CN105756274A - 基于聚氨酯的预制混凝土保温元件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于聚氨酯的预制混凝土保温元件，包括：a)基底层，所述基底层由混凝土制备；和b)芯层，所述芯层由聚氨酯硬泡制备；其中所述聚氨酯硬泡由聚氨酯组合物制备，所述聚氨酯组合物包含：A)异氰酸酯组分，所述异氰酸酯组分包含一种或多种多异氰酸酯；B)异氰酸酯反应性组分，所述异氰酸酯反应性组分包含：(B1)第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇选自以胺为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2?4，羟值为200?1000mgKOH/g；(B2)第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇选自蓖麻油、改性蓖麻油、蓖麻油起始的聚醚多元醇，官能度为2?3，羟值为100?200mgKOH/g。本发明还涉及上述聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于聚氨酯的预制混凝土保温元件，所述保温元件包含通过对水不敏感的聚氨酯组合物制备的芯层。本发明还涉及所述保温元件的制备方法，所述方法包括在未硬化的混凝土基底层上施用对水不敏感的聚氨酯组合物的步骤。
背景技术
预制混凝土保温件是目前工业化装配式混凝土建筑通常采用的保温方式，该技术把两层混凝土墙板通过保温拉结件相连，中间夹有轻质高效聚氨酯保温材料的墙板，具有承重、围护、保温、隔热、隔声、装饰等功能。内层混凝土是结构层，外层是装饰层，可根据不同的建筑风格做成不同的样式，如清水混凝土、彩色混凝土、面砖饰面、石材饰面等。
EP1010828B1公开了一种基于聚氨酯的预制混凝土保温件的制备方法，其中先浇注混凝土基底层/或面层后进行第一次养护，熟化后在面层/或基底层上浇注聚氨酯组合物形成保温层，待聚氨酯组合物固化后将所得元件翻转扣入第二层未硬化的混凝土层上，再一次养护获得所需保温元件。
另一种制备基于聚氨酯的预制混凝土保温件的方法为先在模具中施用未硬化混凝土，然后在成型的基底层上拼铺聚氨酯板，最后在聚氨酯保温板上施用未硬化的混凝土，经养护后获得预制聚氨酯保温板。在该方法中，聚氨酯板需要先通过人工切割的方式切割成需要的形状，切割过程费时耗力，并且拼铺在基底层上后容易形成板缝，影响保温效果。
因此仍需要一种高效率低成本的基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方法。
发明概述
本发明一方面提供了一种基于聚氨酯的预制混凝土保温元件，包括：
a)基底层，所述基底层由混凝土制备；和
b)芯层，所述芯层由聚氨酯硬泡制备；
其中所述聚氨酯硬泡由聚氨酯组合物制备，所述聚氨酯组合物包含：
A)异氰酸酯组分，所述异氰酸酯组分包含一种或多种多异氰酸酯；
B)异氰酸酯反应性组分，所述异氰酸酯反应性组分包含：
(B1)第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇选自以胺为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-4，羟值为200-1000mgKOH/g；
(B2)第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇选自蓖麻油、改性蓖麻油、蓖麻油起始的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为100-200mgKOH/g。
在本发明一些实施例中，所述聚氨酯组合物还包含：(B3)第三聚醚多元醇，所述第三聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为3-6，羟值为150-1200mgKOH/g。
