[发明专利]一种聚氨酯反应组合物及采用该组合物制备的硬质泡沫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯反应组合物及采用该组合合物制备的硬质泡沫，属有机高分子合成领域。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫是在催化剂、发泡剂以及泡沫稳定剂等的存在及作用下，通过-OH和-NCO相互反应制备而成的，它在所有绝热材料中导热系数最低，绝热性能最好，因此它被广泛应用于冰箱、冷柜、冷库板、夹心板、管道保温、冷藏集装箱等的绝热保温层。但随着各国对环境保护要求的进一步提高，HCFC-141b将被淘汰，氢氟烃如HFC-245fa、HFC-365mfc/227ea由于较高的GWP值，在发展中国家将被限制使用，在发达国家氢氟烃已逐渐淘汰。现在，普遍使用的环戊烷作发泡剂制备聚氨酯泡沫，但它的导热系数较高较高，越来越不能满足各国政府对泡沫产品能耗的要求，特别如冰箱冷柜等泡沫产品。

单独采用甲酸甲酯和1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯作发泡剂，国外已有相关文献报道。但采用甲酸甲酯价格便宜，沸点为32℃，易作发泡剂，但存在易水解、泡沫导热系数高等缺点，难以推广应用。1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯是一种安全、环保、使用方便的发泡剂，但它的价格高，难以单独推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚氨酯反应组合物及采用该组合物制备的硬质泡沫的方法，该组合物将甲酸甲酯和1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯结合起来作发泡剂，采用该组合物及方法可得到导热系数低，密度分布系数小成的硬质泡沫。

硬质聚氨酯泡沫通常可由-OH化合物与-NCO化合物（异氰酸酯）在发泡剂存在的条件下制备而成。一般地，异氰酸酯成分相对固定，泡沫的性能极大程度上取决于异氰酸酯反应物（即组合聚醚）和发泡剂的性能。如压缩强度、尺寸稳定性、导热系数和组合聚醚配方直接相关;另一方面，泡沫的导热系数和发泡剂品种的关联度最大。

申请人经研究发现：甲酸甲酯和1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯结合起来作发泡剂具有一定的协同效应。制备的硬质泡沫导热系数比理论计算的低得多。一方面，组合多元醇可采用反应活性高的原料（如芳香胺多元醇和/或芳香酰胺多元醇）。另一方面，1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯对组合多元醇的稀释性较大，可选择反应速度快的工艺参数，而发泡工艺性能可以保证。制备的硬质泡沫的导热系数和密度分布系数都有明显的改善。

基于上述研究，本发明提出一种新的的聚氨酯反应组合物，该组合物是由下述组分组成：

A）有机多异氰酸酯；

B）物理发泡剂，包括甲酸甲酯和1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯，两者的重量比为：10～90：90～10，其总量为组合多元醇重量的10～30%；

C）组合多元醇，其中，含芳香胺和/或芳香酰胺引发的多元醇占组合多元醇重量的3～65%；

D）水，是组合多元醇总重量的0.5～2.5%；

E）催化剂和；

F）辅助物质和/或添加剂。

上述有机多异氰酸酯选自有机多异氰酸酯为氨基甲酸酯改性甲苯二异氰酸酯与多苯基多亚甲基多异氰酸酯任意比例混合物；或选自如下的芳族多异氰酸酯之一或两种以上任意比例的混合物：4,4’-、2,4’-和2,2’-二苯甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯,2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯或其混合物。有机多异氰酸酯还可选用脂肪族、脂环族、脂环族、芳基脂肪族及其衍生物，这些衍生物包括脲基甲酸酯、缩二脲和NCO封端预聚物。

上述有机多异氰酸酯的用量为多异氰酸酯指数的1～1.40倍，优选1.05～1.30倍；前述多异氰酸酯指数＝多异氰酸酯当量数/（多元醇当量数+水当量数）×100%

＝（W_异/E_异）/(W_醇/E_醇+W_水/9）×100%

式中：

W_异为多异氰酸酯重量，W_醇为多元醇重量，E_异为多异氰酸酯当量，E_醇为多元醇当量；

上述有机多异氰酸酯的平均官能度为2～3.5，优选2.3～3.2。