專(zhuān)利名稱(chēng)：開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫及其制造方法。也涉及一種絕熱材料或者真空絕熱材料，其包含作為一種成分的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫，這種泡沫可作為絕熱板或高質(zhì)量的外形絕熱材料用于各種用途，例如冷凍和制冷設(shè)備，冰箱，冷藏車(chē)，制冷容器，輸送和貯存液化天然氣和液化石油氣，貯存容器，管覆蓋物，外殼和類(lèi)似狀況。
近來(lái)，為了保護(hù)臭氧層和防止全球變暖而保護(hù)全球環(huán)境的目的，已經(jīng)渴望在各種制造領(lǐng)域少用或不用氟里昂和節(jié)能。因此期望找到一些替代材料。在這些材料中，包括剛性聚氨脂泡沫的絕熱材料是這種替代材料的目標(biāo)之一。
并且，在絕熱材料制造領(lǐng)域各種技術(shù)已被推薦。例如，作為為了實(shí)現(xiàn)不使用氟里昂的技術(shù)，已經(jīng)知道使用水作為發(fā)泡劑的制造方法。此外為了節(jié)能的目的，已經(jīng)推薦例如通過(guò)充填一個(gè)袋而預(yù)制的真空絕熱板結(jié)構(gòu)，該袋由帶有芯材的氣屏金屬塑料層狀薄膜組成，芯材用于保持預(yù)定形狀，例如無(wú)機(jī)粉末或開(kāi)孔體，并且在減壓下密封該袋。
在以上描述的環(huán)境下，因?yàn)橛砷_(kāi)孔組成的剛性聚氨脂泡沫有輕的重量和優(yōu)良的性能，它作為制冷和冷藏的絕熱材料，尤其作為上述真空絕熱板的芯材非常引人注意，其能為防止全球變暖作出貢獻(xiàn)。
例如，日本已審查的專(zhuān)利公報(bào)第63-61589號(hào)，日本專(zhuān)利未審查公開(kāi)號(hào)6-213561，日本熱物理產(chǎn)權(quán)研究會(huì)研究報(bào)告(1989年6月30日)和類(lèi)似的獲得高性能的真空絕熱材料的提議，該材料以通過(guò)使用有較細(xì)的孔尺寸或控制泡沫體內(nèi)的孔的形狀且含水的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫作為芯材。
順便說(shuō)一下，大多數(shù)在上述常規(guī)真空絕熱板中作為芯材使用的剛性聚氨脂泡沫通過(guò)利用稱(chēng)作剛性板泡沫或連續(xù)板模制的雙輸送方法或通過(guò)壓模被制造。
然而，用這些方法獲得的剛性聚氨脂泡沫有一個(gè)表面層，稱(chēng)皮層，其中不能形成開(kāi)孔。因此，開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫必須通過(guò)除去這一皮層才能普遍獲得。此外在上述方法中除去的皮層量達(dá)總量的50％之多。由此產(chǎn)生的廢物對(duì)于保護(hù)全球環(huán)境是有害的，同時(shí)，減少了生產(chǎn)率，并增加了每單位泡沫量的花費(fèi)。此外，上述獲得的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫形狀受限制，缺少表面平滑度，且沒(méi)有取決于使用的足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
另一方面，需要實(shí)施一個(gè)通過(guò)使用循環(huán)加熱空氣干燥爐將從開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫釋放的氣體除去的烘烤處理。然而，即使這樣的烘烤處理之后，氣體要一個(gè)長(zhǎng)的時(shí)間段才能釋出。因此，當(dāng)被用于絕熱材料，特別是用于真空絕熱材料時(shí)，使用用于吸收氣體的吸收劑是必須的。這也導(dǎo)致生產(chǎn)率的降低和相當(dāng)可觀的產(chǎn)品費(fèi)用的增加，其阻礙這些產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用。
在所有前述不使用氟里昂的常規(guī)的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫制造中，水已經(jīng)當(dāng)然地作為發(fā)泡劑使用。然而，這種制造方法在泡沫模制上減少了泡沫的機(jī)械強(qiáng)度且增加了脆性(泡沫的易碎性)，因此目前還沒(méi)獲得高質(zhì)量的模制泡沫。
本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，而提供一種開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫，其能在不除去皮層的情況下使用，從而減少了每單元體積泡沫的費(fèi)用，并且由于它的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)秀的表面平滑度；而且，還提供有這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的制造方法；進(jìn)一步還提供一種絕熱材料，其不導(dǎo)致制造上的浪費(fèi)，并且當(dāng)用于產(chǎn)品例如在冷凍和冷藏設(shè)備中使用前述的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫時(shí)能獲得好的外觀和高的可靠性；以及使用前述的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的真空絕熱材料的制造方法。
為了解決前述問(wèn)題，本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行了精心的研究，結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)通過(guò)調(diào)節(jié)用于開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的材料內(nèi)明確記述的多元醇成分和異氰酸鹽成分的調(diào)配的比率達(dá)到一定的特殊范圍時(shí)，即使皮層存在也能獲得一種表現(xiàn)出非凡的貫穿泡沫整體的高開(kāi)孔含量的泡沫。這樣，就完成了本發(fā)明。
也就是說(shuō)，本發(fā)明提供的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫通過(guò)對(duì)包含多元醇成分、異氰酸鹽成分和發(fā)泡劑的發(fā)泡成分的泡沫模制而制成，其中在皮層被保留在泡沫上時(shí)泡沫有不少于99％的開(kāi)孔含量。
本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的特殊例子包括一種有上述特性的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫，其中構(gòu)成泡沫一部分的表面層厚0.5mm，從表面到泡沫的內(nèi)部的密度約為除表面層以外構(gòu)成泡沫另一部分的芯部分的密度的0.9-1.5倍，表面層和芯部分有不少于99％的開(kāi)孔含量。
