[发明专利]聚异氰脲酸酯泡沫面板的制造

说明书

本发明公开了通过不连续法制备面板。面板通过在减压下将形成聚异氰脲酸酯泡沫体的组合物注射进模具空腔来制备。某些形成聚异氰脲酸酯泡沫体的制剂和模具空腔中的减压的组合使得能够在不连续法中制备所得夹芯板，其中制得的面板的特征在于改善的阻燃性。

背景技术

聚异氰脲酸酯泡沫体通常如下制备：使化学计量过量的多异氰脲酸酯与多元醇或多元醇混合物在催化剂、发泡剂、和通常其它任选的添加剂如表面活性剂等的存在下反应。聚异氰脲酸酯泡沫体通常按150至500的异氰酸酯指数制备；本申请使用的术语异氰酸酯指数是相对于异氰酸酯的与所有活性H的(1:1)反应的理论量而言过量的异氰酸酯且表示为百分比的术语(即，1:1＝100)。

与聚氨酯泡沫体相比，聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫体、特别是具有高指数(即，指数高于250，更优选高于300)的那些表现出改善的热稳定性和阻燃性能。它们较好的阻燃性能是由于存在异氰脲酸酯环，该环是由异氰酸酯的环三聚反应形成的。对于给定的多元醇制剂，异氰酸酯过量的量(表示为异氰酸酯指数)越高，聚合物泡沫体主链中的异氰脲酸酯环相比氨基甲酸酯和/或脲键的相对浓度越高，而阻燃性能也将越好。这是以下事实的实际结果：相比于氨基甲酸酯键，与类芳族异氰脲酸酯三聚物结构相连的较高键能。

因此，这样的聚异氰脲酸酯泡沫体在制造用于建筑行业的夹芯板中广泛用作绝缘材料。通常，这些泡沫体是闭孔的、硬质低密度泡沫体，其在泡孔中包含低传导性气体例如氢氟烃(HFC)或烃。

具有PIR-泡沫体芯的夹芯板现今最常用连续法制备。连续层压法的制造特征(包括反应混合物在面板宽度上的分布，快速的反应性等)可允许在PIR泡沫体化学方面具有较大的范围，包括使用高指数制剂和/或高含量的高粘性芳族多元醇。这种化学方面的多变性由此使得能够获得优越的泡沫体阻燃性质，甚至是在使用烃发泡剂和无卤素阻燃剂的情况下也是如此。

对于某些应用，期望使用不连续法，因为其在设计沿外围的边缘时更多样，例如在生产具有原地发泡的锁闭装置(foamed-in-place locking device)和密封带的冷库(walk-in cooler)中。这样的面板容易就地组装。这样的夹芯板通常如下提供：在用于保持泡沫体以及锁闭装置和密封带的外围框架内将两个隔开的外壳(由铁板或其它适当的材料制成)排布在压机或夹具的平面之间，将聚异氰脲酸酯反应混合物与发泡剂例如戊烷依次进料到面板的限定的发泡空腔内。但是，在不连续闭合模具注射法中难以使用PIR泡沫体化学，这是由于差的流动性(高的应用密度(applied densities))、差的粘合强度等。已经努力尝试改善一些特性，例如拉伸粘合强度，如WO 2010/114695A1中公开的通过使用脂族聚酯进行，但是代价是其它特性较差，例如较差的阻燃性能。

由于高指数聚异氰脲酸酯制剂(特别是当包含高含量的粘性芳族聚酯时)流动和填充不连续面板的发泡空腔的能力较差，这样的面板通常需要某些额外装载的聚异氰脲酸酯反应性混合物(过填充)，以便于完全充满发泡空腔以及使物料适当分布，从而得到具有适当机械性能和热性能的泡沫体。而且，在泡沫体膨胀阶段结束时，需将面板在压机或夹具的平面之间保持长的时间段以对抗聚异氰脲酸酯物料在发泡期间施加的推力，因此过早取出面板可能导致不可接受的聚异氰脲酸酯泡沫体芯的后膨胀和凸出。

现在已知，将模具空腔的压力降至低于大气压对填充过程具有正面影响。例如，WO2007/058793和EP 0854025都证实可使用真空/低于大气压压力注射技术生产改善的聚氨酯泡沫体。该方法可均匀填充模具空腔，因此避免出现空隙，并且也可以使待注射的聚氨酯混合物的量与不存在减压的情况相比较低。Taverna等人的综述“Sandwich Panels:Innovative Solutions using Vacuum-assisted Foam Injection”(Cannon at UTECH2000)陈述了真空/低于大气压压力注射技术也用于生产聚异氰脲酸酯夹芯板。