CN102173147A

CN102173147A - 一种改性硬泡聚氨酯复合板及其制作方法

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Publication number: CN102173147A
Application number: CN2011100059904A
Authority: CN
Inventors: 夏良强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-01
Filing date: 2011-01-01
Publication date: 2011-09-07

Abstract

本发明公开了一种改性硬泡聚氨酯复合板及其制作方法，包括预先制作聚合物卷材及在多异氰酸酯和组合聚醚发泡成硬泡聚氨酯保温层的过程中直接将聚合物卷材复合在硬泡聚氨酯保温层两面工序，其特征在于在硬泡聚氨酯保温层内添加气凝胶材料，其添加量为聚氨酯泡沫重量的0.05～6.5％，所述的聚合物卷材为防水防火卷材。按照本发明的方法制作的复合板不仅具有优异保温性能，而且防水抗渗性能高，尤其是防火性能更加突出，可用于建筑物外墙大面积的保温、防水、防火工程，其使用方便，施工效率高。

Description

一种改性硬泡聚氨酯复合板及其制作方法

技术领域

本发明属于建筑保温材料技术领域，具体涉及一种改性硬泡聚氨酯复合板及其制作方法。

背景技术

随着国际社会对臭氧层保护的关注和人们环境保护意识的增强，硬泡聚氨酯传统发泡剂CHC-11在世界大多数国家已经被禁止使用，我国在泡沫行业也于今年全面停止使用氯氟烃类化合物做发泡剂。目前用来代替CHC-11的发泡剂主要有环戊烷、正戊烷、HCHC-141b、HCHC-123、水及CO₂等发泡剂，其气相导热系数都较CHC-11高，尺寸稳定性相对较低，尤以板材料或者浇注料，由于发泡过程相对比较缓慢，即使使用高端硅油，聚氨酯泡沫的闭孔率也较难保障，导热系数普遍较使用CHC-11做发泡剂的聚氨酯高。

现有技术中公开了一个申请号为200510045523.9的硬泡聚氨酯复合板，它包括硬泡聚氨酯层和其上面及下面的聚合物片材层，聚合物片材内均设有无纺布，这种硬泡聚氨酯复合板中聚氨酯为一般的氨基甲酸酯或氨基甲酸酯改性的聚异氰脲酸酯，稳定生产的闭孔率只有90％，开孔率偏高，导热系数相对偏大；聚合物片材为普通的界面卷材，主要起界面增强作用，其防水抗渗性能低、强度差、更无阻燃性能，从而使制得硬泡聚氨酯复合板不仅防水抗渗差，而且不具有阻火性能，不能很好的满足建筑物外墙外保温的防火设计要求。

现有技术中还公开了一个申请号为200810013655.7的阻火硬泡聚氨酯复合板，它包括硬泡聚氨酯层和其上面及下面的聚合物片材层，聚合物片材中也均设有无纺布，其特点是聚合物片材为阻燃片材，生产聚氨酯的组合聚醚为阻燃聚醚，这种阻燃片材虽然具有良好的阻燃性，但防水抗渗性能差，同样聚氨酯泡沫开孔率偏高，导热系数偏大，从而使得这种硬泡聚氨酯复合板虽可以有效阻燃，然而不能很好的使整个墙体防水抗渗。只适合做防火隔离带，而不适合在建筑物外墙大面积使用。

在现有技术中，所采用的硬泡聚氨酯复合板的闭孔率较低，导热系数及泡沫吸水率较高，保温性及防水抗渗性相对较差，复合在硬泡聚氨酯复合板两面的聚合物卷材都是采用有胎基或者有配筋加强网的卷材，或者采用单双面合成板做复合层，这些面层的复合在增加聚氨酯复合板抗冲击强度同时，在高温或者火灾情况下，不能有效适应聚氨酯单面局部温度过高所产生的变形，造成面层与聚氨酯的脱落，使外保温系统稳定性变差。

