泡沫塑料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基于聚合材料的合成絕熱性泡沫塑料。這些泡沫塑料可由熱塑性樹脂如聚苯乙烯或聚乙烯制得，或者可由生成熱固型聚合物泡沫塑料的更基本的有機分子如苯酚和甲醛或異氰酸酯和多元醇制得。本發(fā)明主要還涉及這些閉孔泡沫塑料的制備方法。
【背景技術】
[0002]已發(fā)現(xiàn)合成的絕熱性泡沫塑料在現(xiàn)代社會中有各種應用。這些泡沫塑料最大量的應用之一是在建筑領域，作為墻壁、屋頂、地下室等的絕熱材料。這些泡沫塑料更專門的應用包括冷凍設備、管線、導管、汽車、航空和航天以及船舶工業(yè)。
盡管絕熱性泡沫塑料的應用不斷擴大以及產(chǎn)量不斷增加，但是最近10年內(nèi)其絕熱性質(zhì)，特別是長期絕熱性質(zhì)沒有改進，而且由于改變成使用環(huán)境友好的發(fā)泡劑還造成一些不利影響。但是，在這些泡沫塑料，特別是低密度的品種的絕熱性質(zhì)方面的改進將節(jié)省大量的能源，減少化石燃料的消耗費，同時由于化石燃料燃燒生成的溫室氣體的減少而改善了環(huán)境。
[0003]因此，業(yè)界目前急需一種環(huán)保安全的泡沫塑料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術中存在的技術缺陷，我們現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一種生產(chǎn)有改進傳熱性的絕熱性泡沫塑料的方法。該法使用含有成膜涂料的發(fā)泡劑。涂料混合或溶解在發(fā)泡劑中。在發(fā)泡過程中，形成閉孔，每一泡孔有內(nèi)表面。在發(fā)泡過程中，涂料還連續(xù)涂覆到每一泡孔的內(nèi)表面上。由于這一成膜涂層，對空氣進入以及絕熱氣體排出形成屏障。涂層和孔壁相當于多層屏障膜。
將無機的、有機的、低聚的或聚合的，以及合成的或天然得到的液體或固體涂料與發(fā)泡劑混合或溶于發(fā)泡劑，發(fā)泡劑隨后用于發(fā)泡泡孔結構。泡孔結構由無機的、有機的或聚合材料產(chǎn)生，它們不溶于涂料或在涂料有很有限的溶解性。在發(fā)泡過程中，當泡孔結構如窗和支架形成時，涂料從發(fā)泡劑的氣相中沉積出來，并在泡孔結構表面形成膜層。在本發(fā)明使用的發(fā)泡劑可為各種CFCs、HCFCs, HFCs，無機氣體如C02、N2，烷烴或任何其他用于使泡孔材料膨脹的試劑。在這一方法中形成的層狀結構比已知的泡沫塑料材料有較低的氣體滲透性，因此阻止空氣進入和發(fā)泡劑損失以及減少絕熱值損失。我們的方法改進了泡孔材料的熱性質(zhì)(特別是老化熱性質(zhì))。該法還可在一定密度下改進泡孔材料的機械性質(zhì)。本發(fā)明在非CFC發(fā)泡劑有高溶解能力和/或低沸點的場合下改進非CFC發(fā)泡的泡沫塑料的加工。一種泡沫塑料的制備方法，該方法包括以下步驟:
a.提供發(fā)泡組合物；
b.發(fā)泡劑，其中發(fā)泡劑含有成膜添加劑；以及
c.將該組合物混合以便引發(fā)發(fā)泡，生成有涂覆的泡孔的絕熱性泡沫塑料，每一泡孔有內(nèi)表面，涂料連續(xù)涂覆泡孔的內(nèi)表面；以及 d.使泡沫塑料固化成密度為0.8-3.0鎊/英尺3 (8.009-48.055公斤/米3)，其中有經(jīng)涂覆的泡孔的泡沫塑料的導熱性小于0.200BTUX吋小時―1英尺_2F4 (0.029瓦/米.K)。
[0005]其中，泡沫塑料組合物由熱塑性的組合物或熱固性的組合物制成，由酚醛樹脂制成。
[0006]其中，泡沫塑料組合物這樣一種可熔酚醛樹脂制成，它基本上不含游離甲醛，其含水量為4-8%，40°C下的粘度為5000至40000厘泊(5_40帕?秒)，其中生成的泡沫塑料組合物為閉孔可熔酚醛樹脂泡沫塑料。
[0007]其中，泡孔壁和成膜涂層構成多層屏障膜，泡孔壁和孔膜涂層屏障空氣進入和絕熱氣體排出閉孔的內(nèi)部。
