CN102531467B - 硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板及其制备方法 - Google Patents

硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板及其制备方法，其中硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板采用膨胀玻化微珠为分散相，以聚氨酯A料和聚氨酯B料为连续相。本发明的保温阻燃板具有保温效果好，阻燃性能优越的特点。

Description

硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体地说是一种硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，对建筑的要求也越来越高。除了建筑质量、美观等要求外，建筑物的保温性能也是其中重要的要求之一。现今社会，建筑物的能源消耗占了社会总能源消耗的相当的比重。而建筑物的能源消耗主要是温度调节上的能源消耗。在节能减排的社会发展趋势下，提高建筑物的保温性能，降低建筑物温度调节的能源消耗具有重大意义。
硬泡聚氨酯材料作为一种优异的保温材料，其导热系数低，仅为0.018～0.023W/(m.K)，是目前所有保温材料中最低的，此外它还具有质量轻、粘着力强、防水、隔音、抗老化等优点。因此，在建筑节能领域将有很大的发展空间。但作为一种有机高分子物质，它的市场价格偏高，特别是将其应用于某些特定保温工程时，往往需要进一步提高其防火性(例如大型公共建筑)、压缩性和热稳定性(例如地下热水池保温工程)，这就需要在保障它保温隔热性能的基础上，尽量降低成本，提高防火、耐热、耐久及力学性能，以便获得更加优异的综合性能。将聚氨酯与某些无机保温颗粒例如膨胀珍珠岩类颗粒复合，利用珍珠岩颗粒相对低廉的价格、优异的防火性能、良好的耐久和耐候性，来对聚氨酯进行改性不失为一种有效的方法。
在无机保温材料中，广义的膨胀珍珠岩类颗粒包括开孔珍珠岩、闭孔珍珠岩以及玻化微珠，由于它们自身具有多孔结构，因此是一种良好的保温材料，以玻化微珠为例，其导热系数最低可达0.038W/(m.K)。但在实际应用中，它们通常不单独使用，而是通过无机胶凝材料的粘结作用，制成具有一定形状的硬质块状制品或保温砂浆，由于无机胶凝材料的高导热性，使得最终膨胀珍珠岩制品的保温性能急剧下降；此外，制品高的吸水性，也是此类材料必须解决的问题，尽管有时对珍珠岩采用憎水或玻化处理，但在与无机胶凝材料混合过程中，不可避免的使泡体破损，使得憎水处理失效和保温性能进一步降低。设想将无机凝胶材料用有机聚氨酯硬泡体代替，利用聚氨酯优异的粘结性和防水性制备轻质、防水、低导热系数的新型珍珠岩产品，从而克服珍珠岩制品自身导热系数高的缺点，将为发挥无机保温材料环境友好、原料易得、性能稳定等优点创造条件，这也将为珍珠岩在新的节能形式下重新发挥重要作用提供新的契机。
鉴于上述现有的建筑物保温材料具有诸多缺陷，本发明人积极加以研究和创新，以发明一种新型的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板及其制备方法，消除现有技术存在的缺陷，使其更加具有实用性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板。本发明的保温阻燃板具有保温效果好，阻燃性能优越的特点。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板，其采用膨胀玻化微珠为分散相，以聚氨酯A料(多异氢酸酯组合料)和聚氨酯B料(聚醚多元醇组合料)生成的聚氨酯为连续相。
进一步，所述膨胀玻化微珠预先用偶联剂进行了表面活化的膨胀玻化微珠。
进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步，所述膨胀玻化微珠与聚氨酯A料和聚氨酯B料生成的聚氨酯的质量比为0.1～0.8∶1。使膨胀玻化微珠的体积占总体积的10～60％，使其阻燃性能大大提高。
进一步，所述膨胀玻化微珠的粒径为0.1～12mm。
进一步，所述聚氨酯B料和聚氨酯A料的质量比1∶1.2～1∶1.3。使生成的聚氨酯的乳白时间为20～180秒，便于进行浇铸成型。
本发明的另一目的为提供一种上述的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板的制备方法，本发明方法可制得保温效果好，阻燃性能优越的保温阻燃板。实现该目的的技术方案如下：
