專利名稱：一種聚氨酯硬泡泡沫及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種硬泡泡沫及其制備方法，特別涉及一種應用HFC-245fa的聚氨酯硬泡泡沫及其制備方法。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，HFC-245fa(1，1，1，3，3——五氟丙烷)商品化已經(jīng)數(shù)年，人們已知其具有清洗劑、制冷劑、噴霧劑、發(fā)泡劑等多種功能。在實際應用中，但由于其價格較高，作為發(fā)泡劑的功能，只是在部分發(fā)達國家(主要是美國)得到應用。而目前大多冰箱、冷柜企業(yè)使用C-pentane(環(huán)戊烷)作為發(fā)泡劑，但是環(huán)戊烷發(fā)泡泡沫K(導熱系數(shù))值高，絕熱保溫性能差，耗電量也相應增加，不能做到節(jié)省電能的目的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足提供一種聚氨酯硬泡泡沫，聚氨酯硬泡泡沫的發(fā)泡泡沫K(導熱系數(shù))值低，絕熱保溫性能好，起到節(jié)能的效果。
本發(fā)明的另一個目的是上述聚氨酯硬泡泡沫的制備方法，使用該方法能顯著降低發(fā)泡泡沫K(導熱系數(shù))值，降低冰箱耗電量，從而起到節(jié)能的目的。
本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是一種聚氨酯硬泡泡沫，包括聚氨酯原料，其中聚氨酯原料為C-pentane發(fā)泡劑、組合聚醚POL及MDI，在聚氨酯原料(組合聚醚)中加入HFC-245fa，HFC-245fa的加入量為聚氨酯原料總重量的0.5％～3％。
上述各物質的重量份數(shù)具體為組合聚醚POL為100份，MDI為132～140份，C-pentane發(fā)泡劑為10～13份，HFC-245fa為1.5～10份。
本發(fā)明解決上述另一個技術問題的技術方案是一種聚氨酯硬泡泡沫上述聚氨酯硬泡泡沫的制備方法，包括以下步驟(1)將HFC-245fa在低溫下冷卻；(2)按比例與組合聚醚POL進行均勻混合；(3)將上述混合物與C-pentane按比例再進行均勻混合；(4)將上述混合物與與MDI進行發(fā)泡生產(chǎn)。
上述步驟(1)中HFC-245fa的低溫冷卻溫度為10～15℃。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明由于控制HFC-245fa的加入量為聚氨酯原料總重量的0.5％～3％，使得HFC-245fa在冰箱、冷柜聚氨酯保溫層C-pentane(環(huán)戊烷)發(fā)泡體系中作為發(fā)泡助劑即成核劑使用，而非發(fā)泡劑使用，從而達到顯著降低發(fā)泡泡沫K(導熱系數(shù))值，提高其絕熱保溫性能，降低冰箱耗電量，有效的起到節(jié)能的目的。


圖1是現(xiàn)有技術中HFC-245fa單獨作為發(fā)泡劑使用時加入量與導熱系數(shù)K對照表；圖2是本發(fā)明HFC-245fa加入到聚氨酯保溫層C-pentane(環(huán)戊烷)發(fā)泡體系中作為成核劑時，其加入量與導熱系數(shù)的對照表；
圖3是本發(fā)明應用HFC-245fa聚氨酯硬泡泡沫制備方法的具體步驟。
具體實施例方式
本發(fā)明公開一種聚氨酯硬泡泡沫，包括聚氨酯原料，其中聚氨酯原料為C-pentane發(fā)泡劑、組合聚醚POL及MDI，在聚氨酯原料(組合聚醚)中加入HFC-245fa，HFC-245fa的加入量為聚氨酯原料總重量的0.5％～3％，HFC-245fa在該發(fā)泡體系中作為發(fā)泡助劑即成核劑使用。
以下以具體實施例來說明HFC-245fa加入到聚氨酯保溫層C-pentane(環(huán)戊烷)發(fā)泡體系中作為成核劑時與現(xiàn)有的單獨以HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)或單獨以C-pentane作為發(fā)泡劑應用的區(qū)別表1、HFC-245fa作為發(fā)泡劑使用時的用量及泡沫K值實測如下