在本发明一些实施例中，所述聚氨酯组合物还包含：(b4)第四聚醚多元醇，所述第四聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为10-120mgKOH/g。
在本发明一些实施例中，所述聚氨酯组合物还包含催化剂。
在本发明一些实施例中，所述聚氨酯组合物还包含交联剂。
本发明另一方面还涉及一种基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方法，所述基于聚氨酯的预制混凝土保温元件包括基底层和芯层，所述制备方法包括：
I)提供未硬化的基底层，所述未硬化的基底层由未硬化的混凝土的制备；
II)在所述未硬化的基底层上形成所述芯层，所述芯层通过在所述未硬化的基底层上施用聚氨酯组合物，所述聚氨酯组合物固化后形成聚氨酯硬泡以用作所述芯层；
其中所述聚氨酯组合物包含：
A)异氰酸酯组分，所述异氰酸酯组分包含一种或多种多异氰酸酯；
B)异氰酸酯反应性组分，所述异氰酸酯反应性组分包含：
(B1)第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇选自以胺为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-4，羟值为200-1000mgKOH/g；
(B2)第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇选自蓖麻油、改性蓖麻油、蓖麻油起始的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为100-200mgKOH/g。
在本发明一些实施例中，所述聚氨酯组合物还包含：(B3)第三聚醚多元醇，所述第三聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为3-6，羟值为150-1200mgKOH/g。
在本发明一些实施例中，所述聚氨酯组合物还包含：(b4)第四聚醚多元醇，所述第四聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为10-120mgKOH/g。
在本发明一些实施例中，所述聚氨酯组合物还包含催化剂。
在本发明一些实施例中，所述聚氨酯组合物还包含交联剂。
具体实施方式
I.基于聚氨酯的预制混凝土保温元件
本发明一方面提供了一种基于聚氨酯的预制混凝土保温元件，包括：
a)基底层，所述基底层由混凝土制备；和
b)芯层，所述芯层由聚氨酯硬泡制备；
其中所述聚氨酯硬泡由聚氨酯组合物制备，所述聚氨酯组合物包含：
A)异氰酸酯组分，所述异氰酸酯组分包含一种或多种多异氰酸酯；
B)异氰酸酯反应性组分，所述异氰酸酯反应性组分包含：
(B1)第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇选自以胺为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-4，羟值为200-1000mgKOH/g；
(B2)第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇选自蓖麻油、改性蓖麻油、蓖麻油起始的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为100-200mgKOH/g。
本发明的基于聚氨酯的预制混凝土保温元件通常包含混凝土基底层和聚氨酯硬泡芯层。在本发明一些实施例中，任选地在形成的芯层上施用未硬化或硬化的混凝土，所述未硬化的混凝土在养护后硬化而形成面层。该用于形成面层的未硬化的混凝土可以与形成基底层的未硬化的混凝土相同或不同。
