CN103214651B - 一种喷涂硬泡聚氨酯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷涂硬泡聚氨酯材料，是一种现场喷涂成型的双组分泡沫塑料，由A组分和B组分构成，其中所述A组分包含30重量份的甲苯二异氰酸酯、0-30重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和70-100重量份的多苯基多亚甲基多异氰酸酯组成;所述B组分包含50-110重量份的多元醇、2-7重量份的催化剂、1.5-2.5重量份的硅油、1.5-2.5重量份的水和15-20重量份的发泡剂。本发明所使用材料制备泡沫，导热系数较环戊烷泡沫明显低，在异氰酸酯与组合料反应过程中，能提高物料的乳白性能、减少发泡剂的用量、降低反应物料环境条件等参数的敏感性，能够形成具有高强度、高密度、防水、保温、隔热、防腐和耐溶剂等功能的泡沫塑料层。

Description

一种喷涂硬泡聚氨酯材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种喷涂硬泡聚氨酯材料，属于建筑化学材料领域。

背景技术

喷涂硬泡聚氨酯材料是一种新型的高分子合成材料，在几十年的发展过程中，其优异的特性在不同的建筑业领域中，用作屋面保温、隔热、隔音材料性能优越。喷涂硬泡聚氨酯材料屋面在欧、美、日等工业发达国家和我国香港地区及大陆地区均已获得广泛应用，市场增长率保持3-5%，美国2005年增长率为5.6%。在喷涂SPF与叠层油毡屋面的竟争中以其保温隔热、耐水、羟质、耐风揭占据着越来越明显的优势。作为一种优异的保温节能材料，聚氨酯硬泡在建筑节能方面具有巨大的发展潜力，其导热系数低，仅0.018-0.024(w/m.k)，相当于EPS的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的，且热工性能好，还具有耐老化、化学稳定性好、防潮防水性优良、耐温不熔化，与建筑物基面粘结性能好等优点。尽管喷涂硬泡聚氨酯材料具有上述诸多优点，但是已有的喷涂硬泡聚氨酯材料仅具有保温隔热的功能，在进行屋面施工时，为了提高使用寿命，改善防水耐水性能，除要做保温层外还需要额外做防水层。

同时，已有的材料为降低泡沫成本，改善泡沫的低导热系数，降低发泡剂的用量，在组合料中加入聚醚胺和水减少由于地理环境，天气条件(湿度)，影响泡沫的扩散或发泡，这样也降低了降低发泡的可操作性，最终影响泡沫的综合性能。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明公开了一种喷涂硬泡聚氨酯材料，通过组成成分的改进，该材料具有高强度、高密度、防水、保温、隔热、防腐和耐溶剂等功能的泡沫塑料层。主要应用于工业与民用建筑的各种屋面、墙体、大跨度的轻型金属、网架结构屋面和高层建筑、上人屋面或屋顶花园的防水、保温、绝热等。

为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种喷涂硬泡聚氨酯材料，是现场喷涂成型的的双组分泡沫塑料，由A组分和B组分构成，其中：

所述A组分：包含0-30重量份的甲苯二异氰酸酯、0-30重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和70-100重量份的多苯基多亚甲基多异氰酸酯；

所述B组分：包含50-110重量份的多元醇、2-7重量份的催化剂、1.5-2.5重量份的硅油、1.5-2.5重量份的水和15-20重量份的发泡剂。

在上述表述中，申请人在表达成分用量的时候使用了0-x的表达方式，用于表达的含义是此成分是可选的，可以加入此成分，也可以不加入此成分，当加入此成分时，该成分用量不高于x。

在A组分中，多异氰酸酯和二异氰酸酯的端氨基聚醚的比例是可以调整的，这主要取决于所需的最终产品的性能，要想得到强度高的泡沫塑料，应增加多异氰酸酯的用量，要想得到密度低的泡沫塑料应增加二异氰酸酯的用量。

在本发明的进一步详述和具体实施中，公开了所用的各种成分的优选类型，以便更好、更清楚的描述本发明，然而这种详细描述并不构成对本发明的特别限制，不依靠这些细节信息而采用本发明技术领域其他通用的化学材料，只要其符合本发明上述对各组成成分名称所做的限定，依旧属于本发明的保护范围。

其中，所述多元醇是选自聚醚多元醇，聚酯多元醇，聚合物多元醇、聚醚胺或其混合物；

具体的，当其为聚醚多元醇时，所述聚醚多元醇选自蔗糖系、山梨醇系、乙二胺系的聚醚多元醇或其混合物，且羟值在240-550mgKOH/g。

当其为聚酯多元醇时，所述聚酯多元醇是选自苯酐系、松香系的聚酯多元醇或其混合物，且羟值在240-550mgKOH/g之间。

当其为聚醚胺时，所述聚醚胺采用D-230或D-400。

当其为聚合物多元醇时，是指的化学上特定的材料，对应英文为POP，是一种具有特殊性能的改性聚醚多元醇，以聚醚多元醇（PPG）为母体，与丙烯腈（AN）、苯乙烯（St）接枝共聚制得，是聚醚多元醇、接枝聚醚多元醇、苯乙烯与丙烯腈等乙烯基单体的共聚物或自聚物组成的共混体系。此类产品在市场上广为销售。

