CN105646821A - 一种分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，涉及保温材料领域，该分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料由以下原料制成：聚合多异氰酸酯、酚醛树脂、溴化环氧树脂、催化剂、无卤阻燃剂、环戊烷、甲基硅油、聚醚多元醇。本发明分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料具有较好的力学强度和高耐热性，安全无污染。

Description

一种分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料

技术领域

本发明涉及保温材料领域，具体涉及一种分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料。

背景技术

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称，它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯泡沫材料是目前世界上公认最佳保温绝热材料，具有导热系数小、抗压强度高、粘结性好、易于加工等优点，广泛应用于电器冰箱冰柜、建筑墙体、工业管道及交通运输冷藏车的隔热保温是近年来应用需求新的增长点。但是，与传统无机隔热保温材料相比，包括聚氨酯泡沫材料在内的未阻燃高分子泡沫材料，具有易燃、火焰传播速度快等缺点，尤其是产烟量大的问题非常突出，已引起全社会的关注，尤其当其应用于建筑材料时，随着其的广泛使用，近年“2.9”央视附属大楼火灾、“11.15”上海市静安区教师公寓火灾以及“2.3”沈阳皇朝万鑫国际大厦墙体保温高分子泡沫材料火灾事故的发生已充分说明了这一点。

专利ZL200610043347.x、提出了一种聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，包括聚氨酯防潮底漆、聚氨酯硬体材料、界面剂、内含玻璃纤维网格布的抗裂聚合物水泥砂浆和饰面涂料。其特点是解决了外墙保温墙面裂缝的产生，提高了表面平整度和装饰性。但是该专利对材料的防火阻燃性没有提及，保温体系也没有防火阻燃的相关措施。另外的相关专利ZL200810204580.0提出了一种喷涂型聚氨酯外墙保温系统及其施工方法。其特征在于聚氨酯直接喷涂于涂有防潮底漆的基层墙面上，聚氨酯硬泡外设有找平层，找平层和聚氨酯硬泡间设有界面砂浆，找平层外设有耐碱网格布，网格布外是抹面砂浆。此保温系统的特点是结构简单施工快捷，可有效的防止墙面空鼓、开裂、渗水等缺陷。该专利提出系统具有阻火功能，其阻火功能的实现是通过界面砂浆和抹面聚合物砂浆阻隔作用来实现的，对聚氨酯硬泡材料本身的防火阻燃没有提及，而聚氨酯硬泡本身的防火阻燃性不好，将影响了整个体系的防火阻燃效果。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，该保温材料在火的高温攻击下，表面会快速形成高效难燃纳米碳化层，它不仅能阻止火焰的蔓延和烟毒气体的释放，而且具有抗火焰贯穿、隔火、隔高温的功能。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯20～30份、酚醛树脂10～15份、溴化环氧树脂5～10份、催化剂6～9份、无卤阻燃剂4～7份、环戊烷3～6份、甲基硅油1～4份、聚醚多元醇7～13份。

优选的，所述分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯22～28份、酚醛树脂12～14份、溴化环氧树脂6～9份、催化剂7～8份、无卤阻燃剂5～6份、环戊烷4～6份、甲基硅油1～3份、聚醚多元醇8～11份。

优选的，所述分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯25份、酚醛树脂13份、溴化环氧树脂7份、催化剂7份、无卤阻燃剂5份、环戊烷5份、甲基硅油2份、聚醚多元醇9份。

优选的，所述溴化环氧树脂由四溴双酚和环氧氯丙烷制备所得。

优选的，所述催化剂为二甲基乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按1:1～1:2制得。

优选的，所述无卤阻燃剂是由膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和无机纳米材料按(1～3):(2～3):1比例混合而成。

优选的，所述分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量份称取各组分待用；

(2)依次将聚合多异氰酸酯、酚醛树脂、溴化环氧树脂和卤阻燃剂放入反应釜中，搅拌均匀，随后加入催化剂、环戊烷和甲基硅油，搅拌10～15min，得到分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料。

(三)有益效果

本发明提供了一种分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明采用溴化环氧树脂，一方面，环氧树脂与聚醚相容性较好，加入环氧树脂可以提高聚氨酯硬泡的力学强度；另一方面，环氧树脂可与聚合多异氰酸酯反应生成高耐热的聚恶唑酮化合物，提高了聚氨酯硬泡的耐热性。

