CN104031378A - 热反射-储能型聚氨酯泡沫及其制备方法 - Google Patents

热反射-储能型聚氨酯泡沫及其制备方法 Download PDF

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本发明公开一种热反射-储能型聚氨酯泡沫及其制备方法。本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫是泡沫体内包含有相变储能材料和石墨的聚氨酯泡沫。相变储能材料最好是以采用膨胀珍珠岩为载体、相变储能材料吸附于膨胀珍珠岩载体内形成的相变储能材料组合体形式进入聚氨酯泡沫。相变储能材料可以是有机相变储能材料和无机相变储能材料中一种或一种以上。石墨可以是微米石墨微片、纳米石墨微片或膨胀石墨。相变储能材料质量分数以≤50％为宜，石墨质量分数以≤20％为宜。本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法可以是挤出发泡、注射发泡、浇铸发泡或者模压发泡。本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫兼具相变蓄热特性和热反射功能，保温性能优异。

Description

热反射-储能型聚氨酯泡沫及其制备方法
一、技术领域
本发明涉及保温泡沫及其制备方法，特别涉及热反射-储能型聚氨酯泡沫及其制备方法，属于保温节能领域。
二、背景技术
聚氨酯泡沫是目前广泛应用的保温绝热材料，比如其板材用作建筑外墙保温板在欧美国家非常流行，是目前建筑保温节能的最主要材料。目前绝热保温聚氨酯泡沫(板)是利用泡沫体的隔热、绝热而发挥保温作用，因此现有绝热保温聚氨酯泡沫的保温性能不太理想。
三、发明内容
本发明目的是提供一种节能保温性能优异的聚氨酯泡沫及其制备方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种热反射-储能型聚氨酯泡沫，其是泡沫体内包含有相变储能材料和石墨的聚氨酯泡沫。
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫所采用的相变储能材料为常温相变储能材料，相变温度最好为16～30℃范围。
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫所采用的相变储能材料可以是有机相变储能材料和无机相变储能材料中的一种或一种以上。
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫所采用的相变储能材料最好是以采用膨胀珍珠岩为载体、相变储能材料吸附于膨胀珍珠岩载体内形成的相变储能材料组合体形式进入聚氨酯泡沫。
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫所采用的石墨可以是微米石墨微片、纳米石墨微片或膨胀石墨。
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫中相变储能材料质量分数以≤50％为宜，石墨质量分数以≤20％为宜。
一种本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法是：将相变储能材料、石墨与形成聚氨酯泡沫的所有组分混合在一起，然后聚氨酯组分间发生聚合反应并发泡形成热反射-储能型聚氨酯泡沫。
一种本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法是：首先使相变储能材料吸附进入膨胀珍珠岩内制成相变储能材料组合体，然后将相变储能材料组合体、石墨与形成聚氨酯泡沫的所有组分混合在一起，最后聚氨酯组分间发生聚合反应并发泡形成热反射-储能型聚氨酯泡沫。
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法中采用的石墨可以是微米石墨微片、纳米石墨微片或膨胀石墨。
对于本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法，聚氨酯组分间发生聚合反应并发泡形成热反射-储能型聚氨酯泡沫的方法可以是挤塑发泡、注塑发泡、浇铸发泡或模塑发泡。
与现有技术相比，本发明具有显著的优点。本发明聚氨酯泡沫含有相变储能材料，因此具有储能调温功能，同时聚氨酯泡沫还含有石墨，石墨将发挥热反射作用，因此还具有热反射功能。本发明聚氨酯泡沫兼具有绝热保温-储能调温-热反射三重节能功能，因此保温性能优异。本发明还采用膨胀珍珠岩附载相变储能材料，克服相变储能材料降低聚氨酯泡沫体力学性能的问题，本发明聚氨酯泡沫能具有较好的力学性能。
四、具体实施方式
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫是泡沫体内包含有相变储能材料和石墨的聚氨酯泡沫。
本发明所述相变储能材料是指在固液相变过程中能吸收和释放大量相变潜热(比如相变潜热≥100kJ/kg)的物质。本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫所采用的相变储能材料为常温相变储能材料，相变温度最好为16～30℃范围。