在本发明的实施例中，基底层a)通过混凝土制备。当用于本发明时，术语“混凝土”具有本领域中常用的含义，其是指包含无机粘结料(例如水泥)、填充料(如砾石、沙子)、水以及任选的添加剂和/或助剂的组合物，其中水泥具有本领域常用的含义，其是指由煅烧石灰石、硅石、氧化铝、石灰、氧化铁、氧化镁和粘土等组分制备的干燥粉末。术语“混凝土”也包括本领域中常用的“砂浆”，本发明所涉及的“混凝土”和“砂浆”，其组成不同之处只在于制得所述组合物所用填充料的最大粒度有别。术语“砂浆”指由最大粒度至多4mm的填充料制得的组合物，而术语“混凝土”指由较粗填充料制得的组合物。本发明中，对术语“混凝土”和“砂浆”不进行进一步的区分。
在本发明的实施例中，芯层通过聚氨酯硬泡制备，其中聚氨酯硬泡由聚氨酯组合物制备，所述聚氨酯组合物包含：
A)异氰酸酯组分，所述异氰酸酯组分包含一种或多种多异氰酸酯；
B)异氰酸酯反应性组分，所述异氰酸酯反应性组分包含：
(B1)第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇选自以胺为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-4，羟值为200-1000mgKOH/g；
(B2)第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇选自蓖麻油、改性蓖麻油、蓖麻油起始的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为100-200mgKOH/g。
常用的聚氨酯组合物在潮湿的环境中反应时，制备的泡沫的密度不可控制，而且制备的泡沫的性能较差。上述可用于本发明的聚氨酯组合物在潮湿的环境中反应时，可以不受湿气或水分的影响，形成的泡沫密度可控而且可以获得良好的泡沫性能。
可用于本发明的聚氨酯组合物包括A)异氰酸酯组分，其中A组分包含一种或多种多异氰酸酯。所述多异氰酸酯可用通式R(NCO)n表示，其中R表示含2-18个碳原子的脂肪族烃基、含6-15个碳原子的芳烃基、含8-15个碳原子芳脂族烃基，n＝2-4。
多异氰酸酯优选但不限于，乙烯基二异氰酸酯、四亚甲基1，4-二异氰酸酯、己二异氰酸酯(HDI)、十二烷基1，2-二异氰酸酯、环丁烷-1，3-二异氰酸酯、环己烷-1，3-二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸酯、1-异氰酸酯基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷、六氢甲苯-2，4-二异氰酸酯、六氢苯基-1，3-二异氰酸酯、六氢苯基-1，4-二异氰酸酯、全氢化-二苯甲烷2，4-二异氰酸酯、全氢化-二苯甲烷4，4-二异氰酸酯、亚苯基1，3-二异氰酸酯、亚苯基1，4-二异氰酸酯、杜烯1，4-二异氰酸酯、均二苯乙烯均二苯乙烯1，4-二异氰酸酯、3，3-二甲基4，4-二苯基二异氰酸酯、甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)、甲苯-2，6-二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷-2，4’-二异氰酸酯(MDI)、二苯甲烷-2，2’-二异氰酸酯(MDI)、二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯(MDI)、亚萘基-1，5-二异氰酸酯(NDI)、它们的异构体、它们与它们的异构体之间的混合物；多异氰酸酯还优选为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或其组合，特别优选为二苯基甲烷二异氰酸酯。
多异氰酸酯还可以包括用碳化二胺、脲基甲酸酯、或异氰酸酯改性所得的异氰酸酯，优选但不限于，二苯甲烷二异氰酸酯、碳化二胺改性的二苯甲烷二异氰酸酯、它们的异构体、它们与它们的异构体之间的混合物。
多异氰酸酯还可以选用异氰酸酯预聚物，异氰酸酯预聚物及其制备方法在本领域是众所周知的。所述预聚物的NCO含量，优选但不限于8-50wt.％，优选10-33wt.％。
可用于本发明的异氰酸酯反应性组分B)包含第一聚醚多元醇(B1)和第二聚醚多元醇(B2)。