发明内容

本发明的目的是想克服上述现有技术中存在的不足，提供一种改性硬泡聚氨酯复合板及其制作方法，采用该方法制作的复合板不仅具有优异保温性能，而且防水抗渗性能高，尤其是防火性能更加突出，可用于建筑物外墙大面积的保温、防水、防火工程，其使用方便，施工效率高。

为实现本发明的上述目的所采用的技术方案是：一种改性硬泡聚氨酯复合板，包括由多异氰酸酯和组合聚醚发泡而成的硬泡聚氨酯保温层和在聚氨酯发泡过程中直接复合在保温层两面的聚合物卷材层，其特征在于在硬泡聚氨酯保温层内添加气凝胶材料，聚合物卷材层为防水防火卷材。

一种制作上述改性硬泡聚氨酯复合板的方法，包括预先制作聚合物卷材及在多异氰酸酯和组合聚醚发泡成硬泡聚氨酯保温层的过程中直接将聚合物卷材复合在硬泡聚氨酯保温层两面工序，其特征在于在硬泡聚氨酯保温层内添加气凝胶材料，其添加量为聚氨酯泡沫重量的0.05-6.5％，所述的聚合物卷材为防水防火卷材。

所述的气凝胶材料可为现有技术中经过常压或超临界工艺干燥得到的纳米二氧化硅气凝胶，在硬泡聚氨酯泡沫中其添加量优选为聚氨酯泡沫重量的0.3-5％。

所述的防水防火卷材分为无胎基或无配筋加强网及有胎基或有配筋加强网的卷材，优选无胎基或无配筋加强网的卷材。

所述的防水防火卷材的制作方法为：采用高分子聚合物胶与无机粉料按1∶0.6-1.1的重量比例混合，用常规方法制得无胎基或无加强筋的防水防火卷材。

所述的防水防火卷材的另一种制作方法为：采用高分子聚合物胶、无机粉料按1∶0.6-1.1的重量比例混合后，在聚合物卷材生产线上引入胎基或配筋加强网，再按常规方法制得有胎基或有加强筋的防水防火卷材。

所述的无机粉料可采用无水泥基无机粉料或有水泥基无机粉料中的至少一种。

所述的高分子聚合物胶是由下列重量配比的原料制成的：75-90％的高分子聚合物乳液、0.5-1.5％的成膜助剂、0-0.8％的增稠剂、0.1-0.5％的消泡剂、0.4-1.2％的分散剂、3-6％的阻燃剂、6-15％的水。

所述的高分子聚合物乳液可采用纯丙乳液、硅丙乳液、VAE乳液中的中的至少一种；所述的成膜助剂可采用十二醇酯、丙二醇、乙二醇、OE300及二丁酯中的至少一种；所述的增稠剂可采用TE-936、TT-935、612NC中的至少一种；所述的消泡剂可采用NXZ、BD303、SPA-802、SPA-202、T206中的至少一种；所述的分散剂可采用8045、SN-5040、8420、FSY-3010、4410中的至少一种；所述的阻燃剂可为TCPP、TCEP、TDCPP、DMMP、氯化石蜡、水性聚磷酸铵中的至少一种。

所述的无水泥基无机粉料可采用下列重量配比的原料制成：65-85％的填料、15-35％的阻燃剂。

所述的填料可采用下列物质中的至少一种：滑石粉、轻钙、重钙、石英粉、灰钙粉、绢云母粉、钛白粉，其细度优选为400目-1250目；所述的阻燃剂可采用下列物质中的至少一种：十溴二苯醚、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑。

所述的有水泥基无机粉料采用下列重量配比的原料制成：30-45％的水泥、40-55％的填料、10-28％的阻燃剂。所述的填料采用下列物质中的至少一种：轻钙、重钙、滑石粉、灰钙粉、钛白粉、硅灰石粉，原料的细度优选为400-1250目；所述的阻燃剂采用下列物质中的至少一种：十溴二苯醚、氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑。

