專利名稱：剛性聚氨酯泡沫體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物及從那里得到的聚氨酯泡沫體[A COMPOSITION FOR PREPARING RIGIDPOLYURETHANE FOAM AND RIGID POLYURETHANE FOAM MADETHEREFROM]，特別是關(guān)于在多種物質(zhì)特性中特別提高粘合力的剛性聚氨酯泡沫體組成物，根據(jù)本發(fā)明的聚氨酯泡沫體組成物特別跟電冰箱構(gòu)成材料粘合性強。
背景技術(shù)：
剛性聚氨酯泡沫體[rigid polyurethane foam]不僅是隔熱材料，而且還是加強建筑物或者車輛，電冰箱等強度的材料。
剛性聚氨酯泡沫體是在有發(fā)泡劑的狀態(tài)下把適當?shù)木垡蚁poly ethexylate]跟二氧基[ethexylate]-反應(yīng)性化合物進行化學反應(yīng)得到。從前使用的發(fā)泡劑有像CFC-11的氟氯化碳(CFCchlorofluorocarbon)系列和像HCFC-141b的氫氟氯化碳(HCFChydrochlorof luorochloro carbon)系列的化合物。
雖然CFC-11導(dǎo)熱度低，能得到出優(yōu)秀隔熱特性的泡沫體，但是誘發(fā)破壞臭氧層及地球氣候變暖的環(huán)境問題，因此現(xiàn)在禁止得到和使用。HCFC雖然比CFC好一點，但也含有氯，依然有破壞臭氧層的憂慮。
因此，對不會像CFC或HCFC引起環(huán)境問題的新泡沫劑的需要急劇增加。對此開發(fā)的替代物的一種是環(huán)炳烷系列泡沫劑。環(huán)炳烷系列泡沫劑比CFC-11及HCFC-141b系列導(dǎo)熱率高，所以有隔熱性低的問題。因此為了適當?shù)恼{(diào)節(jié)泡沫體得到用組成物中其他成分的構(gòu)成和比率進行了很多研究。特別是為了增加剛性聚氨酯泡沫體的重要的一個特性的粘合力，進行混合多種特殊添加劑等的多種研究。
但是，為了得到不損害壓縮強度、尺寸穩(wěn)定性、流動性、脫模率、導(dǎo)熱率等其他物質(zhì)特性并且增加粘合力的剛性聚氨酯泡沫體的組成物，到現(xiàn)在為止沒有滿意的成果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供維持其他物質(zhì)特性，并且增加粘合力的剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物。
本發(fā)明的另一個目的是提供從上述剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物中得到的剛性聚氨酯泡沫體。
本發(fā)明為了達到上述目的研究的結(jié)果是使用環(huán)炳烷系列泡沫劑。并適當?shù)卣{(diào)節(jié)聚氨酯泡沫體得到用原材料中多元醇[polyol]的構(gòu)成和含量，因此維持其他物質(zhì)特性，并且能增加粘合力。本發(fā)明的剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物含有如下成分(1)作用基是4的甲苯二胺(TDA)為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到出OH-值是390的多元醇B40～50公斤；把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是450的多元醇G30～40公斤；及把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是430的多元醇H20～30公斤組成的多元醇混合物100公斤；(2)水2.0～4.0公斤；(3)凝膠催化劑[gelling catalyst]A0.1至1.0公斤；膨脹催化劑B0.1至1.0公斤及三聚催化劑E0.1至1.0公斤組成的催化劑混合物0.3～3.0公斤；(4)硅樹脂界面活性劑1.0～4.0公斤；(5)PFA(聚氟碳)0.5～1.5公斤；(6)環(huán)炳烷10～20公斤；(7)聚乙烯140～170公斤更有效的，制備的剛性聚氨酯泡沫體其組分及制備方法包括由(1)作用基是4的甲苯二胺(TDA)為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到出OH-值是390的多元醇B40-50公斤和；把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是450的多元醇G30-40公斤和；及把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是430的多元醇H20-30公斤組成的多元醇混合物100公斤。
(2)水2.0公斤；(3)凝膠催化劑A0.6公斤；膨脹催化劑B0.4公斤及三聚催化劑E0.5公斤組成的催化劑混合物1.5公斤；(4)硅樹脂界面活性劑2.0公斤；
(5)PFA(聚氟碳)1.0公斤；(6)環(huán)炳烷17公斤；(7)聚乙烯148.2公斤本發(fā)明的剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物是泡沫劑，使用了水和環(huán)炳烷。因此沒有使用在從前的CFC系列或HCFC系列泡沫劑的組成物所引起的環(huán)境污染的憂慮。并且粘合力比基本組成物將近提高2倍，依然維持其他泡沫體的重要的特性。因此適合使用在隔熱材料及特別是電冰箱組成材料上。