上述的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板的制备方法，包括如下步骤：a.先将膨胀玻化微珠与聚氨酯A料和聚氨酯B料中的任意一个混合；b.然后再与聚氨酯A料和聚氨酯B料中的另一个混合；c.最后在常温下进行浇铸得到保温阻燃板。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板采用膨胀玻化微珠作为骨料，膨胀玻化微珠采用高温玻化技术，其为闭孔玻化结构，保温性能优于膨胀珍珠岩。并且本发明的保温阻燃板可在常温下浇铸而成，易于批量生产，生产效率高。本发明的保温阻燃板中的膨胀玻化微珠的体积可达到总体积的60％，可大大提高其阻燃性能。本发明的保温阻燃板的抗拉强度、抗压强度等力学性能均较为优越。本发明的保温阻燃板的均匀性好，膨胀玻化微珠分散均匀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
实施例1
将16g平均粒径为0.1mm的膨胀玻化微珠用0.5g硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷进行表面活化，然后将膨胀玻化微珠与60g聚氨酯A料(多异氢酸酯组合料)混合，混合均匀后，再加入50g聚氨酯B料(聚醚多元醇组合料)进行混合，混合均匀后进行浇铸，成型后即得本发明的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板。或者进一步，根据使用的需要对其进行切割。
实施例2
先将32g平均粒径为0.5mm的膨胀玻化微珠用硅烷偶联剂0.16g
γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷进行表面活化，然后将膨胀玻化微珠与50g聚氨酯B料混合，混合均匀后，再加入60gA料聚氨酯进行混合，混合均匀后进行浇铸，成型后即得本发明的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板。
实施例3
先将40g平均粒径为1.0mm的膨胀玻化微珠用0.1gγ-巯丙基三甲氧基硅烷进行表面活化，然后将膨胀玻化微珠与65g聚氨酯A料(混合，混合均匀后，再加入50g聚氨酯B料进行混合，混合均匀后进行浇铸，成型后即得本发明的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板。
实施例4
先将55g平均粒径为12.0mm的膨胀玻化微珠用硅烷偶联剂0.5g硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行表面活化，然后将膨胀玻化微珠与65克聚氨酯A料混合，混合均匀后，再加入50克聚氨酯B料)进行混合，混合均匀后进行浇铸，成型后即得本发明的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板。
本发明的上述四个实施例得到的保温阻燃板的性能见下表1。
表1
Figure BDA0000111368010000041
Figure BDA0000111368010000051
通过表1可以看出，经过使用硅烷偶联剂对膨胀玻化微珠的表面进行活化后再与硬泡聚氨酯组分进行混合，增加了其与聚氨酯分子间的结合力，提高了本发明的保温阻燃板的力学性能。同时，可以增加膨胀玻化微珠在本发明的保温阻燃板中所占的体积百分比。由于无机颗粒与高分子材料之间的相容性较差，且聚氨酯硬泡发泡后，使得体积急剧增加，因此最终得到的复合材料中的无机颗粒所占总体积的比例都较低，这将影响阻燃性能的提高。而本发明的保温阻燃板中的膨胀玻化微珠所占的体积能达到60％，使阻燃性能得到大幅的提高。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板，其特征在于，其采用膨胀玻化微珠为分散相，以聚氨酯A料和聚氨酯B料生成的聚氨酯为连续相，所述膨胀玻化微珠是预先用偶联剂进行了表面活化的膨胀玻化微珠，所述膨胀玻化微珠与聚氨酯A料和聚氨酯B料生成的聚氨酯的质量比为0.1～0.8：1，膨胀玻化微珠的体积占总体积的10～60%；所述膨胀玻化微珠的粒径为0.1～12mm；所述聚氨酯B料和聚氨酯A料的质量比为1：1.2～1：1.3，所述聚氨酯B料和聚氨酯A料生成的聚氨酯的乳白时间为20～180秒。
2.根据权利要求1所述的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
3.权利要求1或2所述的硬泡聚氨酯-膨胀玻化微珠复合保温阻燃板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a.先将膨胀玻化微珠与聚氨酯A料和聚氨酯B料中的任意一个混合；b.然后再与聚氨酯A料和聚氨酯B料中的另一个混合；c.最后在常温下进行浇铸得保温阻燃板。
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