CN102322110A

CN102322110A - 智能调温聚氨酯节能板及其制备方法

Info

Publication number: CN102322110A
Application number: CN201110202476A
Authority: CN
Inventors: 孙蓉; 赖茂柏; 张海文; 邹杰; 王依海; 赵涛; 胡友根
Original assignee: Shenzhen Chixiao Building Technology Co ltd; Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Current assignee: Shenzhen Chixiao Building Technology Co ltd; Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明涉及一种智能调温聚氨酯节能板，包括两层彩钢板及置于两层彩钢板之间且与彩钢板粘合的掺有有机储能相变材料及纳米加工助剂的聚氨酯复合板，其中，有机储能相变材料占聚氨酯复合板重量的5～20％，纳米加工助剂占聚氨酯复合板重量的0.5％～2％。上述智能调温聚氨酯节能板中含有储能相变材料，具有良好的调温隔热效果，当环境温度高于设定温度时，储能相变材料吸收热量并阻止温度的升高，当环境温度低于设定温度时，储能相变材料释放热量并阻止温度的降低，从而通过储能相变材料的作用实现智能调温。此外，本发明还涉及一种智能调温聚氨酯节能板的制备方法。

Description

智能调温聚氨酯节能板及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及节能材料领域，尤其涉及一种智能调温聚氨酯节能板及其制备方法。

【背景技术】

彩钢复合板是近些年发展起来的一种经济实用型建筑材料，通过将彩色涂层钢板或其它面板及底板与隔热芯材通过粘合剂或发泡剂复合制成隔热复合维护板材。彩钢复合板主要应用于对保温隔热具有特殊要求的场合，如：工业厂房、仓库、冷库、箱体包装、轻钢住宅、原有建筑夹层房、活动板房、各种净化房、空调室等。

虽然彩钢复合板具备有了一定的隔热性能，但通常使用时是将彩钢复合板与高档聚氨酯复合板材复合使用，而高档聚氨酯复合板材导热系数可达0.024W/(m*k)，在日晒作用下(外表面约70℃)仍然容易传入大量的热，因此彩钢复合板装配而成的房屋，无法在较热的天气下真正实现隔热作用，且无法实现调温功能。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种具有调温隔热功能的智能调温聚氨酯节能板及其制备方法。

一种智能调温聚氨酯节能板，包括两层彩钢板及置于两层彩钢板之间且与所述彩钢板粘合的掺有有机储能相变材料及纳米加工助剂的聚氨酯复合板，其中，所述有机储能相变材料占所述聚氨酯复合板重量的5～20％，所述纳米加工助剂占所述聚氨酯复合板重量的0.5％～2％。

优选的，所述有机储能相变材料为核壳结构的有机相变材料，其中，核层为C₁₅～C₂₅的烷烃及软脂酸中的至少一种，壳层为脲醛树脂类聚合材料。

优选的，所述纳米加工助剂为粒径10～40nm的纳米二氧化硅颗粒、纳米碳酸钙颗粒及纳米磷酸钙颗粒中的一种或几种。

优选的，所述聚氨酯复合板中聚氨酯为异氰酸酯与组合聚醚按重量比0.8∶1～1.2∶1反应制成的多孔泡沫结构；且所述异氰酸酯为二异氰酸酯或多异氰酸酯，所述组合聚醚多元醇的缩聚物。

上述智能调温聚氨酯节能板中含有储能相变材料，具有良好的调温隔热效果，当环境温度高于设定温度时，储能相变材料吸收热量并阻止温度的升高，当环境温度低于设定温度时，储能相变材料释放热量并阻止温度的降低，从而通过储能相变材料的作用实现智能调温。

此外，储能相变材料在相变过程中性能稳定，使用寿命长，无毒无害，不会发生挥发、渗漏，节能效果明显，可以广泛应用在活动板房等建筑行业领域。

一种智能调温聚氨酯节能板的制备方法，包括如下步骤：将有机储能相变材料与纳米加工助剂加入至组合聚醚中，混合均匀后加入异氰酸酯，进入聚氨酯连续生产线，并在两层彩钢板之间进行连续发泡处理，得到所述智能调温聚氨酯节能板；其中，异氰酸酯与组合聚醚的重量比为0.8∶1～1.2∶1，有机储能相变材料占所述聚氨酯复合板重量的5％～20％，纳米加工助剂占所述聚氨酯复合板重量的0.5％～2％。