根據(jù)本發(fā)明還提供了一種制造前述本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的方法，其包括泡沫模制包含多元醇成分、異氰酸鹽成分和發(fā)泡劑的發(fā)泡成分的步驟，其中根據(jù)NCO/OH的當(dāng)量比多元醇成分和異氰酸鹽成分的含量比約為0.55-0.95。
根據(jù)本發(fā)明的制造開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的方法使用的發(fā)泡劑，水是較佳的例子。作為在本發(fā)明的制造方法中實(shí)施泡沫模制方法的一個(gè)特殊實(shí)施例，模制過(guò)程包括下面的(A)-(C)步驟(A)混合發(fā)泡成分并且使它們自由發(fā)泡的步驟，(B)在膠化時(shí)間之前壓縮在步驟(A)正自由漲起的自由漲起泡沫的第一次壓縮步驟，和(C)在其漲起時(shí)間之前進(jìn)一步壓縮在步驟(B)獲得的被壓縮的泡沫的第二次壓縮步驟。
作為包含(A)-(C)步驟的上述模制過(guò)程中的壓縮步驟(B)和(C)的方法的一個(gè)特殊例子，該方法包括下述(B)和(C)步驟(B)在膠化時(shí)間之前將在步驟(A)正自由漲起的自由漲起泡沫壓縮到其在步驟(A)未被任何壓縮時(shí)的自由漲起體積的40-60％的第一次壓縮步驟，和(C)在其漲起時(shí)間之前立即進(jìn)一步壓縮在步驟(B)獲得的被壓縮的泡沫到在步驟(A)沒(méi)有任何壓縮時(shí)的自由漲起泡沫體積的20-30％的第二次壓縮步驟。
制造本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的方法最好還包括使在泡沫模制中獲得的泡沫通過(guò)遠(yuǎn)紅外線的輻射達(dá)到烘烤處理。烘烤處理最好在泡沫模制之后立即實(shí)施。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種包含本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的絕熱材料或受到遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理的泡沫。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了制造一種包括選擇性地使本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫受到遠(yuǎn)紅外線的輻射烘烤處理的真空絕熱材料的方法，將泡沫插入由氣屏薄膜組成的容器以便整個(gè)泡沫被容器覆蓋，減少容器的內(nèi)壓，并密封容器以提供真空絕熱材料。
作為使用在本發(fā)明的制造真空絕熱材料的方法中的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的一個(gè)較佳例子，一個(gè)通過(guò)實(shí)施上述步驟(A)-(C)的泡沫模制過(guò)程而獲得的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫在通過(guò)本發(fā)明的制造方法制造的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫中能較佳地被涉及。
此外，用于制造本發(fā)明的真空絕熱材料的方法最好包括在泡沫模制后立即使開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫受到遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理，將泡沫插入由氣屏薄膜組成的容器以便整個(gè)泡沫被容器覆蓋，減少容器的內(nèi)壓，并密封容器以提供真空絕熱材料。
制造本發(fā)明的真空絕熱材料的方法被用作制造用于冷凍和制冷設(shè)備，冰箱，冷藏車(chē)，制冷容器，輸送和/或貯存液化天然氣和液化石油氣，貯存容器，管覆蓋物，外殼和類(lèi)似狀況的真空絕熱材料的方法。
本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫由于它的獨(dú)特結(jié)構(gòu)確保了低的每單位體積泡沫材料花費(fèi)和優(yōu)秀的表面平滑度。根據(jù)本發(fā)明的制造方法，有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫能以較高的生產(chǎn)率被制造。此外，絕熱材料和真空絕熱材料制造中不產(chǎn)生廢物，且當(dāng)被用作使用開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫制造的產(chǎn)品例如冷凍和制冷設(shè)備時(shí)提供好的外觀和高可靠性。


圖1是包括制造本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫的方法樣例的解釋性視圖。
圖2是包括使用本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫的發(fā)泡成分制造不經(jīng)任何壓縮步驟的自由漲起的泡沫的方法的制造步驟的樣例的解釋圖。
圖3是包括本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫樣例的示意性視圖。(a)是立體圖，(b)是其橫截面圖。
圖4是本發(fā)明的真空絕熱材料樣例的橫截面圖。
下面，詳細(xì)解釋本發(fā)明。
(1)本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫及其制造方法本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫是一種包括多元醇成分，異氰酸鹽成分和發(fā)泡劑的發(fā)泡成分泡沫模制制造的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫，其中在皮層被保留在泡沫上時(shí)泡沫有不少于99％的開(kāi)孔含量。
作為使用在說(shuō)明書(shū)中的術(shù)語(yǔ)泡沫的“皮層”，是指泡沫的表面部分或表面層。如在前提到的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的剛性聚氨脂泡沫皮層內(nèi)沒(méi)有足夠的開(kāi)孔，為了獲得開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫在發(fā)泡之后需要進(jìn)行皮層的除去操作。本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫特征在于它由皮層被保留在泡沫上時(shí)有不少于99％的開(kāi)孔含量的剛性聚氨脂泡沫組成。