制作防水防火卷材，高分子聚合物胶与无水泥基无机粉料的重量配比为1∶0.6-1.1；高分子聚合物胶与有水泥基无机粉料的重量配比为1∶0.6-1.1，优选为1∶0.85-1.1。

高分子聚合物胶和无水泥基无机粉料按1∶0.6-1.1的重量配比制成无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材。

高分子聚合物胶和有水泥基无机粉料按1∶0.85-1.1的重量配比制成无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材。

高分子聚合物胶和无水泥基无机粉料按1∶0.6-1.1的重量配比混合后，引入胎基或配筋加强网，制成有胎基或有配筋加强网的防水防火卷材。

高分子聚合物胶和有水泥基无机粉料按1∶0.85-1.1的重量配比混合后，引入胎基或配筋加强网，制成有胎基或有配筋加强网的防水防火卷材。

对于有胎基或有配筋加强网的防水防火卷材，所使用的胎基或加强网可采用涤纶无纺布、丙纶无纺布、聚酯无纺布、玻璃丝纤维毡、耐酸碱且耐水解的玻璃纤维网格布中的至少一种。

本发明是在预先制作防水防火卷材和发泡料的基础上进行生产的，防水防火卷材生产时先将高分子聚合物胶和无机粉料按一定的比例搅拌均匀，然后在专业生产线上生产出无胎基(或无配筋加强网)的防水防火卷材或者有胎基(或有配筋加强网)的防水防火卷材；然后将选定的防水防火卷材作为复合层，采用聚氨酯发泡机将聚氨酯发泡料及气凝胶混合，在发泡成硬泡聚氨酯保温层的同时将防水防火卷材复合到硬泡聚氨酯保温层的两面，制成改性硬泡聚氨酯复合板。

复合在硬泡聚氨酯保温层二面的防水防火卷材最好至少一面为无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材，优选为二面均为无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材。

所述的硬泡聚氨酯保温层可根据需要采用现有技术中公开的任何制作硬泡聚氨酯的原料制作，本发明优选的制作硬泡聚氨酯保温层的原料的重量配比为：多异氰酸酯54-65％、聚醚多元醇2-6％、阻燃聚酯多元醇11-22％、增链剂0-4％、匀泡剂0.03-0.9％、催化剂0.6-1.5％、阻燃剂4.3-12.5％。

为提高泡沫的耐老化能力，在上述的发泡料中最好再加入0.1-0.3％的抗氧剂和0.07-0.3％的紫外线吸收剂。

上述的发泡原料聚醚多元醇、阻燃聚酯多元醇、增链剂、匀泡剂、催化剂、阻燃剂以及抗氧剂、紫外线吸收剂的混合物统称为组合聚醚，纳米二氧化硅气凝胶优先采用与组合聚醚混合，混合均匀后，再与多异氰酸酯进行混合反应。

按照本发明的方法制作的改性硬泡聚氨酯复合板同已有的技术相比可产生如下积极效果：在聚氨酯保温层中添加气凝材料，可以有效提高硬泡聚氨酯闭孔率，使硬泡聚氨酯的闭孔率达到95-97％，有助于热传导和泡沫吸水率的降低，可使硬泡聚氨酯的导热系数降低2-6％，从而使保温性能及防水抗渗性能提高。聚合物卷材采用的防水防火卷材，使聚氨酯复合板具有一道优良的防水防火屏障，防水抗渗性能好，强度高，能够有效防止火灾的发生，尤其是无胎基或无配筋加强网卷材复合的聚氨酯复合板，高温时，更能够有效适应硬泡聚氨酯的局部变形，增加外墙保温系统的安定性。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图。

图2为本发明另一种实施例的结构示意图。

图3为本发明第三种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述，然而所述的实施例不应以限制的方式解释。