所述第一聚醚多元醇选自以胺为起始剂制备的聚醚多元醇，具体地，第一聚醚多元醇是作为起始剂的胺与环氧烷化合物反应所得的化合物。
当用于本发明时，术语“环氧烷化合物”通常是指具有如下通式(I)：
其中R1和R2独立地选自H、C1-C6直链和支链烷基以及苯基和取代苯基。
在一些优选的实施例中，R1和R2独立地选自H、甲基、乙基、丙基和苯基。
本领域技术人员已知“环氧烷化合物”的制备方法，例如其可以通过烯烃化合物的氧化反应获得。
可用作本发明的环氧烷化合物的实例包括但不限于：环氧乙烷、1，2-环氧丙烷、1，2-环氧丁烷、2，3-环氧丁烷、氧化苯乙烯或它们的混合物，特别优选环氧乙烷与1，2-环氧丙烷的混合物。
当用于本发明时，术语“环氧烷化合物”还包括氧杂环烷烃，其实例包括但不限于：四氢呋喃和氧杂环丁烷。
当用于本发明时，所述“胺”是指含有伯氨基、仲氨基、叔氨基或其组合的化合物。可用作本发明的胺的化合物的实例包括但不限于三乙醇胺、乙二胺、甲苯二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺以及它们的衍生物，优选为乙二胺、甲苯二胺，特别优选甲苯二胺。
可用于本发明的第一聚醚多元醇可以选自：以乙二胺为起始剂与环氧丙烷开环聚合所得的聚醚多元醇、以乙二胺为起始剂与环氧乙烷和环氧丙烷开环共聚所得的聚醚多元醇、以甲苯二胺为起始剂与环氧丙烷开环聚合所得的聚醚多元醇、以甲苯二胺为起始剂与环氧丙烷开环聚合并以环氧乙烷封端所得的聚醚多元醇、以甲苯二胺为起始剂与环氧乙烷开环聚合并以环氧丙烷封端所得的聚醚多元醇。
在本发明一个实施例中，第一聚醚多元醇的官能度为2-4，羟值为200-1000mgKOH/g。
本领域技术人员熟知羟值的测量方法，例如在Houben Weyl，Methoden der Organischen Chemie，vol.XIV/2Makromolekulare Stoffe，p.17，Georg Thieme Verlag；Stuttgart 1963中所公开的。将该文献的全部内容以引用的方式合并入本文中。
第一聚醚多元醇的含量可以为20-80wt％，优选为20-50wt％，以所述聚醚组合物的总重量为100wt％计。
可用作本发明的第一聚醚组合物的实例包括但不限于：可购自中国石化股份有限公司上海高桥分公司的GR 403(乙二胺为起始剂，羟值760)、GR405(乙二胺为起始剂，羟值为450mgKOH/g)、GNT-400(甲苯二胺和三乙醇胺混合物为起始剂，羟值为400mgKOH/g)，以及可购自BayerMaterial Science的Desmophen 4050E(乙二胺为起始剂，羟值为620mgKOH/g)、Desmophen 4051B(乙二胺为起始剂，羟值为470mgKOH/g)。
可用于本发明的聚氨酯组合物还包含第二聚醚多元醇(B2)，所述第二聚醚多元醇选自蓖麻油、改性蓖麻油、蓖麻油起始的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为100-200mgKOH/g。第二聚醚多元醇的含量为20-30wt.％，基于所述聚氨酯组合物的总重量为100wt.％计。
当用于本发明时，术语“改性蓖麻油”是指蓖麻油经氢化、环氧化、酯化、磺化或聚合改性的蓖麻油或其组合。在本发明一个优选的实施例中，所述改性蓖麻油是指经过氢化或聚合改性的蓖麻油。
当用于本发明时，术语“蓖麻油起始的聚醚多元醇”是指以蓖麻油或改性蓖麻油为起始剂与环氧化合物反应制备的产物，其中环氧化合物如上所定义。在本发明一个优选的实施例中，蓖麻油起始的聚醚多元醇是指以蓖麻油或改性蓖麻油为起始剂与环氧乙烷和/或环氧丙烷反应制备的产物。
在本发明优选的实施例中，聚氨酯组合物还包含(B3)第三聚醚多元醇，所述第三聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为3-6，羟值为150-1200mgKOH/g。第三聚醚多元醇的含量为0-40wt.％，基于所述聚氨酯组合物的总重量为100wt.％计。