開(kāi)孔的含量能根據(jù)等式100-Cr計(jì)算，在此Cr是根據(jù)ASTM-D1940確定的封閉的孔的含量。
如上所述，本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫在皮層被保留在泡沫上的狀態(tài)下貫穿泡沫有不少于99％的開(kāi)孔含量，并且這樣的開(kāi)孔含量對(duì)于作為真空絕緣材料或類(lèi)似狀況的芯材是足夠的。
本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的密度根據(jù)使用的形式可適宜地選擇并且不受特殊限制。然而當(dāng)泡沫被用于作為真空絕熱材料的芯材料時(shí)，例如較佳的密度是約90-150kg/m3，更佳的是約100-110kg/m3。
本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的密度分布也不特別象作為整個(gè)泡沫那樣受限制。然而構(gòu)成其一部分的從泡沫的表面到里面的0.5mm厚的表面層的密度應(yīng)接近于構(gòu)成除表面層以外的泡沫的一部分的芯部分，特別是，較佳的表面層的密度約是芯部分的0.9-1.5倍高，更佳地是芯部分的1.0-1.3倍高。也因?yàn)檫@樣一種表面層的密度接近于芯層密度的本發(fā)明的整個(gè)開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫有不少于99％的開(kāi)孔含量，因此表面層和芯層有不少于99％的開(kāi)孔含量。
在此，除非另外指示，術(shù)語(yǔ)“表面層”是指從泡沫的表面到里面的0.5mm厚的表面層，“芯部分”是指構(gòu)成除表面層以外的泡沫的一部分的芯部分。
本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫能通過(guò)混合發(fā)泡劑、多元醇成分和異氰酸鹽成分產(chǎn)生發(fā)泡。作為本發(fā)明的特殊制造方法，涉及的本發(fā)明的方法包括泡沫模制包含多元醇成分、異氰酸鹽成分和發(fā)泡劑的發(fā)泡成分的步驟，其中根據(jù)NCO/OH的當(dāng)量比率的多元醇成分和異氰酸鹽成分的含量比是約0.55-0.95。
在本發(fā)明的制造方法中，根據(jù)NCO/OH的當(dāng)量比率的多元醇成分和異氰酸鹽成分的含量比是約0.55-0.95，因此在皮層被保留在泡沫上的狀態(tài)下貫穿泡沫有不少于99％的開(kāi)孔含量的本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫僅能通過(guò)混合前述材料產(chǎn)生發(fā)泡而被獲得，那就是象常規(guī)的方法一樣泡沫模制后不除去皮層。因?yàn)樵谇笆龇秶鷥?nèi)的NCO/OH的當(dāng)量比率破壞了形成孔的骨架樹(shù)脂的延伸和強(qiáng)度的平衡，因此能將貫穿泡沫的內(nèi)部到皮層的孔充分破壞。
順便說(shuō)一下，考慮除去皮層后獲得的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的抗壓強(qiáng)度根據(jù)NCO/OH的當(dāng)量比率用于常規(guī)的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的多元醇成分和異氰酸鹽成分的明確敘述的比率是選擇1-1.2。例如，日本未審專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)6-213561描述的，當(dāng)有自由發(fā)泡密度是20kg/m3的泡沫通過(guò)用水作為發(fā)泡劑制造時(shí)，使用的多元醇成分(A)和異氰酸鹽成分(B)的比(重量比)B/A是1.5-2.0，那就是，大量的異氰酸鹽成分被使用。作為整體一次塑化性能被降低，且易碎性增加，引起耐久性不足。這樣，不能獲得好的泡沫。
相反，根據(jù)本發(fā)明通過(guò)在泡沫成分中使用NCO/OH約0.55-0.95的比率，其比常規(guī)的低，易碎性增加的問(wèn)題被解決，并且從內(nèi)部到皮層的孔足以被破壞，以提供貫穿泡沫的有不少于99％的開(kāi)孔含量的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫，特別是，當(dāng)皮層被保留時(shí)表面層和芯部分的開(kāi)孔含量不少于99％。
本發(fā)明的制造方法能提供平滑的表面，能適宜各種形狀，因?yàn)椴恍枰蟪Ｒ?guī)的方法為了可靠的開(kāi)孔含量而除去皮層。此外，本發(fā)明的方法在制造過(guò)程中不產(chǎn)生廢物，因此它對(duì)于全球環(huán)境是一個(gè)溫和的系統(tǒng)，其也足以滿(mǎn)足將來(lái)的再循環(huán)利用。
使用在本發(fā)明方法中的多元醇成分不受特別限制，并且，在用于聚氨酯泡沫的發(fā)泡成分中被共同使用的多元醇成分能被使用。特別地，聚丙二醇，聚丁二醇，聚醚多元醇如包括甲苯二胺聚醚，蔗糖聚醚，1，2-乙二胺聚醚，和類(lèi)似物的這些甘醇的變種；聚酯多元醇如縮合聚酯多元醇，內(nèi)酯聚酯多元醇，聚碳酸酯聚酯多元醇；聚丁二烯多元醇；丙烯酸多元醇；部分皂化的乙烯乙酸乙烯-酯共聚物；酚性多元醇和類(lèi)似物能被使用。
使用在本發(fā)明方法中的異氰酸鹽成分不受特別限制，并且，在通帶用于聚氨酯泡沫的發(fā)泡成分中的異氰酸鹽成分能被使用。特別地，聚4，4′-二苯甲烷二異氰酸鹽(聚合的MDI或粗MDI)，碳化二亞胺改性的MDI，甲苯二異氰酸鹽和類(lèi)似物能被使用。
被常規(guī)地用作聚氨酯泡沫的這些普通的多元醇成分和異氰酸鹽成分的發(fā)泡成分的大多數(shù)是商業(yè)上可用的，并且這些商品能用于本發(fā)明。
作為本發(fā)明使用的發(fā)泡劑，HFC，HCFC，環(huán)戊烷，水和類(lèi)似物能被使用。當(dāng)這些中的一個(gè)或多個(gè)適宜選擇時(shí)，根據(jù)本發(fā)明較佳地是選擇水，因?yàn)樗憩F(xiàn)出ODP(臭氧消耗潛力)＝0，和GWP(全球變暖潛力)≈0，并且沒(méi)有任何爆炸和火災(zāi)的危險(xiǎn)是非常安全的。
用于本發(fā)明的制造方法使用的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的發(fā)泡成分包括除上述成分以外，各種使用在聚氨酯泡沫的普通制造方法中的成分，例如，催化劑，增鏈劑，交聯(lián)劑，泡沫穩(wěn)定劑，開(kāi)孔劑，填充劑，增塑劑，阻燃劑和類(lèi)似物能被使用。
作為催化劑，可以是有機(jī)金屬催化劑、胺化合物催化劑、例如叔胺和胺鹽和類(lèi)似物。作為增鏈劑或交聯(lián)劑，特別涉及甘醇。作為泡沫穩(wěn)定劑，各種表面活性劑，最好是采用硅表面活性劑。此外最好采用硬脂酸鋇作為開(kāi)孔劑，并且有機(jī)或無(wú)機(jī)粉例如碳酸鈣作為充填劑被使用。
