国将于2020年禁止使用HCFC-141b，目前可以用来替代HCFC-141b并对臭氧层无破坏作用的发泡剂有HC烃类、HFC类和全水发泡，其中最常用的HC类发泡剂有环戊烷和异戊烷或者两者混合物等，常用的HFC类有1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、HFC-245fa、1，1，1，3，3-五氟丁烷(HFC-365mfc)等。 

用HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)作发泡剂，反应体系流动性好，泡沫导热系数低，但原料成本很高。HFC-245fa的沸点低(15.3℃)，增加泡孔内压，从而提高泡沫强度，改善泡沫的尺寸稳定性；但其反应初期易气化吸热，降低泡沫的粘结性能。 

甲酸甲酯成本低，分子量小，发泡作用强，溶于水和醇类物质，与组合聚醚多元醇各组分相容性好，但甲酸甲酯也是一种极易燃的物质，其蒸气与空气混合形成爆炸性混合物，本身分子量较小容易从泡孔中与空气交换，保温性能较差，易收缩等缺点。用甲酸甲酯作为发泡剂在专利CN1106838A中有报道，该专利用甲酸甲酯和HC类作为发泡剂制备聚氨酯硬质泡沫。用HC类和甲酸甲酯作为发泡剂，制备出的泡沫导热系数高，泡沫的保温性能较差。 

采用甲酸甲酯和HFC-245fa作为混合发泡剂可以克服使用单一发泡剂的缺点。这种混合发泡技术虽有文献报道，但已有文献主要讨论的是发泡剂混配技术。如何选择合适的聚醚多元醇、异氰酸酯指数的要求及采用合适的发泡剂配比，从而制得导热系数低、尺寸稳定性好、成本合适的聚氨酯泡沫，是本发明研究的重点。 

发明内容

本发明的目的是提供一种聚氨酯硬质泡沫及其制备方法，通过选择环保发泡剂，并选择适于该发泡剂的合适的聚醚多元醇和异氰酸酯指数，制得导热系数低、尺寸稳定性好、成本合适的聚氨酯泡沫。 

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为： 

一种聚氨酯硬质泡沫，是由包含如下重量份的组分的组合物经过高压发泡机发泡制得： 

(a)组合聚醚100份，该组合聚醚由以蔗糖为起始剂与环氧丙烷经加成反应制得的聚醚多元醇A，以蔗糖和甘油为起始剂与环氧丙烷经加成反应制得聚醚多元醇B，以山梨醇为起始剂与环氧丙烷经加成反应制得聚醚多元醇C，以甲苯二胺为起始剂与环氧丙烷和环氧乙烷经加成反应制得聚醚多元醇D，其中，环氧丙烷与环氧乙烷的摩尔比为50-90∶10-50，以甘油为起始剂与环氧丙烷经加成反应制得聚醚多元醇E按照质量比A∶B∶C∶D∶E＝30-50∶10-30∶10-25∶10-25∶5-15所组成，其中A+B+C+D+E总和是100份； 

(b)表面活性剂1.5-3份； 

(c)含有发泡催化剂、凝胶催化剂与三聚催化剂的复合催化剂1.5-3份； 

(d)水1-3份； 

(e)由甲酸甲酯和HFC-245fa构成的混合发泡剂16-26份； 

(f)聚合异氰酸酯140-170份。 

所述的聚醚多元醇A羟值为380-440mgKOH/g，聚醚多元醇B羟值为400-460mgKOH/g，聚醚多元醇C羟值为420-480mgKOH/g，聚醚多元醇D羟值为360-420mgKOH/g，聚醚多元醇E羟值为180-240mgKOH/g。 

所述的聚合异氰酸酯的异氰酸酯指数设定在1.20-1.30之间，所述的异氰酸酯指数＝异氰酸酯基团的摩尔数/(组合聚醚中羟基的摩尔数+水中羟基的摩尔数)。 

其中，异氰酸酯指数＝异氰酸酯基团的摩尔数/(组合聚醚中羟基的摩尔数+水中羟基的摩尔数) 

异氰酸酯基团摩尔数＝使用异氰酸酯的重量份*异氰酸酯NCO含量/42(NCO的分子量) 

组合聚醚中羟基的摩尔数+水中羟基的摩尔数＝(聚醚多元醇A组分的羟值*A组分的重量份+聚醚多元醇B组分的羟值*B组分的重量份+聚醚多元醇C组分的羟值*C组分的重量份+聚醚多元醇D组分的羟值*D组分的重量份+聚醚多元醇E组分的羟值*E组分的重量份+水的羟值(6233mgKOH/g)*水的重量份)/KOH的分子量(56.10)*1000 

其中，水的羟值＝56100*水中活性氢个数(2)/水的分子量(18)mgKOH/g。