圖1是圖示粘合力測定試驗方法的圖。
圖2是根據(jù)實施例2的泡沫劑工程能力分析圖像。
圖3是根據(jù)實施例3的泡沫劑工程能力分析圖像。
圖1材料Sheet PU Foam密度材料厚度試驗片Size試驗片數(shù)圖2材料Galva/溫度40度圖3材料Galva/溫度40度具體實施方式
下面的實施例是對本發(fā)明的進步舉例說明，為了達到上述目的研究的結(jié)果是使用環(huán)炳烷系列泡沫劑。并適當?shù)卣{(diào)節(jié)聚氨酯泡沫體得到用原材料中多元醇[polyol]的構(gòu)成和含量，因此維持其他物質(zhì)特性，并且能增加粘合力。根據(jù)本發(fā)明的剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物含有如下成分。
(1)作用基[functional]是4的甲苯二胺(TDA[toluenediamine])為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到出OH-值是390的多元醇B40～50公斤和；把作用基是8的蔗糖[sucrose]和作用基是3的丙三醇[glycerine]混合制成的OH-值是450的多元醇G30-40公斤和；及把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是430的多元醇H20～30公斤組成的多元醇混合物100公斤。
(2)水2.0～4.0公斤；(3)凝膠催化劑[gelling catalyst]A0.1至1.0公斤；膨脹催化劑[blowing catalyst]B0.1至1.0公斤及三聚催化劑[trimerization catalyst]E0.1至1.0公斤組成的催化劑混合物0.3～3.0公斤；(4)硅樹脂[silicone]界面活性劑1.0～4.0公斤；(5)PFA(聚氟碳[poly fluoro alkane])0.5～1.5公斤；(6)環(huán)炳烷10～20公斤；及(7)聚乙烯[poly rthoxylate]140～170公斤。
如果使用超出上述范圍的量，不能提高粘合力，根據(jù)情況減弱密度、強度、脫模性等其他物質(zhì)特性，因此規(guī)定上述組成范圍。
更有效的，根據(jù)本發(fā)明的剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物由如下成分組成。
(1)作用基是4的甲苯二胺(TDA)為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到出OH-值是390的多元醇B40～50公斤和；把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是450的多元醇G30～40公斤和；及把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是430的多元醇H20～30公斤組成的多元醇混合物100公斤。
(2)水2.0公斤；(3)凝膠催化劑A0.6公斤；膨脹催化劑B0.4公斤及三聚催化劑E0.5公斤組成的催化劑混合物1.5公斤；(4)硅樹脂界面活性劑2.0公斤；(5)PFA(聚氟碳)1.0公斤；(6)環(huán)炳烷17公斤；及(7)聚乙烯148.2公斤。
上述組成中對增加粘合力給最直接的效果的成分是多元醇組成物。以下說明本發(fā)明中使用的多元醇組成。
多元醇現(xiàn)在在氨基甲酸酯工業(yè)中使用的大部分多元醇是具有乙醚[ether]結(jié)構(gòu)(-R-O-R’-)的多作用基的乙醇[ethanol]，有大概2個以上活性氫的化合物為起始劑跟有機酸化合物做中和反應(yīng)得到多元醇。
以下詳細說明本發(fā)明的實驗中使用的A～I的8種多元醇。
多元醇A是作用基(Function)是6的葡己六醇[sorbitol]為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到的多元醇。
多元醇B是作用基是4的TDA(甲苯二胺))為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到的OH-值是390的多元醇。
多元醇C是除了使用比多元醇B中使用的粘度高并OH-值高的TDA之外，和多元醇B同樣的方法得到的多元醇。
多元醇D是作用基是2的酯[ester]為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到的多元醇。
多元醇E是作用基是3的丙三醇[glycerine]為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到的多元醇。
多元醇F是作用基是4的MDA(甲基乙氧基化物[metlydiethoxylate])為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到的多元醇。
多元醇G是作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是450的多元醇。