本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的發(fā)泡成分包括多元醇成分，異氰酸鹽成分及發(fā)泡劑，和其他成分例如那些上面提到的，并且在泡沫成分中根據(jù)NCO/OH的當(dāng)量比多元醇成分和異氰酸鹽成分的含量比是約0.55-0.95，較佳地是在0.60-0.80。
如果NCO/OH的當(dāng)量比少于0.55，機(jī)械強(qiáng)度將極大減弱并且泡沫可能收縮。如果NCO/OH的當(dāng)量比大于0.95，孔變大，并且在皮層形成開(kāi)孔是困難的。
使用于本發(fā)明的制造方法中的發(fā)泡劑的量可以與常規(guī)的聚氨酯泡沫的制造中使用的相同。例如，當(dāng)水作為發(fā)泡劑時(shí)，能使用相當(dāng)于在發(fā)泡成分中多元醇成分重量的4-8％。至于在發(fā)泡成分的配制中其他的成分，它們能使用與常規(guī)聚氨酯制造中使用相同的量。
在本發(fā)明的制造方法中，泡沫成分以與常規(guī)聚氨酯泡沫制造相同的方式制備，例如通過(guò)高壓泡沫機(jī)或類(lèi)似狀況混合成分，并且這樣制備的泡沫成分被用于泡沫模制。本發(fā)明的制造方法中使用的泡沫模制可以是在常規(guī)的一批批的制造系統(tǒng)，或使用雙輸送的連續(xù)系統(tǒng)或類(lèi)似系統(tǒng)的自由發(fā)泡過(guò)程中的壓縮模制。壓縮模制較佳的是多級(jí)壓縮模制。由多級(jí)壓縮模制制備的本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫將有從內(nèi)部到皮層貫穿泡沫的壓碎的開(kāi)孔，并有“纖維堆”結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)，例如，象一個(gè)無(wú)紡織物的疊層。
作為本發(fā)明生產(chǎn)方法的多級(jí)壓縮模制方法的一個(gè)特殊例子，模制過(guò)程包含下面的步驟(A)-(C)(A)混合發(fā)泡成分并且使它們成為自由泡沫，(B)在膠化時(shí)間之前壓縮在步驟(A)正自由漲起的自由漲起泡沫的第一次壓縮步驟，和(C)在漲起時(shí)間之前進(jìn)一步壓縮在步驟(B)獲得的被壓縮的泡沫的第二次壓縮步驟。
作為在前述步驟(B)壓縮程度的特殊例子，在步驟(B)獲得泡沫壓縮值較佳的是其在步驟(A)未被任何壓縮時(shí)的自由漲起體積的40-60％。上述在步驟(A)中未經(jīng)任何壓縮的自由漲起的泡沫的體積指例如在漲起時(shí)間之前，讓泡沫成分的混合物在具有頂部開(kāi)口的容器內(nèi)自由發(fā)泡直至漲起時(shí)間所得到泡沫體積，也就是說(shuō)，從上面沒(méi)有給以任何限制，和使之固化。
作為在前述步驟(C)壓縮度的一個(gè)特殊例子，較佳的是在步驟(C)獲得的壓縮泡沫，即本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫塑料，其壓縮度是在步驟(A)沒(méi)有任何壓縮的自由漲起的泡沫的20-30％。.此外第二次壓縮步驟(C)在其漲起時(shí)間之前立即實(shí)施。
第一次壓縮步驟(B)和第二次壓縮步驟(C)可以分別通過(guò)單一壓縮操作和成組壓縮操作被完全實(shí)施。
第二次壓縮優(yōu)選施加于第一次壓縮的同一方向，因?yàn)樵谶@種方式下通過(guò)它易于形成纖維堆結(jié)構(gòu)。
第二次壓縮步驟是施加于(B)步驟得到的壓縮泡沫，其膠化作用得以發(fā)展，顯示出其樹(shù)脂強(qiáng)度，在漲起時(shí)間之前，其具有從表面層到芯部分的均勻的密度。這樣，通過(guò)第二次壓縮步驟的壓碎作用，孔可以完全破裂并開(kāi)孔使從內(nèi)部到皮層的泡沫彼此貫穿。也就是說(shuō)，在上述的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)實(shí)施多階段壓縮可以得到包括皮層在內(nèi)的泡沫具有貫穿泡沫的不少于99％的開(kāi)孔含量。
本發(fā)明中使用的術(shù)語(yǔ)“乳化時(shí)間”、“膠化時(shí)間”和“漲起時(shí)間”分別如下界定。即，在泡沫模制階段，“乳化時(shí)間”是指在發(fā)泡成分被混合后液體發(fā)泡混合物開(kāi)始發(fā)泡的時(shí)間，“膠化時(shí)間”是指通過(guò)將一個(gè)玻璃棒戳入泡沫，然后拉出它泡沫混合物開(kāi)始產(chǎn)生拉絲的時(shí)間，而“漲起時(shí)間”涉及發(fā)泡停止時(shí)間。
包括上述步驟(A)-(C)的模制過(guò)程通過(guò)參考圖1(1)-(4)所示的示意性解釋給與更詳細(xì)的說(shuō)明，與制造方法中的示意性解釋相比較，未經(jīng)壓縮步驟的自由漲起泡沫示于圖2(1)-(2)。
圖1(1)和圖1(2)示意性地解釋了前述步驟(A)。圖1(1)表示通過(guò)足夠地混合前述成分而獲得的發(fā)泡混合物4導(dǎo)入在金屬模的上模2和下模3之間形成的腔內(nèi)。圖1(2)表示通過(guò)導(dǎo)入上述(1)的上模2和下模3之間的腔內(nèi)的發(fā)泡混合物自由發(fā)泡而獲得的自由漲起泡沫5。這里使用的模型的材料和形狀可適宜地選擇。根據(jù)要求模型可以是保溫的。
另一方面，圖2表示了制造不經(jīng)任何壓縮的自由漲起的泡沫的示意性解釋圖。在圖2(1)中，其表示了僅僅下模3用作為制造自由漲起的泡沫的金屬模和同樣的用于圖1(1)的發(fā)泡混合物4以圖1(1)的相同量被導(dǎo)入到下模3中。圖2(2)表示了通過(guò)導(dǎo)入到上述圖2(1)的下模3的發(fā)泡混合物的自由發(fā)泡直到從上沒(méi)有任何限制的漲起時(shí)間和在下模3中繼續(xù)固化得到的自由漲起泡沫X。
圖1(3)示意性地解釋了前述步驟(B)，其表示通過(guò)壓力機(jī)1逐漸推壓上模2以便壓縮自由漲起泡沫5而獲得被壓縮的泡沫6(第一次壓縮)。第一次壓縮被優(yōu)選實(shí)施以便獲得具有示于圖2(2)的不經(jīng)任何壓縮的自由漲起的泡沫X5體積的40-60％的被壓縮泡沫6，使用壓力機(jī)1的第一次壓縮在膠化時(shí)間之前實(shí)施。雖然第一次壓縮的定時(shí)不被特別限定，只要在膠化時(shí)間之前實(shí)施即可，但最好在膠化時(shí)間之前5-10秒實(shí)施。通過(guò)在類(lèi)似于制造條件下實(shí)施一個(gè)初步試驗(yàn)可預(yù)先測(cè)得膠化時(shí)間，因?yàn)樗鶕?jù)發(fā)泡混合物的特性，模型溫度和類(lèi)似狀況變化。
圖1(4)示意性地解釋了步驟(C)，其表示了一個(gè)通過(guò)壓力機(jī)1進(jìn)一步推壓上模2進(jìn)一步壓縮壓縮的泡沫6而獲得的2-步壓縮泡沫7(第二次壓縮)。第二次壓縮優(yōu)選被實(shí)施以便獲得具有示于圖2(2)的前述不經(jīng)任何壓縮的自由漲起的泡沫X體積的20-30％的2-步被壓縮泡沫7。雖然通過(guò)壓力機(jī)1的第二次壓縮的定時(shí)不被特別限定，只要在第一次壓縮之后和漲起時(shí)間之前實(shí)施即可，但最好在漲起時(shí)間之前立即實(shí)施。漲起時(shí)間也最好通過(guò)一個(gè)類(lèi)似于膠化時(shí)間地實(shí)施一個(gè)初步試驗(yàn)預(yù)先測(cè)得。
