[发明专利]硬质聚氨酯/聚氯乙烯复合泡沫塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬质复合泡沫塑料及其制备方法，具体涉及一种低密度硬质聚氨酯（PU）/聚氯乙烯（PVC）复合泡沫的制备方法。

背景技术

常规聚氨酯泡沫塑料是由聚醚多元醇和异氰酸酯在发泡剂作用下制得的泡沫制品，具有优良的保温性能、力学性能、电学性能、声学性能和耐化学品性能，特别是具有优异的绝热性能，而广泛应用于冰箱、冷柜、冷库板、夹心板、管道保温、冷藏集装箱、建筑节能等绝热保温领域。但是PU泡沫存在机械强度不足、阻燃性能偏差等缺点，限制了其在结构材料领域的应用。而硬质发泡PVC具有良好的静态和动态压缩强度、冲击强度、刚度、尺寸稳定性以及较高的断裂性能，被广泛应用与风能、游艇、运动器材和航空航天等夹芯应用中的复合材料元件中。

PU和PVC复合发泡，利用异氰酸酯使PVC一定程度上交联，一方面，能改善PVC材料热稳定性和耐低温性，提高泡沫力学强度；另一方面，PVC的加入，能改善硬质PU泡沫的韧性、尺寸稳定性、阻燃性、隔热性等。

目前，对于硬质PU发泡的公开报道非常多，而PU发泡工艺也非常成熟，但对于PVC/PU复合发泡的公开报道却很少见，仅有关于PVC和异氰酸酯复合发泡的一些公开报道。专利WO2005/092958、US2009/0131546公开了聚氯乙烯和异氰酸酯泡沫的制备方法，其配方中除了PVC和异氰酸酯外，添加了3～15%的环氧组分作为稳定剂和增韧剂，过多环氧组分的添加，延长了固化时间。专利WO2007/141647公开了一种改进的泡孔细微、机械性能优异的聚氯乙烯复合泡沫的制备方法，其配方中采用特定的原料，如K值为70的碱性（pH=10）聚氯乙烯和（甲基）六氢邻苯二甲酸酐，缩短了工艺时间，提高了生产效率，所得到的产品在一定范围内提高了机械性能。

常州天晟公司专利CN200910033041.X公开了一种硬质PVC和异氰酸酯复合泡沫的制备方法，在常规配方基础上，添加了三嗪化合物作为交联剂，增加了泡沫的机械强度、耐热性以及尺寸稳定性。

以上制备复合泡沫的工艺皆为高温模压发泡，大致步骤如下：

（1）将各原料混合均匀，得到糊状混合物；

（2）将步骤（1）得到的糊状混合物倒入模具中，在160～200℃下发泡10～40min，使发泡剂完全分解，得到半发泡状模压块；

（3）冷却半发泡状模压物至室温；

（4）将步骤（3）得到的半发泡状模压物置于热水浴或蒸汽中进行膨胀；

（5）将步骤（4）得到的膨胀过的半成品冷却到室温，然后采用热水喷雾或在蒸汽中固化后处理，使异氰酸酯得到充分的反应，进而得到固化好的结构泡沫。

此工艺诸多缺点限制了其发展，例如工艺步骤多、流程长，工艺复杂，过程中需要将模具先升至高温，再降到室温，如此反复，能耗巨大；模压工艺为非连续工艺，难以提高生产效率；后处理过程复杂，生产周期长，泡沫固化定型要求高，废料次品率高。

专利CN101733893A公开了一种采用交联聚氯乙烯结构泡沫废料生产复合泡沫板的方法，将泡沫废料粉碎成泡沫颗粒，和聚氨酯混合均匀发泡，工艺简单，资源利用最大化。但其原料是聚氯乙烯泡沫废料，原料局限性限制了此方法进一步发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种硬质聚氨酯/聚氯乙烯复合泡沫塑料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明所述的硬质聚氨酯/聚氯乙烯复合泡沫塑料，是以如下重量份数的原料，在模具中，发泡制备的：

所述的聚醚多元醇选自：

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的聚醚多元醇b、

以山梨醇为起始剂与环氧丙烷经加成反应制得的聚醚多元醇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的聚醚多元醇d、

以甘油为起始剂与环氧丙烷经加成反应制得的聚醚多元醇e或小分子多元醇f中的两种或两种以上；

以上述的聚醚多元醇中的一种为主，其余的辅，为主的聚醚多元醇与为辅的聚醚多元醇的重量比为4～6∶1；

所述的聚醚多元醇a羟值为380～640mgKOH/g；

聚醚多元醇b羟值为400～660mgKOH/g；

聚醚多元醇c羟值为420～680mgKOH/g；

聚醚多元醇d羟值为360～620mgKOH/g；

聚醚多元醇e羟值为180～240mgKOH/g；