多元醇H是作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的比多元醇G粘度及OH-值稍微低的OH-值是430的多元醇。
多元醇I是作用基是3的TEOA(四乙基原氨酸鹽[tetraethylortho aminate])為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到的多元醇。
硅樹脂界面活性劑在本發(fā)明中使用的硅樹脂界面活性劑如同在一般剛性聚氨酯泡沫體里一樣，把幾乎相互不溶解的混合物，提高混合效率，抑制形成不規(guī)則的氣泡和生成氣泡，做穩(wěn)定元素[cell]的作用?？梢允褂迷诒景l(fā)明中的硅樹脂界面活性劑有B-8462，L-6900等。對多元醇100公斤使用2公斤至4公斤，更準確地應(yīng)當使用2.0公斤的量。
聚氟碳(polyfluoroalkane/perfluoro carbon)為了克服環(huán)炳烷系列最大缺點的高導(dǎo)熱率，對MCR(micro-crllular rigid)泡沫體技術(shù)進行了很多研究。因此，為了確保組成物的常用性開發(fā)了多種堿基[alkylgroup]系列。聚氟碳在反應(yīng)初期階段增加間期核[interphase nvcleus]效果，硬化初期生成的微量元素[micro cell]。因此微小地維持初期元素的大小，并且做提高隔熱效果的作用。在本發(fā)明中聚氟碳對多元醇100公斤使用0.5～1.5公斤，更準確地應(yīng)當使用1.0公斤的量。
催化劑催化劑做縮短泡沫體生成時的反應(yīng)時間，并泡沫體漲起、既跟泡沫上升[rising]有關(guān)聯(lián)調(diào)節(jié)泡沫體流動性的作用。得到泡沫體時使用的催化劑大體分成膨脹催化劑(blowing catalyst)，凝膠催化劑(gelling catalyst)，三聚催化劑(trimerizationcatalyst)等三種。根據(jù)電冰箱的形狀及結(jié)構(gòu)有必要適當?shù)恼{(diào)節(jié)使用量和組成。本發(fā)明的試驗中組合使用了5種催化劑，這當中構(gòu)成本發(fā)明組成物的催化劑是催化劑B，G及H。詳細說明如下。
使用在本發(fā)明組成物當中的催化劑A是DMCHA(N，N甲基乙環(huán)己脘[dimeth cyclohexylamie])，并對泡沫體和反應(yīng)性有影響的凝膠催化劑。這種催化劑攻擊甲基乙氧基化物(MDI)跟多元醇進行化學反應(yīng)，生成聚氨酯樹酯。具體例如下。
DMCHAPC-8，PC-33，TC-DMCH，KAO-10TMHDAPC-6，TC-MR，KAO-1TEDADABCO33LV，NIAXA-33，TC TEA-L33使用在本發(fā)明組成物當中的催化劑B是膨脹催化劑。具體例是五甲基二甘醇三胺(PMDETApentamethyl diethylenetriamine)。膨脹催化劑是水和甲基乙氧基化物(MDI)之間容易進行化學反應(yīng)，供給起泡時必要的熱量。因此加速多元醇和MDI的樹脂化反應(yīng)。具體例如下。
PMDETAPC-5，TC-DT，KAO-3BDMEEDABCO BL-11，TC-ET，NIAX A-1催化劑C是把DMCHA和PMDETA3∶1比例混合的混合催化劑。
催化劑D是酸性塊的膨脹催化劑初期反應(yīng)中生成很多二氧化碳氣體的催化劑。
使用在本發(fā)明組成物當中的催化劑E是用MDI和MDI進行反應(yīng)做三聚作用的三聚催化劑，具體例如下。
TMR-2，TMR-13，TMR30PC-41，KAO-14，TC-TRC乙氧基化物使用在一般聚氨酯泡沫體得到當中的就可以。如一般聚氨酯泡沫體的1.0～1.2指數(shù)[index]不高。使用量是對多元醇100公斤140～170公斤。
化學性泡沫劑本發(fā)明中使用的化學性泡沫劑是水，量是對多元醇100公斤2.0～4.0公斤，應(yīng)當是2.0公斤。
物理性泡沫劑本發(fā)明的組成物中使用的物理性泡沫劑是環(huán)炳烷。之外，為了比較把HCFC-114b和CFC-11使用在試驗當中。
適當?shù)慕M合以上的成分得到出5種剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物。把上述成分的組成記錄在表1上。
表1投入量單位公斤

記錄在上述表1的實施例1至5的組成物根據(jù)一般聚氨酯泡沫體得到方法，能穩(wěn)定地顯示各組成成分的物質(zhì)特性，充分混合組成物得到出泡沫體。
測量得到出的5種泡沫體的本質(zhì)[core]密度、注入率(JustPack)、K-Factor、脫模率及粘合力，把結(jié)果記錄在表2上。粘合力的測量如下。
粘合力測量有φ4.5的孔[holl]的100mm×40mm大小材料(使用電冰箱材料中最脆弱的Galva[加爾瓦尼]材質(zhì)的材料測量)試驗片使用在粘合力試驗中。聚氨酯泡沫體的密度是實施例1至3的環(huán)炳烷系列的泡沫體是32-34kg/m2，實施例4的HCFC-141b系列的泡沫體是30-32kg/m2，實施例5的CFC-11系列的泡沫體是29-31kg/m2。各自使用15個試驗片。如圖1所示，材料貼在Brett[布雷特]模具[mold]上，對照聚氨酯泡沫體的本質(zhì)密度生成泡沫。粘貼位置是總長度1100mm中下端為基準150mm、500mm及850mm。5分鐘后脫模。在常溫下放置1小時之后，用推-拉為標準(push-pullgage)的手段，測量摘下試片時使用的力，計算粘合力把結(jié)果記錄在表2上。圖2及圖3上圖示實施例2及實施例3的泡沫體工程能力分析圖像，表示粘合力高低的分布圖。