所述第三聚醚多元醇是以多元醇为起始剂与环氧烷化合物反应所得的聚醚多元醇。当用于本发明时，所述“多元醇”是指含有至少两个羟基、羟值为10-120mgKOH/g的化合物，所述羟基包括伯羟基、仲羟基、叔羟基或其组合。可用于本发明的醇的实例包括但不限于乙二醇、二乙二醇、三甘醇、四甘醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、甘油、1，2，4-丁三醇、1，2，5-正戊三醇、1，3，5-正戊三醇、1，2，6-正己三醇、1，2，5-正己三醇、1，3，6-正己三醇、三羟甲基丁烷、三羟甲基丙烷或二(三羟甲基丙烷)、三羟甲基乙烷、季戊四醇或二季戊四醇。环氧烷化合物如上所定义。
可用于本发明的第三聚醚多元醇的实例包括但不限于：可购自中国石化股份有限公司上海高桥分公司的GE 303(以甘油为起始剂，羟值为480mgKOH/g)、GR 635s(以山梨醇和甘油为起始剂，羟值为500mgKOH/g)，GSU-450L(以蔗糖和甘油为起始剂，羟值为435mgKOH/g)、GMN-450(以甘油为起始剂，羟值为450mgKOH/g)，可购自BayerMaterial Science的Desmophen 3601(以蔗糖和甘油为起始剂，羟值为260mgKOH/g)、Desmophen 21AP27(以蔗糖和乙二醇为起始剂，羟值为440mgKOH/g)。
在本发明优选的实施例中，聚氨酯组合物还包含(b4)第四聚醚多元醇，所述第四聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为10-120mgKOH/g。第四聚醚多元醇的含量为0-20wt.％，基于所述聚氨酯组合物的总重量为100wt.％计。
所述第四聚醚多元醇是以多元醇为起始剂与环氧烷化合物反应所得的聚醚多元醇。当用于本发明时，所述“多元醇”和“环氧烷化合物”如上所定义。
可用于本发明的第四聚醚多元醇的实例包括但不限于：可购自BayerMaterial Science的Arcol 1021(以丙二醇为起始剂，羟值为56mgKOH/g)、Arcol 1011(以丙二醇为起始剂，羟值为112mgKOH/g)、Arcol 1026(以丙二醇为起始剂，羟值为28mgKOH/g)、Arcol 1032(以丙二醇为起始剂，羟值为35mgKOH/g)、Arcol 3553和Arcol 1053(以甘油为起始剂，羟值为35mgKOH/g)和Arcol 1362(以甘油为起始剂，羟值为28mgKOH/g)，Arcol 5603和Arcol 5613(以甘油为起始剂，羟值为54mgKOH/g)。可购自上海高桥石化GE 210(以丙二醇为起始剂，羟值为112mgKOH/g)；GE 220(以丙二醇为起始剂，羟值为112mgKOH/g)；GE 330(以甘油为起始剂，羟值为35mgKOH/g)。
在本发明一些实施例中，聚氨酯组合物还可以包含交联剂。可用于本发明的合适的交联剂的分子量通常小于399，官能度为2-4，优选为2-3。交联剂通常含有羟基、氨基、巯基或其组合，通常含有2-8个异氰酸酯反应性氢原子，优选含有2-4个异氰酸酯反应性氢原子。
可用于本发明的合适的交联剂的实例包括：乙二醇；1，2-和1，3-丙二醇；1，3-、1，4-和2，3-丁二醇；1，6-己二醇；1，8-辛二醇；1，10-癸二醇；新戊二醇；1，3-和1，4-二(羟甲基)环己烷；2-甲基-1，3-丙二醇；二甘醇；三甘醇；四甘醇；聚乙二醇；双丙甘醇；三丙二醇；聚丙二醇；二丁二醇；三丁二醇；聚丁二醇；N-甲基-二乙醇胺；环己烷二甲醇；2-甲基-1，3-丙二醇；和2，2，4-三甲基-戊烷-1，3-二醇；三羟甲基丙烷；季戊四醇；丙三醇，以及由丙三醇和环氧丙烷形成的低分子量聚醚多元醇。其它合适的扩链剂是胺起始的聚醚多元醇，例如乙二胺、甲苯二胺、单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺的烷氧基化产物。