[0008]一種泡沫塑料，它由以下組分制成:
a.發(fā)泡組合物；
b.發(fā)泡劑，其中發(fā)泡劑含有成膜的涂料；以及該絕熱泡沫塑料有經(jīng)涂覆的泡孔，每一泡孔有內(nèi)表面，成膜的涂料連續(xù)涂覆閉孔的內(nèi)表面，以及密度為0.8-3.0鎊/英尺3 (8.009-48.055公斤/米3)，其中有經(jīng)涂覆的泡孔的泡沫塑料的導熱性小于0.200BTUX吋小時η英尺卞1 (0.029瓦/米.K)。
[0009]其中，泡沫塑料組合物是熱塑性組合物或熱固性組合物。
[0010]其中，泡沫塑料組合物這樣一種可熔酚醛樹脂制成，它基本上不含游離甲醛，其含水量為4-8%，40°C下的粘度為5000至40000厘泊(5_40帕?秒)，其中生成的泡沫塑料組合物為閉孔可熔酚醛樹脂泡沫塑料。
[0011]優(yōu)選的，所述涂料是聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙二醇。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的泡沫塑料具有更好的導熱性，安全環(huán)保，具有很好的應用前景。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步詳細的描述說明。
[0014]實施例1 可熔酚醛樹脂的制備
在這些泡沫塑料的生產(chǎn)中使用的可熔酚醛樹脂使用的甲醛:酚(F/P)摩爾比為2.3: 1，使用52%的甲醛和99%的酚。反應在使用50%苛性熔液的堿性條件下、在升溫下進行。當樹脂的Ostwald粘度達到62厘沱(6210-6米2/秒)(在25°C下測量)時，將反應物冷卻，并用50%芳族磺酸水溶液中和。脲作為甲醛清除劑加入，含量為殘留甲醛的77%(摩爾)。將樹脂通過薄膜蒸發(fā)器，使含水量從約30%下降到4-8%。然后加入熔融態(tài)的環(huán)氧乙烷基非離子型表面活性劑Pluronic F-127 (BASF)，其量為樹脂的3.5% (重量)，混合到樹脂中，形成均勻的混合物。樹脂的最終粘度為9000-12000厘泊(9-12帕?秒)(在40°C下測量)。
[0015]實施例2
無發(fā)泡劑添加物-標準泡沫塑料
我們制備了含52.25份酚醛樹脂(甲醛:酚比為2.3: 1，游離水6.5%，粘度12000厘泊(12 帕?秒))。它與 2.75 份 Harfoam PI (HuntsmanChemical Company)和 PluronieF-127 (BASF)的等混物預先共混。
將17份HCFC141b (Atochem)在杯中共混到上述物料中。在劇烈攪拌下將5份由間苯二酚、二乙二醇和二甲苯磺酸與甲苯磺酸的混合物的共混物組成的催化劑迅速加入。此時，將共混料進入密閉的8吋X8吋X2吋(203毫米X203毫米X51毫米)模中。將模密封，并在80°C下放置20分鐘。
[0016]從熱模中取出生成的泡沫塑料，并在室溫下貯存5天，此時，發(fā)現(xiàn)導熱性為0.262BTUX吋小時-1英尺-2F-1 (0.038瓦/米-K)，其密度為1.5鎊/英尺3 (24公斤/米3)。該泡沫塑料有很粗的結構，平均泡孔尺寸為280微米。
[0017]實施例3
發(fā)泡劑中I %聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
在28°C下，在密閉容器中，將I份聚甲基丙烯酸甲酯(平均麗為120000Aldrich)溶于99 份 HCFC141b(Atochem)中(a)。
[0018]按實施例2制得泡沫塑料，不同的是使用11份制備的發(fā)泡劑和添加劑(a)。
[0019]生成的泡沫塑料有細的泡孔結構，導熱性為0.144BTU X吋小時―1英尺―午―1(0.021瓦/米.K)，其密度為1.5鎊/英尺3 (24公斤/米3)。SEM光譜表明材料在泡孔壁和支架上有多層。