(2)本发明将膨胀型阻燃剂和无机氢氧化物作为复配阻燃剂用于聚氨酯保温板的阻燃，采用添加形式加入到聚氨酯发泡体系中，满足了产业化的需求，将无机纳米材料作为协效阻燃剂与环保无卤阻燃剂并用，取得了良好的阻燃效果。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯22份、酚醛树脂12份、溴化环氧树脂6份、催化剂(二甲基乙醇胺：二月桂酸二丁基锡按＝1:1)7份、无卤阻燃剂(膨胀型阻燃剂：无机氢氧化物：无机纳米材料＝1:2:1)5份、环戊烷4份、甲基硅油1份、聚醚多元醇8份。

制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量份称取各组分待用；

(2)依次将聚合多异氰酸酯、酚醛树脂、溴化环氧树脂和卤阻燃剂放入反应釜中，搅拌均匀，随后加入催化剂、环戊烷和甲基硅油，搅拌10min，得到分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料。

实施例2：

本实施例分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯25份、酚醛树脂13份、溴化环氧树脂7份、催化剂(二甲基乙醇胺：二月桂酸二丁基锡按＝1:2)7份、无卤阻燃剂(膨胀型阻燃剂：无机氢氧化物：无机纳米材料＝2:2:1)5份、环戊烷5份、甲基硅油2份、聚醚多元醇9份。

制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量份称取各组分待用；

(2)依次将聚合多异氰酸酯、酚醛树脂、溴化环氧树脂和卤阻燃剂放入反应釜中，搅拌均匀，随后加入催化剂、环戊烷和甲基硅油，搅拌12min，得到分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料。

实施例3：

本实施例分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯28份、酚醛树脂14份、溴化环氧树脂9份、催化剂(二甲基乙醇胺：二月桂酸二丁基锡按＝1:2)8份、无卤阻燃剂(膨胀型阻燃剂：无机氢氧化物：无机纳米材料＝3:3:1)6份、环戊烷6份、甲基硅油3份、聚醚多元醇11份。制备方法，包括如下步骤：

(1)按上述重量份称取各组分待用；

(2)依次将聚合多异氰酸酯、酚醛树脂、溴化环氧树脂和卤阻燃剂放入反应釜中，搅拌均匀，随后加入催化剂、环戊烷和甲基硅油，搅拌15min，得到分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料。

实施例4：

本实施例分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯20份、酚醛树脂10份、溴化环氧树脂5份、催化剂6份、无卤阻燃剂4份、环戊烷3份、甲基硅油1份、聚醚多元醇7份。

制备方法同实施例1。

实施例5：

本实施例分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯20～30份、酚醛树脂10～15份、溴化环氧树脂5～10份、催化剂6～9份、无卤阻燃剂4～7份、环戊烷3～6份、甲基硅油1～4份、聚醚多元醇7～13份。

制备方法同实施例1。

以上实施例1～5制得的分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料达到了下列指标：1、保温传热系数≤0.03；2、样指数≥90％；3、烟气密度SDR≤50。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯20～30份、酚醛树脂10～15份、溴化环氧树脂5～10份、催化剂6～9份、无卤阻燃剂4～7份、环戊烷3～6份、甲基硅油1～4份、聚醚多元醇7～13份。

2.根据权利要求1所述的分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯22～28份、酚醛树脂12～14份、溴化环氧树脂6～9份、催化剂7～8份、无卤阻燃剂5～6份、环戊烷4～6份、甲基硅油1～3份、聚醚多元醇8～11份。

3.根据权利要求1所述的分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚合多异氰酸酯25份、酚醛树脂13份、溴化环氧树脂7份、催化剂7份、无卤阻燃剂5份、环戊烷5份、甲基硅油2份、聚醚多元醇9份。

4.根据权利要求1所述的分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，其特征在于，所述溴化环氧树脂由四溴双酚和环氧氯丙烷制备所得。

5.根据权利要求1所述的分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，其特征在于，所述催化剂为二甲基乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按1:1～1:2制得。

6.根据权利要求1所述的分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料，其特征在于，所述无卤阻燃剂是由膨胀型阻燃剂、无机氢氧化物和无机纳米材料按(1～3):(2～3):1比例混合而成。

7.根据权利要求1～6任一所述分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量份称取各组分待用；

(2)依次将聚合多异氰酸酯、酚醛树脂、溴化环氧树脂和卤阻燃剂放入反应釜中，搅拌均匀，随后加入催化剂、环戊烷和甲基硅油，搅拌10～15min，得到分子结构改性聚氨酯硬泡保温材料。