在第二次壓縮且從模型釋放之后獲得的2一步壓縮泡沫7是本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫。圖3表示通過(guò)上述方法獲得的本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫的樣例。圖3(a)是立體圖而圖3(b)是其橫斷面圖。圖3表示的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫7是本發(fā)明的有表面層密度約為芯層密度的0.9-1.5倍高的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫。在圖3(b)所示的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫從泡沫的表面到里面的0.5mm厚的表面層7a和芯部分7b有不少于99％的開(kāi)孔含量。表面層7a的密度約為芯層7b的密度的0.9-1.5倍。
本發(fā)明較佳的制造方法還包括對(duì)通過(guò)泡沫模制獲得的泡沫進(jìn)行遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理的步驟。烘烤處理最好在泡沫模制后立即實(shí)施，例如當(dāng)金屬模用于泡沫模制時(shí)在從模型釋放后立即烘烤。烘烤時(shí)間取決于烤爐尺寸和被處理的物體等狀況，可以近似為0.2-1小時(shí)。
在遠(yuǎn)紅外輻射烘烤時(shí)，泡沫從芯部分到表面層基本以恒溫烘烤。通過(guò)這一過(guò)程，泡沫在一長(zhǎng)的時(shí)間段不釋放氣體且有高的壓縮強(qiáng)度。這可假定是由于下列原因。因?yàn)橄鄳?yīng)于聚氨酯樹(shù)脂的吸收特性遠(yuǎn)紅外線的波長(zhǎng)是5-20μm，通過(guò)波長(zhǎng)的干涉產(chǎn)生共振。此外，產(chǎn)生的內(nèi)熱能從芯部分到表面層穩(wěn)定并直接地影響吸收的氣體例如空氣和水，且加速其消散，與常規(guī)的熱空氣干燥爐相比對(duì)于所謂的常常從熱固性樹(shù)脂觀察到的后固化作用產(chǎn)生更大的程度以確保構(gòu)成孔骨架的樹(shù)脂的強(qiáng)度。
前述本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫塑料能被如下所述的作為絕熱材料使用。
(2)本發(fā)明的絕熱材料本發(fā)明的絕熱材料包括前述本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫，或已受遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理的泡沫。用于烘烤本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫的方法與解釋的用于開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫的制造方法相同。
通過(guò)使用前述本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫，或已受遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理的泡沫，本發(fā)明的絕熱材料能有優(yōu)秀的強(qiáng)度和平滑的表面，用它做的產(chǎn)品有高的質(zhì)量，即改善的外觀。特別地，本發(fā)明的絕熱材料能用作要求絕熱特性的設(shè)備的內(nèi)壁。例如放在冰箱或冷凍設(shè)備或類(lèi)似狀況的外殼和內(nèi)殼之間的空間內(nèi)。
前述本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫能用于常規(guī)所知類(lèi)型的真空絕熱材料的芯材，其通過(guò)由氣屏薄膜覆蓋作為芯材的開(kāi)孔泡沫并在減壓下密封而獲得。本發(fā)明的真空絕熱材料例如通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的下列制造方法能被預(yù)制。
(3)制造本發(fā)明的真空絕熱材料的方法制造本發(fā)明的真空絕熱材料的方法的特征在于通過(guò)使本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫受遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理，將泡沫插入由氣屏薄膜組成的容器內(nèi)以便整個(gè)泡沫被容器覆蓋，減少容器的內(nèi)壓，且密封容器以提供真空絕熱材料。
用于制造本發(fā)明的真空絕熱材料的方法的本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫能通過(guò)前述制造本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫的方法獲得。然而，在通過(guò)這些方法獲得的那些開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫中，通過(guò)包括前述步驟(A)-(C)的模制過(guò)程獲得的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫用于制造本發(fā)明的真空絕熱材料是較佳的。使本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫受到烘烤處理的方法與解釋的用于開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫的制造方法相同。
制造本發(fā)明的真空絕熱材料較佳的方法包括使本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫在泡沫模制之后立即受到遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤，將泡沫插入由氣屏薄膜組成的容器內(nèi)以便整個(gè)泡沫被容器覆蓋，減少容器的內(nèi)壓，并且密封容器以提供真空絕熱材料。
雖然用于制造本發(fā)明的真空絕熱材料的容器的形狀不受特別限制，在真空模制過(guò)程考慮各種結(jié)構(gòu)的氣屏薄模的耐久性袋形是較佳的。此外在本發(fā)明的制造過(guò)程中，容器內(nèi)部的較佳抽空度約為1×10-1至1×10-3乇。作為在本發(fā)明的制造方法中使用的表達(dá)詞“容器內(nèi)部的抽空度”特別意指抽空所有的空穴包括插入容器內(nèi)的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫的空穴和容器和泡沫之間的空穴。