表2、C-pentane作為發(fā)泡劑使用時的用量及泡沫K值實測如下

表3、C-pentane、HFC-245fa混合使用時的用量及泡沫K值實測如下

表4、HFC-245fa單獨使用、與C-pentane混合使用時的K值對應關系如下

綜合分析比較上述表中數(shù)據(jù)，可以得出如下結論在現(xiàn)行C-pentane發(fā)泡體系中，加入占發(fā)泡原料總重量1-3％的HFC-245fa，泡沫的K值可達到0.0183～0.0192W/m·K水平，接近HFC-245fa作為發(fā)泡劑單獨使用、占發(fā)泡原料總重量10％～12％時的泡沫K值0.0180～0.0190W/m·K；而當HFC-245fa份量達到C-pentane發(fā)泡體系原料總重量3％左右時，K值可達到0.0183～0.0190W/m·K水平；上述條件下的泡沫保溫絕熱性能，明顯優(yōu)于HFC-245fa作為發(fā)泡劑單獨使用、占發(fā)泡原料總重量的6.4％～7.6％的泡沫的K值0.0195～0.0200W/m·K；當HFC-245fa用量占C-pentane發(fā)泡原料總重量的0.5～3％、同時C-pentane用量占發(fā)泡原料總重量4～5.5％時，泡沫的K值達到0.0183～0.0196W/m·K，也明顯優(yōu)于C-pentane作為發(fā)泡劑單獨使用、占發(fā)泡原料總重量的4.96～5.51％時泡沫K值0.0190～0.0199W/m·K的水平。
而之所以如此，是因為HFC-245fa在用量為占發(fā)泡原料總重量0.5～3％時，在PU發(fā)泡體系(現(xiàn)C-pentane和HFC-245fa系統(tǒng))中起到的主要是成核劑的作用；超出3％以上的部分才主要作為發(fā)泡劑發(fā)揮作用。
通常作為PU發(fā)泡成核劑，應有以下基本特征通常是全氟(或多氟)烴的分子結構；常用量為占發(fā)泡原料總重量1～3％；具有使PU泡沫孔徑明顯縮小、泡孔變得均勻、微細的功能；能夠有效而顯著地降低PU泡沫的K值，提高絕熱保溫性能，起到節(jié)能的效果。
綜上所述，HFC-245fa具有成核劑的特征與功能的原因是首先，其分子結構HFC-245fa(1，1，1，3，3——五氟丙烷)的分子結構如下
為典型的多氟烴結構，與目前市場上使用的C-pentane發(fā)泡成核劑的全氟烴結構有相似之處其次，其用量目前C-pentane發(fā)泡常用成核劑用量通常為1％～3％，在添加了成核劑后，普通C-pentane發(fā)泡的K值水平可由0.020W/m·K降低至0.0185～0.0195W/m·K水平，而由上文可知大致相同的HFC-245fa添加量獲得了同樣的效果；此外，在室溫下(20～25℃)，C-pentane氣體的K值為0.0118W/m·K，HFC-245fa氣體的K值為0.0122W/m·K，從理論上講，C-pentane發(fā)泡系統(tǒng)在添加部分HFC-245fa后的泡沫K值應該升高了，但實際結果恰恰相反，K值反而明顯降低了，即是HFC-245fa發(fā)揮了成核劑而非發(fā)泡劑的功效；最后，在電鏡下觀察，比較C-pentane發(fā)泡的泡沫、HFC-245fa/C-pentane發(fā)泡(HFC-245fa占發(fā)泡原料總重量的2～3％)的泡沫，C-pentane泡沫的孔徑為300～500μm，HFC-245fa/C-pentane泡沫的孔徑為100～150μm。電鏡掃描和K值實測結果表明在C-pentane發(fā)泡系統(tǒng)中添加少量HFC-245fa后，泡沫孔徑明顯減小、K值明顯降低，證明了HFC-245fa在C-pentane發(fā)泡體系中對降低泡沫K值所起的作用與常用發(fā)泡成核劑相同都是通過在發(fā)泡過程中形成微小的晶核、從而使泡沫更加均勻、微細，孔徑更小使K值降低，所以含有HFC-245fa泡沫明顯比單獨的C-pentane泡沫均勻、微細，泡沫的實測K值大幅降低。