本发明所述的相变储能材料可以是有机相变储能材料，比如脂肪烃(如十六烷、十七烷、十八烷等)、石蜡(如30#石蜡、46#石蜡)、脂肪酸(如十酸、十一酸、山羊酸-月桂酸混合物、正辛酸-月桂酸混合物等)、脂肪酸脂(棕榈酸乙酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸正丁酯等)、一元醇(如十二醇等)、多元醇(如新戊二醇、新戊四醇-三羟基甲基乙烷混合物等)以及其他有机相变储能材料等中的一种或一种以上。所述相变储能材料也可以是无机相变储能材料，如Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O、CaCl2·6H2O以及其他无机相变储能材料等中的一种或一种以上。当然，本发明所采用的相变储能材料可以既有有机相变储能材料又有无机相变储能材料，可以是目前已经知道的常温相变储能材料，也可以是未来新发现的常温相变储能材料，本领域技术人员可以按照本发明思想，结合聚氨酯(发泡)知识而找到最佳的聚氨酯(发泡)组分体系而制成本发明所述智能型聚氨酯泡沫保温板。此外，本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫所采用的相变储能材料，可以采用合适的包覆物制成微胶囊相变储能材料颗粒；或者将相变储能材料负载于合适的载体成为定形相变储能材料，比如，相变储能材料负载于高岭土、膨胀珍珠岩、分子筛、二氧化硅、沸石、硅胶、石膏等具有多孔结构的粉体多孔材料为载体成为定形相变储能材料(即相变储能材料吸附进入粉体多孔材料内制成粉体附载型相变储能材料)；或者采用PE、PP、SBS、ABS等聚合物与相变储能材料熔融共混将相变储能材料包覆起来形成复合相变储能材料；等。本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫中相变储能材料质量分数以≤50％为宜。
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫所采用的相变储能材料最好是以采用膨胀珍珠岩为载体、相变储能材料吸附于膨胀珍珠岩载体内形成的相变储能材料组合体形式进入聚氨酯泡沫。
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫所采用的石墨可以是微米石墨微片、纳米石墨微片或膨胀石墨。本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫中石墨质量分数以≤20％为宜。
一种本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法是：将相变储能材料、石墨与形成聚氨酯泡沫的所有组分混合在一起，然后聚氨酯组分间发生聚合反应并发泡形成热反射-储能型聚氨酯泡沫。
一种本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法是：首先使相变储能材料吸附进入膨胀珍珠岩内制成相变储能材料组合体，然后将相变储能材料组合体、石墨与形成聚氨酯泡沫的所有组分混合在一起，最后聚氨酯组分间发生聚合反应并发泡形成热反射-储能型聚氨酯泡沫。
本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法中采用的石墨可以是微米石墨微片、纳米石墨微片或膨胀石墨。
对于本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法，聚氨酯组分间发生聚合反应并发泡形成热反射-储能型聚氨酯泡沫的方法可以是挤塑发泡、注塑发泡、浇铸发泡或模塑发泡。
本发明中所述形成聚氨酯泡沫的所有组分正如本技术领域技术人员所熟知，至少包括(多)异氰酸酯、多元醇、发泡剂和发泡助剂，当然可以还包含有阻燃剂、增塑剂、填料以及其他助剂等，甚至还可以包含有用于改性聚氨酯的其他聚合物，如环氧树脂等。本发明热反射-储能型聚氨酯泡沫可以用作节能建筑墙体保温板、沙发泡沫等。
实施例1将100份正十七烷、30份微米级天然石墨磷片、100份聚醚多元醇635、130份多亚甲基多苯基异氰酸酯、25份发泡剂GFC-141b、1.5份有机硅匀泡剂JSY2000和2份催化剂按比例混匀配成液态聚氨酯发泡体系，然后将液态聚氨酯发泡体系倒入底面平置浇注模具里，通过加热或放置等方法使聚氨酯组分间发生充分聚合反应，最后经热定型后制得热反射-储能型聚氨酯泡沫。
实施例2将80份硬脂酸乙酯吸附入60份开孔型膨胀珍珠岩内部制成附载型有机相变储能材料，将附载型有机相变储能材料、15份膨胀石墨、100份聚醚多元醇635、130份多亚甲基多苯基异氰酸酯、35份发泡剂GFC-141b、1.5份有机硅匀泡剂JSY2000和1份催化剂按比例混匀配成液态聚氨酯发泡体系，然后将液态聚氨酯发泡体系倒入底面平置浇注模具里，通过加热或放置等方法使聚氨酯组分间发生充分聚合反应，最后经热定型后制得热反射-储能型聚氨酯泡沫。
比较例1将100份聚醚多元醇635、130份多亚甲基多苯基异氰酸酯、25份发泡剂GFC-141b、1.5份有机硅匀泡剂JSY2000和2份催化剂按比例混匀配成液态聚氨酯发泡体系，然后将液态聚氨酯发泡体系倒入底面平置浇注模具里，通过加热或放置等方法使聚氨酯组分间发生充分聚合反应，最后经热定型后制得普通型聚氨酯泡沫。
比较例2将100份聚醚多元醇635、130份多亚甲基多苯基异氰酸酯、35份发泡剂GFC-141b、1.5份有机硅匀泡剂JSY2000和1份催化剂按比例混匀配成液态聚氨酯发泡体系，然后将液态聚氨酯发泡体系倒入底面平置浇注模具里，通过加热或放置等方法使聚氨酯组分间发生充分聚合反应，最后经热定型后制得普通型聚氨酯泡沫。
实施例1和实施例2制得的热反射-储能型聚氨酯泡沫与比较例1和比较例2制得的普通型聚氨酯泡沫相比，保温性能分别提高42％和51％。