作為構(gòu)成本發(fā)明使用的容器的氣屏薄膜，常規(guī)的用于真空絕熱材料的氣屏薄膜能不受限制地使用，特別地，涉及金屬塑料疊層薄膜。更特別地，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜/鋁箔/高密度聚乙烯薄膜的三層薄膜能被使用。當(dāng)這種三層結(jié)構(gòu)的疊層薄膜被用于本發(fā)明時(shí)，高密度聚乙烯薄膜應(yīng)放在容器的內(nèi)部。
作為類(lèi)似的疊層薄膜可用不銹鋼箔替代鋁箔，這些薄膜對(duì)于避免由于小的熱導(dǎo)率產(chǎn)生的熱橋是有效的。如果制造更薄的不銹鋼箔的技術(shù)被建立，期望得到較高級(jí)的絕熱。一種丙烯腈薄膜，乙酸乙烯酯共聚薄膜或類(lèi)似物也可用于替代對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜或高密度聚乙烯薄膜。
在本發(fā)明的真空絕熱材料的制造方法中，抽空容器的密封通過(guò)密封氣屏薄膜或類(lèi)似狀況獲得。當(dāng)通過(guò)熱密封獲得密封時(shí)，被熱密封的薄膜的一部分最好由高密度聚乙烯薄膜組成。這是因?yàn)楦呙芏染垡蚁┍∧崦芊庑阅鼙缺╇姹∧じ鼉?yōu)秀，因此在密封后提供非常可靠的氣屏性能。
通過(guò)本發(fā)明的方法制造的真空絕熱材料為使用它們的產(chǎn)品提供好的外觀，因?yàn)樽鳛樾静牡拈_(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫不除去皮層地被制備并且因此有一個(gè)平滑的芯表面，通過(guò)加工用于制造芯材的金屬模形成有一細(xì)粒面類(lèi)型或類(lèi)似狀況，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能不額外加工地被改善，此外通過(guò)使用前述本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫，其可根據(jù)需要選擇受遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理，產(chǎn)品的質(zhì)量能被提高，例如能獲得優(yōu)秀的機(jī)械強(qiáng)度。因此能廣泛地使用于不僅在制冷和冷藏設(shè)備領(lǐng)域，而且也用于各種應(yīng)用例如冰箱，貯存容器，管覆蓋物，外殼和類(lèi)似狀況。
本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫有低的熱變形溫度，這是因?yàn)橛糜谥圃斓陌l(fā)泡成分的NCO/OH當(dāng)量比約是0.55-0.95。此外在撓性上它有小的楊氏模量和對(duì)于變形的好的隨動(dòng)性，因?yàn)樗腥缟厦嫣岬降念?lèi)似纖維堆的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)。使用上述泡沫的板形真空絕熱材料能在80-150℃熱處理幾分鐘，然后形成各種形狀的真空絕熱材料例如有曲率的形狀如柱形。
此外，通過(guò)使開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫在泡沫模制后立即受遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理而制備真空絕熱材料，將泡沫插入包括氣屏薄膜的容器以便整個(gè)泡沫被容器覆蓋，減少容器的內(nèi)壓，并且密封容器以提供長(zhǎng)時(shí)間不釋放氣體的真空絕熱材料。因此，使用常規(guī)的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫作為芯材的常規(guī)的真空絕熱材料所需要的一種吸氣劑，即，氣體吸收劑，是不需要的。當(dāng)然，當(dāng)在溫和情況下(即，使用熱空氣干燥設(shè)備)烘烤的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫被使用時(shí)，為了改善防止外部氣體的侵入和泡沫吸附的氣體的擴(kuò)散的安全性可使用吸氣劑。作為這種真空絕熱材料的制造方法，加工步驟最好也根據(jù)制造效率以一系列連續(xù)的步驟設(shè)計(jì)。
下面將解釋本發(fā)明的例子。
例1、2和對(duì)比例1、2這些例子的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫根據(jù)圖1的制備步驟被制備。為了進(jìn)行比較，還按照?qǐng)D2(1)-(2)的制備步驟制備了不經(jīng)任何壓縮的自由漲起的剛性聚氨酯泡沫。
圖1(1)所示的泡沫混合物4通過(guò)使用高壓發(fā)泡機(jī)混合下列成分來(lái)制備；100份重量的混合物中有按5∶3∶2比例的300mgKOH/g的甲苯二胺聚醚、450mgKOH/g的蔗糖聚醚和500mgKOH/g的1，2-乙二胺聚醚，以此作為多元醇成分；6份重量的水作為發(fā)泡劑；1.0份重量的泡沫穩(wěn)定劑(“SZ-1919”，商標(biāo)名稱(chēng)為Nippon Unicar)；0.5份重量的催化劑(“Kaolizer No.31”，商標(biāo)名稱(chēng)為Kao)；4份重量的硬脂酸鋇作為開(kāi)孔劑；和132份重量(NCO/OH當(dāng)量比0.7；例1)，或113份重量(NCO/OH當(dāng)量比0.6；例2)的粗MDI“44V-20”(商標(biāo)名Sumitomo Bayer聚氨酯)作為異氰酸鹽成分。
如圖2(1)所示，如用于實(shí)施例1或2中的同樣發(fā)泡材料4被導(dǎo)入鋁模的下模3中以上模2(未示出)可以良好的拉上的狀態(tài)。然后，使發(fā)泡材料自由地發(fā)泡直至漲起時(shí)間，并使之完全固化以得到一種示于圖2(2)的自由地漲起的剛性聚氨酯泡沫X。在上述步驟中，測(cè)定膠化時(shí)間和漲起時(shí)間。在得到自由漲起的泡沫X將其從下模3中釋放，其密度經(jīng)測(cè)定為25Kg/m3。上述得到的自由漲起的泡沫也具有同樣的密度。
如圖1(1)所示，將泡沫混合物4導(dǎo)入鋁模的上模2和下模3之間形成的凹槽，如圖1(2)所示，允許在圖1(1)步驟導(dǎo)入的泡沫混合物4自由漲起以便上模2和下模3之間形成的凹槽充滿(mǎn)自由漲起的泡沫5。在凹槽充滿(mǎn)泡沫后的膠化時(shí)間前經(jīng)過(guò)5-10秒之后，在壓力機(jī)1(第一次壓縮)作用下，通過(guò)逐漸推壓上模2對(duì)泡沫5進(jìn)行壓縮，獲得如圖2(2)所示的體積為沒(méi)有任何壓縮的自由漲起泡沫x體積的60％的壓縮泡沫6。這一狀態(tài)被保持約5-20秒后，那就是在漲起時(shí)間前如圖1(4)所示立即用壓力機(jī)1(第二次壓縮)再次推壓上模2，進(jìn)一步壓縮經(jīng)過(guò)壓縮的泡沫6，獲得如圖2(2)所示的體積為沒(méi)有任何壓縮的自由漲起泡沫x體積的25％的2一步壓縮泡沫7。
在圖1(1)和1(2)的步驟中模型的溫度可調(diào)節(jié)到50-55℃。