实施例1：

按照本实施例的方法制作的改性硬泡聚氨酯复合板可参考图1，它展示的是在硬泡聚氨酯保温层的二面均复合无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材，由图中1可看出，它是在保温层2的两面皆复合无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材1，硬泡聚氨酯保温层2是在聚氨酯泡沫中添加了3.5％聚氨酯泡沫重量的经过常压干燥得到的纳米二氧化硅气凝胶。

具体制作过程如下：

高分子聚合物胶的制作：按下列重量配比称取原料：90％纯丙乳液、0.5％的成膜助剂、0.1％消泡剂、0.4％分散剂、3％阻燃剂、6％水，加入搅拌釜混合均匀。

无水泥基无机粉料的制作：按下列重量配比称取原料：65％填料(其中包括15％轻钙、10％重钙、20％石英粉、20％滑石粉)、35％氢氧化镁，加入搅拌釜中混合均匀。

无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材制作：将高分子聚合物胶和无水泥基无机粉料按1∶1.1比例搅拌均匀，在聚合物卷材生产线上经过涂敷、烘干、收卷等工序生产出无胎基或配筋加强网的防水防火卷材。

发泡料的制作：按下列重量配比称取发泡原料：65％的多异氰酸酯、2％的聚醚多元醇、22％阻燃聚酯多元醇、4％增链剂、0.9％匀泡剂、1.5％催化剂、4.3％阻燃剂、0.1％抗氧剂、0.2％紫外线吸收剂，称取3.5％上述发泡原料重量(相当于聚氨酯泡沫重量)的经过常压干燥得到的纳米二氧化硅气凝胶加入到上述35％的组合聚醚原料中，快速搅拌分散均匀，然后将上述所有的发泡原料经过聚氨酯发泡机快速分散混合，进入以无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材为复合层的层压机模腔中，在50-80℃的温度下制成改性硬泡聚氨酯复合板。

实施例2：

按照本实施例的方法制作的另一种改性硬泡聚氨酯复合板可参考图2，它展示的是在保温层的一面复合无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材，另一面则复合有胎基或有加强网的防水防火卷材，由图中2可看出，它是在保温层2的一面复合无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材1，另一面则复合有胎基或配筋加强网4的防水防火卷材3，胎基或配筋加强网4可采用玻璃纤维毡，保温层2为在聚氨酯泡沫中添加了5％聚氨酯泡沫重量的经过常压干燥得到的纳米二氧化硅气凝胶。

具体制作过程如下：

高分子聚合物胶的制作：按下列重量配比称取原料：75％硅丙乳液、1.5％的成膜助剂、0.8％增稠剂、0.5％消泡剂、1.2％分散剂、6％阻燃剂、15％水，加入搅拌釜内混合均匀。

有水泥基无机粉料的制作：按下列重量配比称取原料：45％水泥、45％填料(其中包括10％轻钙、7％重钙、14％石英粉、14％滑石粉)、10％三氧化二锑，加入搅拌釜中混合均匀。

无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材制作：将高分子聚合物胶和有水泥基无机粉料按1∶0.9比例搅拌均匀，在聚合物卷材生产线上经涂敷、烘干、收卷等工序生产出无胎基或无配筋加强网的防水防火卷材。

有胎基或有配筋加强网的防水防火卷材制作：将高分子聚合物胶和有水泥基无机粉料按1∶0.6比例搅拌均匀，在聚合物卷材生产线上引入胎基或者配筋加强网，经过涂敷、烘干、收卷等工序生产出有胎基或配筋加强网的防水防火卷材。

发泡料的制作：按下列重量配比称取发泡原料：54％多异氰酸酯、6％聚醚多元醇、22％阻燃聚酯多元醇、3.4％增链剂、0.5％匀泡剂、1％催化剂、12.5％阻燃剂、0.3％抗氧剂、0.3％紫外线吸收剂。称取5％上述发泡原料重量(相当于聚氨酯泡沫重量)的经过常压干燥得到的纳米二氧化硅气凝胶加入到上述46％的组合聚醚原料中，快速搅拌分散均匀。

