本發(fā)明屬于發(fā)泡保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種三元組合發(fā)泡劑、采用該三元組合發(fā)泡劑制成的聚氨酯硬質(zhì)泡沫以及該聚氨酯硬質(zhì)泡沫的制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電冰柜采用單組份烷烴物理發(fā)泡劑，發(fā)泡時(shí)異氰酸酯和聚醚多元醇發(fā)生反應(yīng)后形成聚氨酯硬質(zhì)泡沫，導(dǎo)熱系數(shù)偏高，抗壓強(qiáng)度較低，泡沫制品芯密度大，原材料消耗量多，生產(chǎn)節(jié)拍較慢，造成了較高的制造成本。
目前，部分電冰柜的制造采用多組份物理發(fā)泡劑，如戊烷加五氟丙烷混合發(fā)泡工藝，利用第三代發(fā)泡劑HFC-245fa（分子式CF3CH2CF2H ）的低沸點(diǎn)（15.3℃）及其對導(dǎo)熱系數(shù)的明顯降低作用，使其與低成本戊烷發(fā)泡劑進(jìn)行合適比例的混合，從而達(dá)到降低泡沫導(dǎo)熱系數(shù)及產(chǎn)品灌注量目的。
雖然上述部分電冰柜的制造采用多組分物理發(fā)泡劑工藝，可降低導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)減少注射料量，但第三代發(fā)泡劑HFC-245fa（分子式CF3CH2CF2H ）的GWP（地球溫暖潛值）偏高，其不夠環(huán)保的特質(zhì)導(dǎo)致其在被高含量應(yīng)用時(shí)受到不同地域環(huán)保法規(guī)限制，而且HFC-245fa價(jià)格較高，并且在未來被淘汰的幾率很高，致使產(chǎn)品競爭力較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
為此，本發(fā)明的第一個(gè)方面的目的在于，提供一種導(dǎo)熱系數(shù)小、成本較低的聚氨酯硬質(zhì)泡沫的三元組合發(fā)泡劑。
本發(fā)明的第二個(gè)方面的目的在于，提供一種采用上述三元組合發(fā)泡劑制成的聚氨酯硬質(zhì)泡沫。
本發(fā)明的第三個(gè)方面的目的在于，提供上述聚氨酯硬質(zhì)泡沫的一種制造方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
一方面，本發(fā)明提供一種三元組合發(fā)泡劑，包括以下三種質(zhì)量份的組分：環(huán)戊烷9-1質(zhì)量份，異戊烷5-1質(zhì)量份，三氟一氯乙烯LBA 2-32質(zhì)量份。
優(yōu)選地，三元組合發(fā)泡劑的重量份配方，環(huán)戊烷9份，異戊烷4.5份，三氟一氯乙烯LBA 3.5份。
另一方面，本發(fā)明還提供一種聚氨酯硬質(zhì)泡沫，包括以下質(zhì)量份的組分：組合聚醚100份、上述的三元組合發(fā)泡劑10-26份，異氰酸酯（PMDI）120-150份。
其中異氰酸酯（PMDI）為黑料，組合聚醚+發(fā)泡劑為白料，白料與黑料之間的質(zhì)量配比1:1.16-1.28。
優(yōu)選地，環(huán)戊烷和異戊烷合計(jì)8-14份，三氟一氯乙烯LBA 3-10份。
本發(fā)明提出了一種多元混合技術(shù)制備聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的方法。
組合聚醚由聚醚多元醇單體和水、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑等混合制備而成，稱為干白料，是目前市面上常見的用來制作聚氨酯硬質(zhì)泡沫的主要原料。