交联剂的含量为0-8％，基于异氰酸酯反应性组分的总重量按100wt.％计。
所述聚氨酯组合物还可以包含常用于本领域中的助剂，例如填料、内脱模剂、阻燃剂、颜料、抗静电剂、抗氧剂、UV稳定剂或其组合。
本发明的基于聚氨酯的预制混凝土保温元件可以为用于外墙保温的预制混凝土-聚氨酯保温墙板，也可以为聚氨酯保温混凝土楼板等。
预制混凝土-聚氨酯保温墙板除了包括基底层、芯层、面层外，视需要还可以包括抹灰层、装饰面层等，另外根据保温板的安装方法，可以在保温墙板上设置预埋件、吊装件、连接件等组件。
II.基于聚氨酯的预制混凝土保温元件
本发明另一方面涉及上述基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方法，所述制备方法包括：
I)提供未硬化的基底层，所述未硬化的基底层由未硬化的混凝土的制备；
II)在所述未硬化的基底层上形成所述芯层，所述芯层通过在所述未硬化的基底层上施用聚氨酯组合物，所述聚氨酯组合物固化后形成聚氨酯硬泡以用作所述芯层；
其中所述聚氨酯组合物包含：
A)异氰酸酯组分，所述异氰酸酯组分包含一种或多种多异氰酸酯；
B)异氰酸酯反应性组分，所述异氰酸酯反应性组分包含：
(B1)第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇选自以胺为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-4，羟值为200-1000mgKOH/g；
(B2)第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇选自蓖麻油、改性蓖麻油、蓖麻油起始的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为100-200mgKOH/g。
该方法通过在基底层硬化之前，在其上施用(例如喷涂或浇注)聚氨酯组合物，待聚氨酯组合物固化形成芯层后，任选地在芯层上施用用于形成面层的未硬化或硬化的混凝土，再将所得元件进行养护以获得基于聚氨酯的预制混凝土保温元件。本发明的方法只需一次养护步骤，并且避免了聚氨酯板的切割步骤，提高了基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的生产效率并降低了生产成本。
当用于本发明时，术语“未硬化的混凝土”是指在形成基本强度之前，即在终凝前的混凝土，其中所述终凝时间可以根据GB/T 50080-2002测定(《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》，第4章，“凝结时间测定”)。
在本发明的实施例中，未硬化的基底层通过将混凝土组合物铺设于模具上形成，其在养护后硬化而形成硬化的基底层。
在本发明的实施例中，可以采用本领域中常用的方法使所述未硬化的混凝土的硬化，例如本领域中常用于混凝土养护的方法。本领域常用的养护方法有自然养护、蒸汽养护、干湿热养护、蒸压养护、电热养护、红外线养护和太阳能养护等。在本发明一个实施例中，将上述所得的组件在温度为20±3℃、湿度不低于90％的条件下养护直至混凝土达到所需的强度，获得所述基于聚氨酯的预制混凝土保温元件。
在本发明的实施例中，在未硬化混凝土铺设于模具上形成未硬化的基底层后，在所述未硬化的基底层上形成芯层，所述芯层通过在所述未硬化的基底层上施用聚氨酯组合物，所述聚氨酯组合物固化后形成聚氨酯硬泡以用作所述芯层。所述聚氨酯组合物如上所述。
将所述聚氨酯组合物施用于所述未硬化的基底层上可以采用本领域中已知的方法，例如喷涂和浇注。根据实际的需求，可以多层施用聚氨酯组合物，制备的芯层的厚度可以为20-150mm。
在本发明一些实施例中，任选地在形成的芯层上施用未硬化或硬化的混凝土，所述未硬化的混凝土在养护后硬化而形成面层。该用于形成面层的未硬化的混凝土可以与形成基底层的未硬化的混凝土相同或不同。
在本发明下文中，结合实施例对本发明作进一步说明。本发明所公开的具体实施例和方法，其描述是示例性而非限制性的。
