專利名稱：用作保溫材料的開孔硬質聚氨酯泡沫塑料的制造方法
泡沫塑料的制造方法本發(fā)明涉及制造開孔硬質泡沫塑料的新方法以及它們作為真空保溫裝置的填充材料和氣密、閉合、充氣的泡沫塑料的應用。
由于人們對氯氟烴(CFCs)的關注日益增加，最近的文獻中報道了一些制造開孔硬質聚氨酯泡沫塑料的方法。新的保溫材料和技術正在探索和試驗之中。
EP-A0,188,806描述了用于制造真空鑲板的開孔硬質聚氨酯泡沫塑料，它是由特定的異氰酸酯與特定的多元醇連同特定的穩(wěn)定劑、開孔劑和作為發(fā)泡劑的一氟三氯甲烷(R11)反應制備的。因為據信R11會破壞大氣的臭氧層，所以EP-A0,581,191公開了用HCFC(即一種含氫的氯氟烴)或二氯甲烷作發(fā)泡劑制造開孔硬質聚氨酯泡沫塑料的方法。
不用發(fā)泡劑制造開孔硬質聚氨酯泡沫塑料的方法也已在探索之中。
對于僅有空氣成分的氣體(如氧、氨或二氧化碳)釋放到大氣中的方法也進行了研究。這種方法之一公開于EP-A0,567,027中。在EP-A0,567,027中發(fā)泡劑是由水產生的CO2。但是，即使是用所公布的特定配方，得到的開孔率僅有90-96％。
但是，正如EP-A0,581,191所述(見第3頁)，這些值完全不適用于真空鑲板技術。含有少量殘留氣體的真空板隨著氣體的擴散最終將失去高真空。
本發(fā)明的一個目的是提供一種完全開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料的制造方法。
本發(fā)明另一個目的是提供一種由常規(guī)的硬質聚氨酯泡沫塑料制造開孔的硬質泡沫塑料的方法。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種由全部或部分閉孔或甚至基本上開孔的硬質泡沫塑料制造完全開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料的方法。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種不限定具體原料或具體助劑的制造完全開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料的方法。
本發(fā)明還有一個目的是提供特別適用于制造保溫板和保溫泡沫塑料的完全開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料。
這些和其它一些對本領域技術人員來說顯而易見的目的是通過對有閉孔的硬質聚氨酯泡沫塑料施加外壓來達到的。
本發(fā)明涉及完全開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料的制造方法。在這個方法中，通過施加外壓將閉孔或部分閉孔的硬質聚氨酯泡沫塑料轉變成開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料。這里所用的術語“完全開孔的”意指開孔率大于96％，相應于確定開孔率的方法的精確度內的完全開孔的情況。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，作為本發(fā)明方法的原料的閉孔或部分閉孔的硬質聚氨酯泡沫塑料是在模具中按本領域技術人員熟知的任何模制技術制造的。模具壁最好能對模具中的閉孔硬質泡沫塑料形成一個氣密阻隔層(如膜或涂層)。通過施加外部壓力將仍然在模具中的泡沫塑料的閉孔打開。
本發(fā)明也涉及用本發(fā)明的方法制造的開孔硬質聚氨酯泡沫塑料。這些開孔硬質泡沫塑料特別適合用作真空保溫板的填充材料，當它們在抽空(即打開泡沫塑料的孔壁)前涂敷了一層由塑料或金屬制成的氣密膜、或由塑料以及金屬的復合膜或玻璃或陶瓷材料制成的氣密膜時尤為如此。
本發(fā)明的泡沫塑料也可用作耐收縮的保溫泡沫塑料；當泡沫塑料的閉孔被打開后充入比空氣重的保溫氣體(優(yōu)選實際上不溶于泡孔材料的重保溫氣體)后可作為氣密保溫板的填充材料；作為保溫材料用于冰箱、冷藏車、冷凍箱、冷凍車、容器、冷凍貨柜、冷藏柜、熱水容器和用于工業(yè)建設和配熱系統(tǒng)的容器。
本發(fā)明也涉及一種真空保溫板，它由下列物質組成a)按本發(fā)明得到的開孔硬質聚氨酯泡沫塑料和b)由b1)塑料或金屬或由b2)塑料及金屬的復合膜或b3)玻璃組合物或b4)陶瓷組合物構成的氣密性涂膜。
本發(fā)明還涉及一種填充有比空氣重的保溫氣體的保溫板，它由下列物質組成a)通過對閉孔的硬質泡沫塑料施加外壓制得的開孔硬質聚氨酯泡沫塑料和b)由b1)塑料或金屬或由b2)塑料及金屬的復合膜或b3)玻璃組合物或b4)陶瓷組合物構成的氣密性涂膜。
令人非常驚奇的是，在按本發(fā)明進行壓力處理時泡沫塑料并不破裂。對閉孔硬質泡沫塑料施加外壓僅僅造成由于孔壁開裂而形成的所需的完全開孔。這就是說，孔壁仍然存在，但是這些孔壁因開裂而開通。