發(fā)泡劑為環(huán)戊烷、異戊烷和三氟一氯乙烯LBA（分子式CF3-CH=CHCl）組成混合而成。
再一方面，本發(fā)明還提供一種聚氨酯硬質(zhì)泡沫的制造方法，包括以下步驟：
S1組合聚醚通過輸送泵輸送至靜態(tài)混合器；
S2 將環(huán)戊烷、異戊烷用循環(huán)泵輸送至靜態(tài)混合器中，將三氟一氯乙烯LBA用循環(huán)泵輸送至靜態(tài)混合器中，上述混合物在靜態(tài)混合器中均勻混合，控制溫度18-25℃，壓力1-6bar；
S3將靜態(tài)混合器中的混合物和異氰酸酯混合均勻，然后使用高壓發(fā)泡機(jī)注入電冰柜內(nèi)，發(fā)泡反應(yīng)，溫度18-22℃，壓力110-150bar，制得聚氨酯硬質(zhì)泡沫。
泡沫塑料的導(dǎo)熱率一般由氣體導(dǎo)熱、固體結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱、輻射導(dǎo)熱等三個(gè)傳熱部分組成： λ泡沫=λ氣體（50%）+λ固體（20%）+λ輻射（30%），其中發(fā)泡劑占主導(dǎo)影響，λ輻射受泡孔結(jié)構(gòu)影響很大，泡孔越細(xì)，λ輻射降低越多；三氟一氯乙烯LBA由于其低沸點(diǎn)（19.0℃）屬性，其蒸氣導(dǎo)熱系數(shù)較低，環(huán)異戊烷與三氟一氯乙烯LBA進(jìn)行合適比例的混合發(fā)泡，可使得泡孔更加細(xì)膩，泡孔尺寸分布均勻，降低導(dǎo)熱率。
該發(fā)明三元組合發(fā)泡劑，利用了第四代發(fā)泡劑三氟一氯乙烯LBA（分子式CF3-CH=CHCl）的低沸點(diǎn)（19℃）和環(huán)保優(yōu)勢，采用低含量的三氟一氯乙烯LBA（分子式CF3-CH=CHCl），環(huán)戊烷(一種脂環(huán)烴,分子式 C5H10)/異戊烷(又稱2-甲基丁烷，化學(xué)式為C5H12)/LBA共混物理發(fā)泡體系生產(chǎn)聚氨酯硬質(zhì)泡沫，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測試及工廠小批量驗(yàn)證證明，相較傳統(tǒng)單組份發(fā)泡工藝，導(dǎo)熱系數(shù)降低5-10%，注料量降低約5-10%，加快固化時(shí)間10-15%，提高了發(fā)泡料的流動(dòng)性，滿足全球?qū)Νh(huán)保的要求，是一種全新發(fā)泡工藝技術(shù)。
采用環(huán)戊烷/異戊烷/LBA共混發(fā)泡體系，生產(chǎn)的系列冷柜，經(jīng)整機(jī)測試，能耗降低了5-10%，提升了能耗等級水平，達(dá)到量產(chǎn)的工藝要求。
采用環(huán)戊烷/異戊烷/LBA共混發(fā)泡體系，生產(chǎn)的系列冷柜，相同密度下壓力泡沫強(qiáng)度增強(qiáng)，電冰柜所需泡沫密度可降低，因此可減少電冰柜整機(jī)的注料量，在電冰柜需求量一定時(shí)，減少了原材料的浪費(fèi)，同時(shí)也減少了難處理的聚氨酯硬質(zhì)泡沫的生產(chǎn)，減少了對環(huán)境的污染；
采用環(huán)戊烷/異戊烷/LBA共混發(fā)泡體系，生產(chǎn)的系列冷柜，泡沫的固化時(shí)間縮短10-15%，提高了生產(chǎn)效率。
采用環(huán)戊烷/異戊烷/LBA共混發(fā)泡體系在海爾冷柜上使用的結(jié)果表明，具有節(jié)能、環(huán)保、性價(jià)比高等特點(diǎn)。達(dá)到同類技術(shù)國際領(lǐng)先水平。
