[发明专利]太阳能热水器用组合聚醚及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯泡沫塑料技术领域，具体涉及一种承压式太阳能热水器用环保型组合聚醚及其制备方法。

背景技术

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、冰柜、热水器、冷库板、夹芯板、管道保温、冷藏集装箱、等绝热保温领域。

在聚氨酯硬质泡沫塑料生产过程中，目前常用的发泡剂主要是环戊烷、HFC-245fa或HFC-365mfc。三种发泡剂各自存在缺点：在采用环戊烷时，应重点考虑发泡剂安全性，同时制备的泡沫密度较高，且泡沫的绝热性能略差；在采用HFC-245fa制备泡沫时，组合料的温度需适当降低，一般15～18℃为佳；在采用HFC-365mfc制备泡沫时，同样存在闪点问题，发泡剂的安全性能不佳。HFC-245fa和HFC-365mfc的原料价格较高，制得的泡沫成本明显增加。同时现有技术还存在以下共性的问题：由于采用HCFC-141B发泡剂，泡沫的压缩强度较低，只能通过提高泡沫的芯密度来满足承压式太阳能热水器对泡沫强度的要求，否则泡沫的综合性能差，不能满足客户使用要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种制备高强度泡沫、低能耗、环保的太阳能热水器用组合聚醚及其制备方法。

本发明的技术方案是：太阳能热水器用组合聚醚，由以下重量份数的组分组成：聚醚多元醇100份，催化剂2.1～4.3份，硅油1.5～2.5份，水1.5～2.5份，发泡剂15～20份。

所述聚醚多元醇为聚醚多元醇Ⅰ、聚醚多元醇Ⅱ、聚醚多元醇Ⅲ和聚醚多元醇Ⅳ的混合物；其在所述组合聚醚中所占的重量份数分别为：聚醚多元醇Ⅰ40～50份，聚醚多元醇Ⅱ30～20份，聚醚多元醇Ⅲ20～15份，聚醚多元醇Ⅳ10～15份。其中，所述聚醚多元醇Ⅰ是以山梨醇、蔗糖、季戊四醇和丙三醇为起始剂，与环氧丙烷开环聚合制得的、官能度3.8，分子量为800的多元醇，优选山东淄博诺立化工有限公司生产，牌号为DZ202的聚醚多元醇。所述聚醚多元醇Ⅱ是以山梨醇和三异丙醇胺为起始剂，与环氧丙烷开环聚合制得的、官能度5，分子量为680的多元醇，优选山东淄博诺立化工有限公司生产，牌号为DZ103的聚醚多元醇。所述聚醚多元醇Ⅲ是以山梨醇和水为起始剂，与环氧丙烷开环聚合制得的、官能度4，分子量为590的多元醇，优选山东蓝星东大化工有限责任公司生产，牌号为SA380的聚醚多元醇。所述聚醚多元醇Ⅳ是以甘油为起始剂，环氧丙烷开环聚合制得的、官能度3，分子量为370的多元醇，优选山东蓝星东大化工有限责任公司生产，牌号为DV125的聚醚多元醇。

所述催化剂为催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ、催化剂Ⅲ和催化剂Ⅳ的混合物；其在所述组合聚醚中所占的重量份数分别为：催化剂Ⅰ0.1～0.5份，催化剂Ⅱ0.5～1.5份，催化剂Ⅲ1.0～1.5份，催化剂Ⅳ0.5～0.8份。其中，所述催化剂Ⅰ为五甲基二乙烯三胺，催化剂Ⅱ为二甲基环己胺，催化剂Ⅲ为二甲基苄胺，催化剂Ⅳ为1,3,5-三（二甲氨基丙基）六氢三嗪。

所述硅油用作泡沫稳定剂，选用型号为L-6863，生产厂家为迈图高新材料有限公司。

所述发泡剂为HFC-245fa（1,1,1,3,3-五氟丙烷）与CP（环戊烷）的混合物，两者的重量比为：1,1,1,3,3-五氟丙烷：环戊烷=40～60:60～40。

本发明所述组合聚醚的制备方法是：先将HFC-245fa和CP密闭输送至发泡剂配料罐，采用泵不断循环混合后形成均一稳定的液体，既得混合发泡剂；然后将此混合发泡剂与聚醚多元醇、硅油、水和催化剂混合均匀，即得本发明的组合聚醚。

用该组合聚醚再与异氰酸酯按重量比组合聚醚：异氰酸酯=1:1混合均匀进行反应，即制备出聚氨酯硬质泡沫塑料。

本发明的有益效果在于：：

1、采用本发明制得的组合聚醚与异氰酸酯反应生成的泡沫具有较高的压缩强度，从而满足承压式太阳能热水器对泡沫的要求；

2、采用硅油L-6863作为泡沫稳定剂，使生成的泡沫更加细腻，具有更低的导热系数，满足承压式太阳能热水器对能耗的要求；

3、HFC-245fa与CP的混合物作为发泡剂，既避免了CP的安全隐患，也解决了HFC-245fa的操作问题；

4、零DOP，低GWP，环保性能良好，可使异氰酸酯与聚醚化合物反应时形成细密均匀密闭的泡孔，也有效的提高了泡沫的绝热保温性能，降低热导率；