表2

從上述表2所知，聚氨酯泡沫體的物質(zhì)特性根據(jù)它的組成變化特性。實施例1至3的泡沫劑是環(huán)炳烷，實施例4上使用了HCFC-141b，實施例5上使用了CFC-11。根據(jù)使用的泡沫劑種類改變系列的構(gòu)成，因此隔熱特性和注入量(just Pack)有差異。
在本發(fā)明中特意要改善的特性是粘合力，從實施例3中的物質(zhì)特性得知粘合力比別的實施例幾乎高出兩倍。實施例3的組成、既根據(jù)本發(fā)明組成的聚氨酯泡沫體除了粘合力，其它的物質(zhì)特性跟實施例1和實施例2相同，以及跟實施例4和實施例5的物質(zhì)特性沒有多大差異。
特別是，查看實施例2和實施例3，只在基本的多元醇組成上有差異，結(jié)果得出多元醇組成對粘合強度有很大影響的結(jié)論。由此根據(jù)本發(fā)明的實施例3比別的系列粘合力高的原因是使用了低粘度TDA為起始劑得到的多元醇成分。但是，這些成分比起導(dǎo)熱率和粘合力高的優(yōu)點，有脫模性低的缺點。所以使用比在實施例2中使用的成分粘度低的、既低粘度的蔗糖/丙三醇，提高了聚氨酯泡沫體的流動性和穩(wěn)定性。而且這些成分的粘合力及脫模性也優(yōu)秀。一面，高粘度的蔗糖/丙三醇雖然粘合力及流動性比較低，但是導(dǎo)熱率和脫模性良好。
從上述表2的結(jié)果得知，根據(jù)本發(fā)明實施例3的聚氨酯泡沫體組成物沒有減弱脫模性、導(dǎo)熱度等其他物質(zhì)特性，增加了粘合力。
本發(fā)明的剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物是泡沫劑，使用了水和環(huán)炳烷。因此沒有使用在從前的CFC系列或HCFC系列泡沫劑的組成物所引起的環(huán)境污染的憂慮。并且粘合力比基本組成物將近提高2倍，依然維持其他泡沫體的重要的特性。因此適合使用在隔熱材料及特別是電冰箱組成材料上。
權(quán)利要求
1.一種剛性聚氨酯泡沫體，其特征是包括由(1)作用基是4的甲苯二胺(TDA)為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到出OH-值是390的多元醇B40～50公斤和；把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是450的多元醇G30～40公斤和；及把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是430的多元醇H20～30公斤組成的多元醇混合物100公斤；(2)水2.0～4.0公斤；(3)凝膠催化劑[gelling catalyst]A0.1至1.0公斤；膨脹催化劑B0.1至1.0公斤及三聚催化劑E0.1至1.0公斤組成的催化劑混合物0.3～3.0公斤；(4)硅樹脂界面活性劑1.0～4.0公斤；(5)PFA(聚氟碳)0.5～1.5公斤；(6)環(huán)炳烷10～20公斤；(7)聚乙烯140～170公斤組成的剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛性聚氨酯泡沫體，其特征是包括由(1)作用基是4的甲苯二胺(TDA)為起始劑，和有機酸化合物做中和反應(yīng)得到出OH-值是390的多元醇B40-50公斤和；把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是450的多元醇G30-40公斤和；及把作用基是8的蔗糖和作用基是3的丙三醇混合制成的OH-值是430的多元醇H20-30公斤組成的多元醇混合物100公斤。(2)水2.0公斤；(3)凝膠催化劑A0.6公斤；膨脹催化劑B0.4公斤及三聚催化劑E0.5公斤組成的催化劑混合物1.5公斤；(4)硅樹脂界面活性劑2.0公斤；(5)PFA(聚氟碳)1.0公斤；(6)環(huán)炳烷17公斤；(7)聚乙烯148.2公斤組成的剛性聚氨酯泡沫體得到用組成物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1及權(quán)利要求2所述成分，其特征是得到高粘合力的剛性聚氨酯泡沫體。
全文摘要
本發(fā)明提供提高粘合力的剛性聚氨酯泡沫體[rigid polyurethane foam]得到用組成物及從那里得到的聚氨酯泡沫體。本發(fā)明的輕質(zhì)聚氨酯發(fā)泡劑得到用組成物是物理性發(fā)泡劑，使用環(huán)炳烷[cyclopentane]系列，并得到使用低粘度多元醇基極[polyol base]。沒有損傷其他物質(zhì)特性并增大粘合力。
文檔編號C08J9/00GK1530381SQ03119798
公開日2004年9月22日 申請日期2003年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月12日
發(fā)明者樸一雄 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司