此三元發(fā)泡工藝可有效降低聚氨酯泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)，降低電冰柜能耗；相同密度下壓力泡沫強(qiáng)度增強(qiáng)，電冰柜所需泡沫密度可降低，因此可減少電冰柜整機(jī)的注料量，在電冰柜需求量一定時(shí)，減少了原材料的浪費(fèi)，同時(shí)也減少了難處理的聚氨酯硬質(zhì)泡沫的生產(chǎn)，減少了對環(huán)境的污染；泡沫的固化時(shí)間縮短10-15%，提高了生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1
聚氨酯硬質(zhì)泡沫的質(zhì)量份配方：
白料：組合聚醚100份，環(huán)戊烷9份，異戊烷4.5份，三氟一氯乙烯LBA 3.5份；
黑料：異氰酸酯（PMDI）137份。
聚氨酯硬質(zhì)泡沫的制造步驟如下：
S1組合聚醚通過輸送泵輸送至靜態(tài)混合器；
S2 將環(huán)戊烷、異戊烷用循環(huán)泵輸送至靜態(tài)混合器中，將三氟一氯乙烯LBA用循環(huán)泵輸送至靜態(tài)混合器中，上述混合物在靜態(tài)混合器中均勻混合，控制溫度22℃，壓力2bar；
S3將靜態(tài)混合器中的混合物和異氰酸酯混合均勻，然后使用高壓發(fā)泡機(jī)注入電冰柜內(nèi)，發(fā)泡反應(yīng)，溫度20℃，壓力130bar，制得聚氨酯硬質(zhì)泡沫。
在實(shí)際操作步驟中，發(fā)泡劑中的環(huán)戊烷和異戊烷預(yù)混后泵送至混合器，三氟一氯乙烯LBA單獨(dú)泵送至混合器，然后再與組合聚醚混合。
本實(shí)施例中，制成的聚氨酯泡沫的平均芯密度為30.0kg/m3，平均抗壓強(qiáng)度183kpa，最低抗壓強(qiáng)度160kpa，平均收縮率0.9%，最大收縮率3.1%，導(dǎo)熱系數(shù)為18.9mW/m·k，與現(xiàn)有的聚氨酯泡沫相比，其平均芯密度更低，抗壓強(qiáng)度高，收縮率低，同體積的聚氨酯泡沫的質(zhì)量更小，所用到的材料更少，且不影響聚氨酯泡沫的質(zhì)量，可降低聚氨酯泡沫的制造成本；聚氨酯泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)也更小，隔熱保溫性能優(yōu)良，提高了由其制成的保溫產(chǎn)品的保溫性能，降低了制冷設(shè)備的能耗；同時(shí)本實(shí)施例提供的聚氨酯泡沫具有較高的壓縮強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。
實(shí)施例2
聚氨酯硬質(zhì)泡沫的質(zhì)量份配方：
白料：組合聚醚100份，環(huán)戊烷8.5份，異戊烷4.5份，三氟一氯乙烯LBA 5.5份；
黑料：異氰酸酯（PMDI）140份。
本實(shí)施例的制造步驟同實(shí)施例1，制得的聚氨酯硬質(zhì)泡沫的平均芯密度為29.8kg/m3，平均抗壓強(qiáng)度171kpa，最低抗壓強(qiáng)度155kpa，平均收縮率1.2%，最大收縮率3.7%，導(dǎo)熱系數(shù)為18.5mW/m·k。
實(shí)施例3
聚氨酯硬質(zhì)泡沫的質(zhì)量份配方：
白料：組合聚醚100份，環(huán)戊烷8.5份，異戊烷4.5份，三氟一氯乙烯LBA 7份；
黑料：異氰酸酯（PMDI）142份。
本實(shí)施例的制造步驟同實(shí)施例1，制得的聚氨酯硬質(zhì)泡沫的平均芯密度為29.4kg/m3，平均抗壓強(qiáng)度166kpa，最低抗壓強(qiáng)度152kpa，平均收縮率1.4%，最大收縮率4.5%，導(dǎo)熱系數(shù)為18.2mW/m·k。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。