优选的，所述异氰酸酯为二异氰酸酯或多异氰酸酯，所述组合聚醚多元醇的缩聚物。

通过在彩钢板之间进行异氰酸酯与组合聚醚的发泡反应，制备过程原理简单，反应生成的聚氨酯多孔结构直接与彩钢板粘合，一体成型，稳定性好。采用连续生产线制备方法，可以利用原有的聚氨酯连续生产线，不需要对设备进行改造或升级，并且对原有的聚氨酯连续生产线不产生任何影响，因此，此制备方法可以广泛推广应用。

【附图说明】

图1为一实施方式的智能调温聚氨酯节能板的结构示意图；

图2为实施例部分的模拟工况测试实验数据图。

【具体实施方式】

下面主要结合附图及具体实施例对智能调温聚氨酯节能板及其制备方法作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施方式的智能调温聚氨酯节能板100，包括两层彩钢板110及置于两层彩钢板110之间且与彩钢板110粘合的掺有有机储能相变材料及纳米加工助剂的聚氨酯复合板120。其中，有机储能相变材料占聚氨酯复合板120重量的5～20％，纳米加工助剂占聚氨酯复合板120重量的0.5％～2％。

聚氨酯复合板120中的聚氨酯优选为异氰酸酯与组合聚醚按重量比0.8∶1～1.2∶1反应制成的多孔泡沫结构；其中，异氰酸酯可为二异氰酸酯或多异氰酸酯，如二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等；组合聚醚为二羟基或多羟基化合物，是多元醇的缩聚物。

本实施方式所用的有机储能相变材料为核壳结构的有机相变材料，其中，核层为C₁₅～C₂₅的烷烃及软脂酸中的至少一种，壳层为脲醛树脂类聚合材料。

本实施方式所用的纳米加工助剂为粒径10～40nm的纳米二氧化硅颗粒、纳米碳酸钙颗粒及纳米磷酸钙颗粒中的一种或几种。

上述智能调温聚氨酯节能板100中含有储能相变材料，具有良好的调温隔热效果，当环境温度高于设定温度时，储能相变材料吸收热量并阻止温度的升高，当环境温度低于设定温度时，储能相变材料释放热量并阻止温度的降低，从而通过储能相变材料的作用实现智能调温。

此外，储能相变材料在相变过程中性能稳定，保温区间在15～35℃之间，可以满足日常生活需要，且使用寿命长，无毒无害，不会发生挥发、渗漏，节能效果明显，可以广泛应用在活动板房等建筑行业领域。

制备得到的智能调温聚氨酯节能板100，可将其应用于大型厂房，建设工程指挥部、项目经理部、市内建筑工地，办公、职工宿舍、伙房、餐厅、仓库、水泥库及大型工地等整体性生活区用房，利用储能相变材料的智能调温效果，提高居住舒适度，减少空调等调温电器的耗电量，实现节能环保。

本实施方式还提供了一种智能调温聚氨酯节能板的制备方法，包括如下步骤：将有机储能相变材料与纳米加工助剂加入至组合聚醚中，混合均匀后加入异氰酸酯，进入聚氨酯连续生产线，并在两层彩钢板之间进行连续发泡处理，得到智能调温聚氨酯节能板。其中，异氰酸酯与组合聚醚的重量比为0.8∶1～1.2∶1，有机储能相变材料占聚氨酯复合板重量的5％～20％，纳米加工助剂占聚氨酯复合板重量的0.5％～2％。

通过在彩钢板110之间进行异氰酸酯与组合聚醚的发泡反应，制备过程原理简单，反应生成的聚氨酯多孔结构直接与彩钢板粘合，一体成型，稳定性好。采用连续生产线制备方法，可以利用原有的聚氨酯连续生产线，不需要对设备进行改造或升级，并且对原有的聚氨酯连续生产线不产生任何影响，因此，此制备方法可以广泛推广应用。

以下为具体实施例部分：

材料准备：有机储能相变材料：核层：C₂₀～C₂₂的烷烃，相变点约为27℃，壳层：脲醛树脂；纳米加工助剂：纳米碳酸钙颗粒；聚氨酯采用聚醚多元醇与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)聚合；