圖3表示從模型釋放后的2一步壓縮泡沫7(開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫)，(a)是立體圖，(b)是其橫截面圖。測(cè)量表面層7a的開(kāi)孔含量和密度，構(gòu)成了開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫7從表面向內(nèi)部0.5mm厚的部分以及表示在圖3(b)的芯部分7b。結(jié)果表示在表1中。在例1和例2的各個(gè)方法中用于參考，在第一次壓縮后將被壓縮的泡沫6從模型中釋放，并且對(duì)表面層的開(kāi)孔含量構(gòu)成了泡沫從表面向內(nèi)部0.5mm厚的部分和構(gòu)成泡沫的另一部分的芯部分進(jìn)行測(cè)量。這些結(jié)果也表示在表1中。
為了進(jìn)行比較，除了發(fā)泡成分的NCO/OH的當(dāng)量比是1.0(對(duì)比例1)或0.5(對(duì)比例2)以外，以與前述例子完全相同的方式制備剛性聚氨酯泡沫。測(cè)量這些泡沫構(gòu)成泡沫從表面向內(nèi)部0.5mm厚的部分的表面層和構(gòu)成泡沫的另一部分的芯部分的開(kāi)孔含量和密度。為了參考。在對(duì)比例1和2的各個(gè)方法中，在第一次壓縮后被壓縮的泡沫6從模型中釋放，測(cè)量構(gòu)成泡沫從表面向內(nèi)部0.5mm厚的部分的表面層和構(gòu)成泡沫的另一部分的芯部分的開(kāi)孔含量。這些結(jié)果也表示在表1中。
根據(jù)ASTM-D1940，通過(guò)測(cè)量封閉的孔的含量(Cr)和如上面提到的用100減去該結(jié)果值，計(jì)算開(kāi)孔的含量。根據(jù)下列標(biāo)準(zhǔn)估算。
(估算標(biāo)準(zhǔn))○開(kāi)孔含量不少于99％△開(kāi)孔含量不少于90％和少于99％×開(kāi)孔含量不少于90％表1
結(jié)果表明，如果本發(fā)明的方法制造的剛性聚氨酯泡沫使用NCO/OH當(dāng)量比在0.55-0.95的發(fā)泡成分，本發(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫在保留皮層的狀況下貫穿整個(gè)泡沫的開(kāi)孔含量不少于99％。可見(jiàn)在上面例子獲得的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫是構(gòu)成了泡沫從表面向內(nèi)部0.5mm厚的部分的表面層的密度約是構(gòu)成的除表面層以外泡沫的另一芯部分的0.9-1.5倍高，表面層和芯部分兩者的開(kāi)孔含量不少于99％。
例3-6如例1一樣的方式制備的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫從金屬模釋放后立即置于遠(yuǎn)紅外線輻射爐內(nèi)，在130-150℃下受到烘烤處理0.5小時(shí)(例3)或1小時(shí)(例4)。用于對(duì)比的例子，除了用普通的循環(huán)氣體加熱爐替換遠(yuǎn)紅外線輻射爐以外，以與前述例子完全相同的方式實(shí)施烘烤0.5小時(shí)(例5)或1小時(shí)(例6)。測(cè)量烘烤的產(chǎn)品(例3-6)的物理特性包括殘余吸收的氣體含量、導(dǎo)熱率、抗壓強(qiáng)度和類(lèi)似指標(biāo)。結(jié)果表示在表2中。
殘余的吸收的氣體含量通過(guò)烘烤產(chǎn)品吸收的氣體含量相對(duì)于從模型中釋放出立即測(cè)量的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫吸收的氣體含量的百分率表達(dá)。每種泡沫的吸收氣體含量通過(guò)物質(zhì)氣體色譜測(cè)量。壓縮強(qiáng)度根據(jù)JIS K-7220測(cè)量，并且導(dǎo)熱率在平均溫度10℃下由Eiko儀器貿(mào)易有限公司制造的熱導(dǎo)率測(cè)量裝置(商品名HC-074)測(cè)量。
表2
如表2所示，可以理解遠(yuǎn)紅外輻射爐提供更優(yōu)秀的產(chǎn)品性能，那就是，與常規(guī)的循環(huán)空氣加熱爐相比有極小的殘余吸收氣體含量，較高的抗壓強(qiáng)度和更穩(wěn)定的導(dǎo)熱率。
根據(jù)普通的知識(shí)，如果延長(zhǎng)烘烤處理時(shí)間將期盼減少殘余的吸收氣體含量和改善泡沫的抗壓強(qiáng)度。然而重要的是在多短的時(shí)間內(nèi)一個(gè)物體能在制造過(guò)程中被處理，從這一點(diǎn)看，遠(yuǎn)紅外線輻射處理是有效的。附加的抽真空將能夠進(jìn)一步縮短處理時(shí)間。
例7-9一種開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫以例1的同樣方式制備且從金屬模釋放后立即置于遠(yuǎn)紅外線輻射爐內(nèi)在130-150℃下受到烘烤處理0.5小時(shí)(類(lèi)似于例3獲得的泡沫，此后稱(chēng)作“模制泡沫I”)，一種開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫以例2的同樣方式制備，從金屬模釋放后保留1天，且使其置于遠(yuǎn)紅外線輻射爐內(nèi)在130-150℃下受到烘烤處理0.5小時(shí)(此后稱(chēng)作“模制泡沫II”)，一種開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫以例2的同樣方式制備，不受烘烤處理(此后稱(chēng)作“模制泡沫III”)，每一種作為芯材以下述方式被真空包裝以制造真空絕熱材料。在沒(méi)有吸氣劑的情況下用模制泡沫I和模制泡沫II制造真空絕熱材料，模制泡沫III帶有吸氣劑，由SaesGetters Japan Co.，Ltd.制造的吸氣劑COMBOGETTER(商標(biāo))以每一個(gè)真空絕熱材料10g的量使用(芯材料尺寸200×200×15mm)。
獲得的三種絕熱材料(例7-9)檢測(cè)其隨時(shí)間導(dǎo)熱率的變化。結(jié)果表示在表3。如上例在平均溫度10℃下由Eiko儀器貿(mào)易有限公司制造的熱導(dǎo)率測(cè)量裝置(商品名HC-074)測(cè)量導(dǎo)熱率。
真空包裝方法模制泡沫I，II和III之每一個(gè)由氣屏薄膜組成的袋覆蓋，內(nèi)壓被減少到0.01乇，然后袋被密封以獲得圖4所示的真空絕熱材料9。如果含有吸氣劑，當(dāng)由袋覆蓋模制泡沫時(shí)將10克吸氣劑放在模制泡沫7和袋8之間，并且袋被抽真空和密封以獲得包含吸氣劑的真空絕熱材料。
在圖4中，袋8從外側(cè)以這樣的次序由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、鋁箔和高密度聚乙烯薄膜疊層組成。雖然真空模制制造的容器能替代袋，因?yàn)樵谡婵漳Ｖ七^(guò)程鋁箔被破壞容器可能喪失它的氣屏特性，所以，用袋是較佳的。
表3<