然后将上述所有的发泡原料经过聚氨酯发泡机快速分散混合，进入以一面为无胎基或无配筋加强网防水防火卷材另一面为有胎基或配筋加强网的防水防火卷材为复合层的层压机模腔中，在50-80℃的温度下制成改性硬泡聚氨酯复合板。

实施例3：

按照本实施例的方法制作的第三种改性硬泡聚氨酯复合板可参考图3，它展示的是在保温层的二面均复合有胎基或有配筋加强网的防水防火卷材，由图3中可看出，它是在保温层2两面分别复合有胎基或配筋加强网4的防水防火卷材3，胎基或配筋加强网4为玻璃纤维毡，保温层2为在聚氨酯泡沫中添加了1.5％聚氨酯泡沫重量的经过常压干燥得到的纳米二氧化硅气凝胶。

具体制作过程如下：

高分子聚合物胶的制作：按下列重量配比称取原料：85％VAE乳液、1％的成膜助剂、0.5％增稠剂、0.3％消泡剂、0.9％分散剂、4％阻燃剂、8.3％水，加入搅拌釜中混合均匀。

无水泥基无机粉料的制作：按下列重量配比称取原料：85％填料(其中包括20％轻钙、15％重钙、25％石英粉、25％滑石粉)、15％氢氧化铝，加入搅拌釜中混合均匀。

有水泥基无机粉料的制作：按下列重量配比称取原料：30％水泥、42％填料(其中包括10％轻钙、6％重钙、14％石英粉、12％滑石粉)、28％十溴二苯醚，加入搅拌釜中混合均匀。

有胎基或有配筋加强网的防水防火卷材制作：将高分子聚合物胶和有水泥基无机粉料按1∶1.1比例搅拌均匀，在聚合物卷材生产线上引入胎基或者配筋加强网，经过涂敷、烘干、收卷等工序生产出有胎基或配筋加强网的防水防火卷材。

发泡料的制作：按下列重量配比称取发泡原料：63％多异氰酸酯、4％聚醚多元醇、18.1％阻燃聚酯多元醇、3％增链剂、0.03％匀泡剂、0.6％催化剂、11％阻燃剂、0.2％抗氧剂、0.07％紫外线吸收剂。称取1.5％上述发泡原料重量(相当于聚氨酯泡沫重量)的经过常压干燥得到的纳米二氧化硅气凝胶加入到上述的37％的组合聚醚原料中，快速搅拌分散均匀。

然后将所有发泡料经过聚氨酯发泡机快速分散混合，进入以有胎基或配筋加强网的防水防火卷材为复合层的层压机模腔中，在50-80℃的温度下制成改性硬泡聚氨酯复合板。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于纳米二氧化硅气凝胶的添加量为聚氨酯泡沫重量的5.5％。抗氧剂添加量为0.12％，紫外线吸收剂添加量为0.1％。

实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于经过超临界工艺得到的纳米二氧化硅气凝胶的添加量为聚氨酯泡沫重量的1％。抗氧剂添加量为0.15％，紫外线吸收剂添加量为0.09％。

实施例6：

本实施例与实施例5的区别在于纳米二氧化硅气凝胶添加量为聚氨酯泡沫重量的0.05％。抗氧剂添加量为0.15％，紫外线吸收剂添加量为0.12％。

实施例7：

本实施例与实施例2的区别在于纳米二氧化硅气凝胶的添加量为聚氨酯泡沫重量的6％，防水防火卷材的胎基或配筋加强网为玻璃纤维网格布。抗氧剂添加量为0.21％，紫外线吸收剂添加量为0.18％。