其中，所述催化剂选自二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺、三（二甲氨基丙基）六氢三嗪、异辛酸钾、二甲基苄胺或其混合物。

其中，所述发泡剂是常见的工业助剂，在本发明中优选的是环戊烷与hfc-245fa（1,1,1,3,3五氟丙烷）或hcfc-141b（1,1-二氯-1-氟乙烷）组成的混合物。

本发明的喷涂硬泡聚氨酯材料，在使用时将A组分、B组分按照体积比1： 1的比例进行混合喷涂。

进一步的，本发明公开了所述喷涂硬泡聚氨酯材料的制备方法，包括下述步骤：A组分：取各成分，混合均匀即可；B组分：取各成分，混合均匀即可。

本发明的材料，通过组合聚醚与异氰酸酯制备泡沫，导热系数较环戊烷泡沫明显低，在异氰酸酯与组合料反应过程中，能提高物料的乳白性能、减少发泡剂的用量、降低反应物料环境条件等参数的敏感性。

具体实施方式

实施例1

将B组份发泡剂15kg（环戊烷10kg与hfc-245fa7kg组成的混合物）与乙二胺聚醚多元醇70kg、硅油2kg、水2kg和五甲基二乙烯三胺3kg混合均匀，A组分选用多苯基多亚甲基多异氰酸酯M20S100kg。

A,B组分通过美国Graco公司的A-20主机和Fusion AP喷枪按1:1(体积比)喷涂形成聚氨酯泡沫塑料。

经检测，该聚氨酯泡沫塑料的主要物理性能见表

表1：实施例1物理性能

性能	指标
		乳白时间	2-3s
纤维时间	8-10s
		不粘手时间	11-12s

实施例2-4

按照下表2的比例组成A组分、B组分，其中发泡剂依次为10份环戊烷与7份hfc-245fa混合物、9份环戊烷与8份hcfc-141b混合物、8份环戊烷与9份hfc-245fa混合物；其中A组分的异氰酸酯依次为30重量份的甲苯二异氰酸酯、70重量份的多苯基多亚甲基多异氰酸酯混合物；10重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和90重量份的多苯基多亚甲基多异氰酸酯混合物；10重量份的甲苯二异氰酸酯、10重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和80重量份的多苯基多亚甲基多异氰酸酯混合物；其中的DD-4110、PS-3152、NT-403A、B8664、PC-41分别是可以从市场上采购的聚醚多元醇、聚酯多元醇、硬泡聚醚多元醇、硅油、三(二甲氨基 丙基)六氢三嗪的型号。

对于实施例2-4的检测结果如表2所述：

表2聚氨酯泡沫塑料的主要物理性能

注：原料皆以重量分数计算。

Claims (6)

1.一种喷涂硬泡聚氨酯材料，是现场喷涂成型的的双组分泡沫塑料，按照体积比1：1的比例进行混合喷涂，该材料由A组分和B组分构成，其特征在于：

所述A组分：包含0-30重量份的甲苯二异氰酸酯、0-30重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和70-100重量份的多苯基多亚甲基多异氰酸酯；

所述B组分：包含50-110重量份的多元醇、2-7重量份的催化剂、1.5-2.5重量份的硅油、1.5-2.5重量份的水和15-20重量份的发泡剂；

其中，所述发泡剂是环戊烷与1，1,1,3,3五氟丙烷或1,1-二氯-1-氟乙烷组成的混合物。

2.根据权利要求1所述的喷涂硬泡聚氨酯材料，其特征在于所述的多元醇选自聚醚多元醇，聚酯多元醇，聚合物多元醇或其混合物。

3.根据权利要求2所述的喷涂硬泡聚氨酯材料，其特征在于所述多元醇选自蔗糖系、山梨醇系、乙二胺系的聚醚多元醇或其混合物，且羟值在240-550mgKOH/g。

4.根据权利要求2的喷涂硬泡聚氨酯材料，其特征在于所述的聚酯多元醇选自苯酐系、松香系的聚酯多元醇或其混合物，且羟值在240-550mgKOH/g之间。

5.根据权利要求1的喷涂硬泡聚氨酯材料，其特征在于所述催化剂选自二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺、三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、异辛酸钾、二甲基苄胺或其混合物。

6.根据权利要求1的喷涂硬泡聚氨酯材料，其特征在于所述B组分中还含有抗氧剂、紫外线吸收剂、颜填料和/或增强材料。