與本發(fā)明相反，在制造開孔聚氨酯泡沫塑料的先有技術方法的最后階段，孔壁通過“吹除”被破壞。
用不同方法制造的開孔泡沫塑料的保溫性能有很大差別。如果孔壁只是通過開裂而開通(例如本發(fā)明的情況)，孔內氣體的有效自由路程長度主要限于孔的直徑范圍。這種自由路程長度限制可以改進保溫效果。這種改進的保溫效果使本發(fā)明的泡沫塑料尤其適用于真空鑲板技術。
如果本發(fā)明的開孔硬質聚氨酯泡沫塑料的孔內充有重氣體(即比空氣重的氣體)，如重稀有氣體、有機揮發(fā)性氣體、CFC或碳氟化合物，它們也可用作處在常壓或高真空和常壓之間的絕熱板中的保溫材料。
因為CFC發(fā)泡劑通過擴散或在器具毀壞或處理時進入大氣，所以在常規(guī)的保溫材料中不再使用。但是，CFCs用于具有氣密的外涂層的開孔泡沫塑料卻沒有這種問題，因為CFCs不會擴散到大氣中并且在處理時可通過抽空而容易地排出。
用于制造含至少一些閉孔的硬質聚氨酯泡沫塑料的本專業(yè)技術人員所熟知的任何原料都可用來制造用于本發(fā)明的實施的閉孔泡沫塑料。制造閉孔硬質聚氨酯泡沫塑料的方法和材料公開于例如《合成塑料手冊))，VII卷“聚氨酯”，G.Oertel編(出版商Carl Hanser，Munich，1993)，第267頁。
用作實施本發(fā)明的原料的閉孔或部分閉孔的硬質泡沫塑料通常的松密度在約20至約200kg/m3的范圍內，優(yōu)選為約30至約100kg/m3。
在本發(fā)明中通過施加外壓(例如在壓力室中)將閉孔硬質泡沫塑料轉變成相應的完全開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料。所施壓力的大小和施壓時間取決于所用的具體閉孔硬質泡沫塑料。施加壓力的大小和持續(xù)時間可通過簡單的預備實驗很容易確定。通常，壓力為約2至約20巴，時間為約1至約60秒是足夠的。
在描述了本發(fā)明以后，通過下面的實施例進一步說明本發(fā)明。除非另有說明，實施例中所有的份數和百分數均是重量份和重量百分數。
實施例1將松密度為50kg/m3、閉孔百分數大于90％(DIN-ISO 4590)的常規(guī)硬質聚氨酯泡沫塑料置于1巴的超壓下5秒鐘。然后測定開孔百分數，所得值大于96％，這個值在測定開孔率所用方法的精度范圍內相應于完全開孔的情況。將停留時間延長至10秒、2分鐘、10分鐘或30分鐘，所得泡沫塑料的開孔度相同。
實施例2將與實施例1相同的泡沫塑料置于10巴壓力下，對于第一個試樣，壓力的增加在5秒鐘內完成，第二個試樣在2分鐘內完成，第三個試樣在30分鐘內完成。三個試樣的開孔率相同，均在96％以上。
實施例3將松密度為24kg/m3和34kg/m3、閉孔率大于90％的常規(guī)硬質泡沫塑料在5秒鐘內加壓至10巴，并保壓10分鐘。每種泡沫塑料的開孔率均在96％以上。
雖然為了說明的目的，前面已對本發(fā)明作了詳細的描述，但是應該理解，這種詳述只是為了說明的目的，本領域技術人員可在權利要求所限的范圍內，在不偏離本發(fā)明的精神實質和范圍的情況下進行各種變動。
權利要求
1.一種制造完全開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料的方法，該方法包括對閉孔或部分閉孔的硬質聚氨酯泡沫塑料施加外壓。
2.權利要求1的方法，其中在施加外壓時閉孔或部分閉孔的硬質聚氨酯泡沫塑料處在模具內。
3.權利要求2的方法，其中在施加外壓前使閉孔泡沫塑料具有氣密阻隔層。
4.一種真空保溫板，其制法如下a)對閉孔或部分閉孔的硬質聚氨酯泡沫塑料施加外壓，形成開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料，b)用一種使開孔泡沫塑料不透氣的材料涂敷a)中制成的開孔泡沫塑料。
5.一種制造氣密性保溫板的方法，該方法包括a)抽空權利要求4的保溫板b)將一種比空氣重的氣體充入真空板中。
6.權利要求5的方法，其中保溫氣體相對來說不溶于制備保溫板的開孔泡沫塑料。
7.權利要求6的方法，其中用來制造保溫板的涂敷材料選自塑料、塑料復合物、金屬、金屬復合物、玻璃組合物和陶瓷材料。
8.權利要求4的保溫板，其中用于涂敷開孔硬質泡沫塑料的材料選自塑料、塑料復合物、金屬、金屬復合物、玻璃組合物和陶瓷材料。
全文摘要
通過對閉孔或部分閉孔的硬質聚氨酯泡沫塑料施加外壓來制造完全開孔的硬質聚氨酯泡沫塑料。這些開孔泡沫塑料可用作保溫板的填充材料或用作保溫泡沫塑料。
文檔編號B29C67/20GK1126138SQ9510553
公開日1996年7月10日 申請日期1995年5月26日 優(yōu)先權日1994年5月27日
發(fā)明者R·韋爾特, H·-J·索爾 申請人:拜爾公司