实施例8：

本实施例与实施例2的区别在于经过超临界工艺得到的纳米二氧化硅气凝胶的添加量为聚氨酯泡沫重量的0.9％，防水防火卷材的胎基或配筋加强网为丙纶无纺布。抗氧剂添加量为0.25％，紫外线吸收剂添加量为0.23％。

实施例9：

本实施例与实施例3的区别在于纳米二氧化硅气凝胶的添加量为聚氨酯泡沫重量的6.5％，防水防火卷材的胎基或配筋加强网为涤纶无纺布。抗氧剂添加量为0.0.22％，紫外线吸收剂添加量为0.27％。

实施例10：

本实施例与实施例3的区别在于经过超临界工艺得到的纳米二氧化硅气凝胶的添加量为聚氨酯泡沫重量的0.05％，防水防火卷材的胎基或配筋加强网为聚酯无纺布。抗氧剂添加量为0.23％，紫外线吸收剂添加量为0.28％。

本发明所述的专业生产线皆为现有技术公开的任何可用来制作聚合物卷材和聚氨酯复合板的生产线。

Claims

1.一种改性硬泡聚氨酯复合板，包括由多异氰酸酯和组合聚醚发泡而成的硬泡聚氨酯保温层及在硬泡聚氨酯发泡过程中直接复合在保温层两面的聚合物卷材层，其特征在于在硬泡聚氨酯保温层内添加气凝胶材料，所述的聚合物卷材层为防水防火卷材。

2.按照权利要求1所述的改性硬泡聚氨酯复合板，其特征在于复合在保温层两面的防水防火卷材，至少一面为无胎基或无加强筋的防水防火卷材。

3.一种制作权利要求1所述的改性硬泡聚氨酯复合板的方法，包括预先制作聚合物卷材及在多异氰酸酯和组合聚醚发泡成硬泡聚氨酯保温层的过程中直接将聚合物卷材复合在硬泡聚氨酯保温层两面工序，其特征在于在硬泡聚氨酯保温层内添加气凝胶材料，其添加量为聚氨酯泡沫重量的0.05～6.5％，所述的聚合物卷材为防水防火卷材。

4.按照权利要求3所述的制作改性硬泡聚氨酯复合板的方法，其特征在于所述的气凝胶材料为纳米二氧化硅气凝胶，其添加量为聚氨酯泡沫重量的0.3～5％。

5.按照权利要求3所述的制作改性硬泡聚氨酯复合板的方法，其特征在于所述的防水防火卷材的制作方法为：用高分子聚合物胶与无机粉料按1∶0.6-1.1的重量比例混合后，用常规方法制得无胎基或无加强筋的防水防火卷材。

6.按照权利要求3所述的制作改性硬泡聚氨酯复合板的方法，其特征在于所述的防水防火卷材的制作方法为：采用高分子聚合物胶、无机粉料按1∶0.6-1.1的重量比例混合后，在聚合物卷材生产线上引入胎基或配筋加强网，再按常规方法制得有胎基或有加强筋的防水防火卷材。

7.按照权利要求5或6所述的制作改性硬泡聚氨酯复合板的方法，其特征在于所述的高分子聚合物胶是由下列重量配比的原料制成的：75-90％的高分子聚合物乳液、0.5-1.5％的成膜助剂、0-0.8％的增稠剂、0.1-0.5％的消泡剂、0.4-1.2％的分散剂、3-6％的阻燃剂、6-15％的水。

8.按照权利要求5或6所述的制作改性硬泡聚氨酯复合板的方法，其特征在于所述的无机粉料采用无水泥基无机粉料或有水泥基无机粉料中的至少一种。

9.按照权利要求8所述的制作改性硬泡聚氨酯复合板的方法，其特征在于所述的无水泥基无机粉料采用下列重量配比的原料制得：65-85％的填料、15-35％的阻燃剂；有水泥基无机粉料采用下列重量配比的原料制得：30-45％的水泥、40-55％的填料、10-28％的阻燃剂。