需要說明的是，以上較佳實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所作出各種變換或變型，均屬于本發(fā)明的范疇。
【主權項】
1.一種泡沫塑料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: a.提供發(fā)泡組合物； b.發(fā)泡劑，其中發(fā)泡劑含有成膜添加劑；以及 c.將該組合物混合以便引發(fā)發(fā)泡，生成有涂覆的泡孔的絕熱性泡沫塑料，每一泡孔有內(nèi)表面，涂料連續(xù)涂覆泡孔的內(nèi)表面；以及 d.使泡沫塑料固化成密度為0.8-3.0鎊/英尺3 (8.009-48.055公斤/米3)，其中有經(jīng)涂覆的泡孔的泡沫塑料的導熱性小于0.200BTUX吋小時―1英尺_2F4 (0.029瓦/米.K)。2.根據(jù)權利要求1所述的泡沫塑料的制備方法，其特征在于，泡沫塑料組合物由熱塑性的組合物或熱固性的組合物制成，由酚醛樹脂制成。3.根據(jù)權利要求2所述的泡沫塑料的制備方法，其特征在于，泡沫塑料組合物這樣一種可熔酚醛樹脂制成，它基本上不含游離甲醛，其含水量為4-8%，40°C下的粘度為5000至40000厘泊(5-40帕.秒)，其中生成的泡沫塑料組合物為閉孔可熔酚醛樹脂泡沫塑料。4.根據(jù)權利要求2所述的泡沫塑料的制備方法，其特征在于，泡孔壁和成膜涂層構成多層屏障膜，泡孔壁和孔膜涂層屏障空氣進入和絕熱氣體排出閉孔的內(nèi)部。5.一種泡沫塑料，其特征在于，它由以下組分制成: a.發(fā)泡組合物； b.發(fā)泡劑，其中發(fā)泡劑含有成膜的涂料；以及該絕熱泡沫塑料有經(jīng)涂覆的泡孔，每一泡孔有內(nèi)表面，成膜的涂料連續(xù)涂覆閉孔的內(nèi)表面，以及密度為0.8-3.0鎊/英尺3 (8.009-48.055公斤/米3)，其中有經(jīng)涂覆的泡孔的泡沫塑料的導熱性小于0.200BTUX吋小時η英尺卞1 (0.029瓦/米.K)。6.根據(jù)權利要求5所述的泡沫塑料，其特征在于，泡沫塑料組合物是熱塑性組合物或熱固性組合物。7.根據(jù)權利要求5所述的泡沫塑料，其特征在于，泡沫塑料組合物這樣一種可熔酚醛樹脂制成，它基本上不含游離甲醛，其含水量為4-8%，40°C下的粘度為5000至40000厘泊(5-40帕.秒)，其中生成的泡沫塑料組合物為閉孔可熔酚醛樹脂泡沫塑料。8.根據(jù)權利要求5所述的泡沫塑料，其特征在于，所述涂料是聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙二醇。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泡沫塑料及其制備方法，該方法包括以下步驟：a.提供發(fā)泡組合物；b.發(fā)泡劑，其中發(fā)泡劑含有成膜添加劑；以及c.將該組合物混合以便引發(fā)發(fā)泡，生成有涂覆的泡孔的絕熱性泡沫塑料，每一泡孔有內(nèi)表面，涂料連續(xù)涂覆泡孔的內(nèi)表面；以及d.使泡沫塑料固化成密度為0.8-3.0磅/英尺3(8.009-48.055公斤/米3)，其中有經(jīng)涂覆的泡孔的泡沫塑料的導熱性小于0.200BTU×吋小時-1英尺-2F-1(0.029瓦/米·K)。生成泡沫塑料的發(fā)泡劑含有成膜的涂料,它涂覆在泡沫塑料泡孔的內(nèi)表面。本發(fā)明的經(jīng)涂覆的泡沫塑料有更好的導熱性，安全環(huán)保，具有很好的應用前景。
【IPC分類】C08L61/06, C08J9/14, C08G8/08, C08J7/04, C08L33/12
【公開號】CN104927295
【申請?zhí)枴緾N201510273577
【發(fā)明人】施勇
【申請人】海門市明陽實業(yè)有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月26日