[发明专利]一种CO2

说明书

本发明公开了一种CO2超临界辅助发泡硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，属于聚氨酯技术领域。针对液态CO2无法得到真正实际应用的问题，本发明提供一种采用低沸点的液态CO2与高沸点的物理发泡剂混合发泡制备的硬质聚氨酯泡沫，并采用了以氨醚、聚碳酸酯为主体聚醚的配方体系，本发明的硬质聚氨酯泡沫具备良好的强度、绝热性能和尺寸稳定性，并且本领域技术人员还可在本发明的基础上衍生出性能各异的CO2超临界辅助发泡硬质聚氨酯泡沫，并且本发明的泡沫制备方法对设备的要求不高，制备方法简单可靠。

技术领域

本发明属于聚氨酯技术领域，更具体地说，涉及一种CO₂超临界辅助发泡硬质聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫塑料采用化学发泡剂或物理发泡剂发泡。化学发泡剂主要以水为主，水同异氰酸酯反应生成使反应物膨胀的二氧化碳气体。物理发泡剂与所用任何组份不起化学反应，一般是惰性的低沸点有机氟化合物，这类低沸点化合物吸收异氰酸酯和多元醇反应放出的热量而气化，达到发泡的目的。

过去三十年中聚氨酯行业广泛使用的物理发泡剂HCFC-141b(1，1-二氯-1-氟代乙烷)是一种过渡性替代发泡剂，但在全球日益严峻的环境压力下，包括HCFC-141b的这类含氢氯氟烃发泡剂将在全球范围内被完全替代。可以用作HCFC-141b的替代发泡剂主要有烷烃化合物 (正戊烷、异戊烷或环戊烷)、氢氟烷烃(HFC)、氢氟烯烃化合物(HFO)、水(即反应后形成的CO₂)或CO₂。烷烃化合物因臭氧消耗潜值(ODP值)为零、温室效应很小、无毒、对环境影响极小而受到重视，其中环戊烷发泡技术已被广泛采用；HFC是一种零ODP值的发泡剂，但由于较高的全球变暖潜值(GWP值)，仍然不是理想的聚氨酯发泡剂；HFO不破坏臭氧层，GWP值也很低，但成本较高，；以上诸多种类的发泡剂仍存在影响环境或成本较高的缺点，相比来说，CO₂具有ODP值为0、GWP值极低、发泡效率高、不燃、无毒等优良的特性，是一种具有广阔应用前景的低成本发泡剂。除了水作为化学发泡剂外，由于CO₂沸点极低，在空气中极易挥发，所以需要探索利用液态CO₂进行聚氨酯发泡的可行工艺。

发明内容

针对液态CO₂无法得到实际应用的难题，本发明提供一种CO₂超临界辅助发泡硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，本发明的硬质聚氨酯泡沫采用低沸点的液态CO₂与其他环保型物理发泡剂混合发泡制备，并采用了特殊的配方体系，使本发明的硬质聚氨酯泡沫具备良好的强度、绝热性能和尺寸稳定性，另外本发明还同时提供了该硬质聚氨酯泡沫的制备方法，该方法将液态CO₂以超临界状态制备组合聚醚，进而制备出该硬质聚氨酯泡沫，制备方法简单可靠，适于实际推广应用。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种CO₂超临界辅助发泡硬质聚氨酯泡沫，由组合聚醚与聚合MDI混合后制得，所述组合聚醚包含多元醇、催化剂、阻燃剂、发泡剂和表面活性剂，所述组合聚醚与所述聚合MDI 的质量比为1∶(1.1～1.3)，以多元醇的总质量为100份计，所述发泡剂包括化学发泡剂和超临界CO₂，所述超临界CO₂在所述组合聚醚中的质量份数为0.5～3份，所述化学发泡剂在所述组合聚醚中的质量份数为1～4份，所述化学发泡剂为水。

更进一步地，所述发泡剂还包含物理发泡剂，所述物理发泡剂在所述组合聚醚中的质量份数为6～30份，所述物理发泡剂为HFC-245fa、HFC-365mfc、HFO-1233zd(E)、HFO-1336mzz 中的一种或一种以上。

更进一步地，所述多元醇至少包括以下质量份数的各物质：5～30份多元醇A，2～10份多元醇B；