從這些結(jié)果確認(rèn)由包括壓縮模制→遠(yuǎn)紅外線烘烤處理→真空包裝構(gòu)成的連續(xù)的生產(chǎn)線獲得的不包含吸氣劑的真空絕熱材料從導(dǎo)熱率的穩(wěn)定性觀點(diǎn)本發(fā)明的真空絕熱材料是較佳的。
根據(jù)上述解釋?zhuān)褂帽景l(fā)明的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫作為絕熱材料或真空絕熱材料對(duì)于全球環(huán)境保護(hù)是有益的，因?yàn)樗谥圃熘胁划a(chǎn)生廢物。此外，如上面的例子以水作為發(fā)泡劑，沒(méi)有氟里昂產(chǎn)生，這可以對(duì)臭氧層保護(hù)，防止全球變暖和類(lèi)似情況作出貢獻(xiàn)。
此外，使用上述獲得的有穩(wěn)定導(dǎo)熱率和高的機(jī)械性能的真空絕熱材料，除了高的絕熱性能以外產(chǎn)品有改善的外觀和穩(wěn)定的質(zhì)量，并且由于減少了材料費(fèi)用和改善了制造效率產(chǎn)品費(fèi)用被減少了。此外通過(guò)在連續(xù)生產(chǎn)線上制造這種真空絕熱材料，能高質(zhì)量、高可靠性和低花費(fèi)地制造絕熱材料。因此能夠低花費(fèi)地提供有效地保護(hù)臭氧層，防止全球變暖和類(lèi)似情況的絕熱材料，并且對(duì)社會(huì)做出貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)由多元醇成分，異氰酸鹽成分和發(fā)泡劑組成發(fā)泡成分的泡沫模制制造的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫，其特征是，在皮層被保留在泡沫上時(shí)泡沫有不少于99％的開(kāi)孔含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫，其特征是，構(gòu)成泡沫一部分其從表面到泡沫的內(nèi)部的表面層厚0.5mm的密度約為除表面層以外構(gòu)成泡沫另一部分的芯部分的密度的0.9-1.5倍高，表面層和芯部分有不少于99％的開(kāi)孔含量。
3.制造權(quán)利要求1的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫的方法，其包括泡沫模制由多元醇成分，異氰酸鹽成分和發(fā)泡劑組成的發(fā)泡成分的步驟，其中根據(jù)NCO/OH的當(dāng)量比的多元醇成分和異氰酸鹽成分的含量比約是0.55-0.95。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中發(fā)泡劑是水。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的方法，其中實(shí)施發(fā)泡模制的方法包括下列步驟(A)-(C)(A)混合發(fā)泡成分并且使它們自由發(fā)泡，(B)在其膠化時(shí)間之前壓縮在步驟(A)中自由漲起的自由漲起泡沫的第一次壓縮步驟，和(C)在其漲起時(shí)間之前進(jìn)一步壓縮在步驟(B)獲得的被壓縮的泡沫的第二次壓縮步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中第一次壓縮步驟(B)將在其膠化時(shí)間之前在步驟(A)正自由漲起的自由漲起泡沫壓縮到其在步驟(A)未被任何壓縮時(shí)的自由漲起體積的40-60％，和在其漲起時(shí)間之前立即實(shí)施第二次壓縮步驟(C)進(jìn)一步壓縮在步驟(B)獲得的被壓縮的泡沫到在步驟(A)沒(méi)有任何壓縮的自由漲起泡沫體積的20-30％。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6的方法，其中還包括使在泡沫模制中獲得的泡沫通過(guò)遠(yuǎn)紅外線輻射受到烘烤處理的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中在泡沫模制后烘烤處理立即實(shí)施。
9.一種包括使權(quán)利要求1的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫選擇性地受到遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理的絕熱材料。
10.一種真空絕熱材料的制造方法，包括使權(quán)利要求1的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫選擇性地受到遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理，將泡沫插入由氣屏薄膜組成的容器內(nèi)以便整個(gè)泡沫被容器覆蓋，減少容器的內(nèi)壓，并密封容器以提供真空絕熱材料。
11.制造權(quán)利要求10的真空絕熱材料的方法，其中通過(guò)權(quán)利要求5的方法獲得的開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫被作為開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫使用。
12.制造權(quán)利要求10或11的真空絕熱材料的方法，其中包括在制造后立即使開(kāi)孔剛性聚氨脂泡沫受到遠(yuǎn)紅外線輻射烘烤處理，將泡沫插入由氣屏薄膜組成的容器內(nèi)以便整個(gè)泡沫被容器覆蓋，減少容器的內(nèi)壓，并密封容器以提供真空絕熱材料。
13.制造權(quán)利要求10-11之任何一個(gè)的真空絕熱材料的方法，其中真空絕熱材料用于冷凍和制冷設(shè)備、冰箱、冷藏車(chē)，制冷容器、輸送和/或貯存液化天然氣和液化石油氣、貯存容器，管覆蓋物、或外殼。
全文摘要
提供一種開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫,它能實(shí)現(xiàn)每單元體積泡沫的低花費(fèi)和優(yōu)秀的表面平滑度,及一種包含該泡沫的絕熱材料,在皮層被保留在泡沫上時(shí)泡沫有不少于99%的開(kāi)孔含量的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫。發(fā)泡成分包括NCO/OH的當(dāng)量比約為0.55—0.95的多元醇成分和異氰酸鹽成分,并且最好是水的發(fā)泡劑。此外提供的真空絕熱材料在制造中不產(chǎn)生廢物并且當(dāng)用于產(chǎn)品時(shí)例如使用前述的開(kāi)孔剛性聚氨酯泡沫的冷凍和冷藏設(shè)備時(shí)提供好的外觀和高的可靠性。
文檔編號(hào)C08J9/04GK1242383SQ99110930
公開(kāi)日2000年1月26日 申請(qǐng)日期1999年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月26日
發(fā)明者大賀通宏, 林圣人, 保坂淳一, 中禮司 申請(qǐng)人:日清紡績(jī)株式會(huì)社