Claims (10)

1.一种热反射-储能型聚氨酯泡沫，其特征在于：泡沫体内包含有相变储能材料和石墨。
2.根据权利要求1所述热反射-储能型聚氨酯泡沫，其特征在于：相变储能材料的相变温度为16～30℃。
3.根据权利要求1或2所述热反射-储能型聚氨酯泡沫，其特征在于：相变储能材料为有机相变储能材料和无机相变储能材料中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1～3任一项所述热反射-储能型聚氨酯泡沫，其特征在于：相变储能材料是以采用膨胀珍珠岩为载体、相变储能材料吸附于膨胀珍珠岩载体内形成的相变储能材料组合体形式进入聚氨酯泡沫。
5.根据权利要求1～4任一项所述热反射-储能型聚氨酯泡沫，其特征在于：石墨为微米石墨微片、纳米石墨微片或膨胀石墨。
6.根据权利要求1～5任一项所述热反射-储能型聚氨酯泡沫，其特征在于：相变储能材料质量分数≤50％，石墨质量分数≤20％。
7.一种根据权利要求1～6任一项所述热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于：将相变储能材料、石墨与形成聚氨酯泡沫的所有组分混合在一起，然后聚氨酯组分间发生聚合反应并发泡形成热反射-储能型聚氨酯泡沫。
8.一种根据权利要求1～6任一项所述热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于：首先使相变储能材料吸附进入膨胀珍珠岩内制成相变储能材料组合体；然后将相变储能材料组合体、石墨与形成聚氨酯泡沫的所有组分混合在一起；最后聚氨酯组分间发生聚合反应并发泡形成热反射-储能型聚氨酯泡沫。
9.根据权利要求7或8所述热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于：采用的石墨为微米石墨微片、纳米石墨微片或膨胀石墨。
10.根据权利要求7～9任一项所述热反射-储能型聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于：聚氨酯组分间发生聚合反应并发泡形成热反射-储能型聚氨酯泡沫的方法为挤塑发泡、注塑发泡、浇铸发泡或模塑发泡。
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