圖1、圖2示出HFC-245fa在PU發(fā)泡體系中的應用，圖中數(shù)據(jù)和圖表說明，HFC-245fa應用于C-pentane發(fā)泡中，作為成核劑在改善保溫性能、降低K值時，用量在2％～3％(占發(fā)泡原料總重量)時性價比效果最佳，如果繼續(xù)增加HFC-245fa用量，K值的變化不明顯或基本不變。因為再增加的HFC-245fa主要是起發(fā)泡劑的作用，而作為發(fā)泡劑HFC-245fa的K值(0.0122W/m·K)較環(huán)戊烷(0.0118W/m·K)是沒有優(yōu)勢的，所以泡沫的K值也不會有明顯變化。
圖3是本發(fā)明應用HFC-245fa聚氨酯硬泡泡沫的制備方法的具體步驟是將HFC-245fa在低溫房冷卻到10～15℃范圍，然后按比例與組合聚醚POL進行均勻混合，由輸送泵輸入靜態(tài)混合器中，與同時輸送來的環(huán)戊烷C-pentane再按比例進行均勻混合，然后輸送到發(fā)泡生產(chǎn)線，與同時輸送來的MDI通過發(fā)泡機進行發(fā)泡生產(chǎn)。
權利要求
1.一種聚氨酯硬泡泡沫，包括聚氨酯原料，其中聚氨酯原料為C-pentane發(fā)泡劑、組合聚醚POL及MDI，其特征在于在聚氨酯原料中加入HFC-245fa，HFC-245fa的加入量為聚氨酯原料總重量的0.5％～3％。
2.根據(jù)權利要求1所述的聚氨酯硬泡泡沫，其特征在于上述各物質的重量份數(shù)具體為組合聚醚POL為100份，MDI為132～140份，C-pentane發(fā)泡劑為10～13份，HFC-245fa為1.5～10份。
3.根據(jù)權利要求1所述聚氨酯硬泡泡沫的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將HFC-245fa在低溫下冷卻；(2)按比例與組合聚醚POL進行均勻混合；(3)將上述混合物與C-pentane按比例再進行均勻混合；(4)將上述混合物與MDI進行發(fā)泡生產(chǎn)。
4.根據(jù)權利要求3所述的聚氨酯硬泡泡沫的制備方法，其特征在于上述步驟(1)中HFC-245fa的低溫冷卻溫度為10～15℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚氨酯硬泡泡沫及其制備方法，聚氨酯硬泡泡沫包括聚氨酯原料，其中聚氨酯原料為C－pentane發(fā)泡劑、組合聚醚POL及MDI，在聚氨酯原料(組合聚醚)中加入HFC－245fa，HFC－245fa的加入量為聚氨酯原料總重量的0.5％～3％。HFC－245fa在該發(fā)泡體系中作為成核劑使用。本發(fā)明能夠有效而顯著地降低PU泡沫的K值，提高絕熱保溫性能，起到節(jié)能的效果。
文檔編號C08G101/00GK101085827SQ20071002919
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月17日 優(yōu)先權日2007年7月17日
發(fā)明者胡鋒, 游飛越, 吳振燾, 曹家漢, 胡哲 申請人:海信科龍電器股份有限公司, 海信容聲(廣東)冰箱有限公司