[发明专利]无氟改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料

说明书

本发明涉及一种无氟改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料。

聚异氰脲酸酯泡沫塑料是指分子结构中含有异氰脲酸酯环的泡沫塑料，系聚氨酯系列产品。它所用的原料和成型方法与聚氨酯硬质泡沫基本相同。但耐热性和耐火焰惯穿性均比聚氨酯好，且燃烧时，发烟量低。如果纯使用聚异氰脲酸酯，它的交联密度高，性能极脆。为克服它的缺点，本研究采用适量的聚氨酯改性聚异氰脲酸酯。

聚氨酯硬质泡沫塑料是所有高分子材料中绝热性能最好的，制品具有质轻、强度高、导热系数低，耐油、耐水、耐化学试剂的优点。配方灵活，成型工艺简单，生产周期短，所以被广泛应用在冰箱、冰柜、建筑、交通、石油化工管道、冷库、军用航空等领域做保温材料。

聚氨酯硬泡的发泡剂通常使用F₁₁(CCl₃F)。但科学研究发现，氯氟烃类(氟利昂)物质能破坏臭氧层并引起温室效应。1987年实施保护臭氧层的蒙特利尔国际公约，规定在2010年前将先后禁止生产和使用F₁₁。近十多年来替代F₁₁物质的开发研制已是世界性热门课题，约有数十种替代品问世。目前联合国环保署推广的是141b(CH₃CCl₂F)和环戊烃。141b仍属氟利昂类物质，它对臭氧层的破坏约是F₁₁的1/10，所以只是过度性替代。美已决定2003年禁用，日本2004年禁用。环戊烷替代F₁₁已是成熟的技术，但因它能与空气形成爆炸混合物，环戊烷在聚醚中溶解度很小，所以，生产设备需有防爆系统和加压装置。设备投资巨大，在我国普遍推广尚有困难。近年美国联信公司研制的R-245fa和R-356mffm进展较快，预计2002～2003年能工业化，但价格昂贵。

本发明的目的在于提供一种成本低，使用方便，在不改动原有设备的情况下就可以生产的无氟改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料。发泡剂是不含氯氟烃的复合发泡剂，原料立足国产，成本低，不需追加新的设备。产品绝热性、机械性能、尺寸稳定性，阻燃性等，可加各种改性剂使其综合性能达到或超过F₁₁发泡体系泡沫质量标准。

本发明的目的是这样实现的：

将低粘度、高羟值聚醚与一定量的匀泡剂、催化剂、发泡剂、改性剂、稳定剂混合，充分搅拌，即为A组分。再将一定量的A组分与一定量的B组分混合，强力搅拌发泡就可制得无氟改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料。配方如下：

A组分  聚醚多元醇    60～80份

       聚酯多元醇    40～20份

       匀泡剂        1～8份

       催化剂1       1～15份

       氨复合催化剂  0～10份

       催化剂2       0.5～3份

       发泡剂        2～30份

       改性剂        5～40份

(以上为重量份)

B组分 异氰酸酯(指数1.1～1.9)

本发明采用不同官能度的聚醚、聚酯多元醇混合，目的是提高制品的尺寸稳定性。复合催化剂体系是为改变异氰酸酯的结构，适量的改性剂的加入为降低导热系数，提高阻燃性，提高机械强度，复合发泡剂的使用，水是化学发泡剂，反应放热，使后固化缓慢。用醚、酮类低沸点化合物，做物理发泡剂，其蒸发过程吸热，可带走一些水与异氰酸酯的反应热。

反应原理

(一)羟基化合物与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯：

(二)发泡反应(异氰酸酯与水反应生成CO₂)

此过程放热，可使低沸点的醚、酮变成气体，一起形成泡沫体，

(三)异氰酸酯在催化剂作用下形成异氰脲酸酯环：

(四)适量的聚氨酯改性聚异氰脲酸酯：

可根据不同的工艺条件，对配方做改动。

一般手工浇注发泡时间可控制在40～45秒，固化时间约65～100秒。

无氟改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料制作步骤：

(1)环境温度高于20℃

(2)料温：B异氰酸酯25℃左右

         A组分：20～25℃

         模具温度：40～50℃

将模具喷上一层脱膜剂。将一定量的A组分与一定量的B组分料放在容器中强力搅拌(约1600转/分)8～10秒钟，注入模腔，3～5分钟可脱模，即为成品。

本发明的特点：

1、复合发泡剂是全无氟的混合物，符合环保要求；