制备过程：称取36kg储能相变材料和0.9kg纳米碳酸钙颗粒，加入至180kg聚醚多元醇(白料)中，搅拌混合约30分钟至均匀，记为组合白料；再称取200kgMDI，记为黑料；将组合白料与黑料分别加入至聚氨酯连续生产线的进料罐中，在两层彩钢复合板之间进行连续发泡作业，得到智能调温聚氨酯节能板，厚度为10cm，结构如图1所示。

性能检测：采用对比实验的方法，取一块普通聚氨酯板与上述制备得到的智能调温聚氨酯节能板进行加热对比实验：在两块板的一侧，利用红外灯加热，调整加热功率，使该侧的表面温度控制在60～70℃之间，然后，在板材的另一侧，利用温度探测器进行温度测量。

如图2所示，随着时间的推移，普通聚氨酯板另一侧温度逐渐上升；而本实施例的节能聚氨酯板材则不同，当温度上升到一定温度后，储能相变材料开始相变，并吸收大量的热，相变的过程中，另一侧的温度基本保持不变，当储能相变材料全部发生作用后，智能调温聚氨酯节能板的热性能恢复正常，温度开始升高。

相变材料的相变过程，温度基本保持不变，相变过程所对应的时间t1～t2，该段时间内保持温度稳定(2小时内温度基本稳定，温度上升缓慢，仅升高2℃)。如果将智能调温聚氨酯节能板装配成房屋，则智能调温聚氨酯节能板能够保持房屋在日晒作用下，温度恒定一段时间，这段时间房屋的空调系统不需要工作，从而节约空调的电量消耗。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种智能调温聚氨酯节能板，其特征在于，包括两层彩钢板及置于两层彩钢板之间且与所述彩钢板粘合的掺有有机储能相变材料及纳米加工助剂的聚氨酯复合板，其中，所述有机储能相变材料占所述聚氨酯复合板重量的5～20％，所述纳米加工助剂占所述聚氨酯复合板重量的0.5％～2％。

2.如权利要求1所述的智能调温聚氨酯节能板，其特征在于，所述有机储能相变材料为核壳结构的有机相变材料，其中，核层为C₁₅～C₂₅的烷烃及软脂酸中的至少一种，壳层为脲醛树脂类聚合材料。

3.如权利要求1所述的智能调温聚氨酯节能板，其特征在于，所述纳米加工助剂为粒径10～40nm的纳米二氧化硅颗粒、纳米碳酸钙颗粒及纳米磷酸钙颗粒中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的智能调温聚氨酯节能板，其特征在于，所述聚氨酯复合板中聚氨酯为异氰酸酯与组合聚醚按重量比0.8∶1～1.2∶1反应制成的多孔泡沫结构；且所述异氰酸酯为二异氰酸酯或多异氰酸酯，所述组合聚醚多元醇的缩聚物。

5.一种智能调温聚氨酯节能板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将有机储能相变材料与纳米加工助剂加入至组合聚醚中，混合均匀后加入异氰酸酯，进入聚氨酯连续生产线，并在两层彩钢板之间进行连续发泡处理，得到所述智能调温聚氨酯节能板；其中，异氰酸酯与组合聚醚的重量比为0.8∶1～1.2∶1，有机储能相变材料占所述聚氨酯复合板重量的5％～20％，纳米加工助剂占所述聚氨酯复合板重量的0.5％～2％。

6.如权利要求5所述的智能调温聚氨酯节能板的制备方法，其特征在于，所述有机储能相变材料为核壳结构的有机相变材料，其中，核层为C₁₅～C₂₅的烷烃及软脂酸中的至少一种，壳层为脲醛树脂类聚合材料。

7.如权利要求5所述的智能调温聚氨酯节能板的制备方法，其特征在于，所述纳米加工助剂为粒径10～40nm的纳米二氧化硅颗粒、纳米碳酸钙颗粒及纳米磷酸钙颗粒中的一种或几种。

8.如权利要求5所述的智能调温聚氨酯节能板的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯为二异氰酸酯或多异氰酸酯，所述组合聚醚多元醇的缩聚物。