实施例
本发明文中提及的原料及设备说明如下：
Desmodur44V20L：MDI异氰酸酯聚合物，NCO含量31.5％，粘度160mPa·s25℃，可由拜耳材料科技有限公司购得；
Desmodur1511L：MDI异氰酸酯聚合物，31.5％，可由拜耳材料科技有限公司购得；
Dabco33LV：叔胺型催化剂，可由空气化工产品有限公司购得；
Desmorapid DMEA：二甲基乙醇胺，可由拜耳材料科技有限公司购得；
B84804：硬质泡沫稳定剂，可由Evonik赢创有限公司购得；
UL-1：催化剂，可由Momentive有限公司购得；
R-141b：硬质泡沫发泡剂，可由浙江三美化工股份有限公司购得；
AK8805：硬质泡沫稳定剂，可由江苏美思德有限公司购得；
NJ6305：山梨醇为起始剂聚醚多元醇，羟值450，由句容宁武新材料公司购得；
365/227，发泡剂，可由苏威氟化学有限公司有限公司购得；
Z450：甲苯二胺为起始剂聚醚多元醇，羟值345，可由拜耳材料科技有限公司购得；
NJ-410H：甲苯二胺为起始剂聚醚多元醇，羟值410，可由句容宁武新材料公司购得；
NJ220：丙二醇醇为起始剂聚醚多元醇，羟值56，可由句容宁武新材料公司购得；
HK650型常规高压浇注机：购自Hennecke公司；
实施例1
用Henneck HK 650型常规高压浇注机，将下述聚氨酯组合物原料温度调整到25-30℃；按1∶1体积比浇注到新鲜浇注潮湿混凝土墙表面上，聚氨酯组合物发泡固化，根据需要形成一个30-100mm聚氨酯泡沫层。所得聚氨酯泡沫层的性能列于下表。
表1-1：聚氨酯组合物
| 组份 | 单位 | 数量 |
| Z450 | 重量份 | 61.0 |
| 蓖麻油 | 重量份 | 30.0 |
| 二乙二醇 | 重量份 | 4.0 |
| 水 | 重量份 | 2.5 |
| 二乙醇胺 | 重量份 | 1.0 |
| B 84804 | 重量份 | 0.5 |
| Desmorapid DMEA | 重量份 | 1.0 |
| UL-1 | 重量份 | 0.03 |
| R-141b | 重量份 | 5.5 |
| Desmodur 44V20L | 重量份 | 111 |
表1-2：聚氨酯组合物的性质及形成的泡沫的密度
表1-3：聚氨酯组合物的力学性能
| 项目 | 单位 | 数值 | 测试标准 |
| 芯密度 | kg/m3 | 37 | GB/T 6343 |
| 导热系数25℃ | mW/m.K | 21.9 | GB 3399 |
| 泡沫闭孔率 | Vol.％ | 93.8 | GB/T 10799 |
| 压缩强度 | MPa | 0.20 | GB/T 8813 |
| 吸水量 | ％ | ＜2 | GB 8810 |
| 泡沫尺寸稳定性 | |||
| -30℃，48小时 | ％ | 0.29 | GB/T 8811 |
| 70℃，48小时 | ％ | 0.34 | GB/T 8811 |
| 70℃，95％相对湿度，48小时 | ％ | 3.86 | GB/T 8811 |
| 泡沫阻燃级别 | E | GB 8624-2006 |
实施例2
用Henneck HK 650型常规高压浇注机，将下述聚氨酯组合物原料温度调整到25-30℃；按1∶1体积比浇注到新鲜浇注潮湿混凝土墙表面上，聚氨酯组合物发泡固化，根据需要形成一个30-100mm聚氨酯泡沫层。所得聚氨酯泡沫层的性能列于下表。
表2-1：聚氨酯组合物
表2-2：聚氨酯组合物的性质及形成的泡沫的密度
表2-3：聚氨酯泡沫的密度
| 项目 | 单位 | 数值 | 测试标准 |
| 芯密度 | kg/m3 | 36.5 | GB/T 6343 |
| 导热系数25℃ | mW/m.K | 21.6 | GB 3399 |
| 泡沫闭孔率 | Vol.％ | 95.2 | GB/T 10799 |
| 压缩强度 | MPa | 0.21 | GB/T 8813 |
| 吸水量 | ％ | ＜2 | GB 8810 |
| 泡沫尺寸稳定性 | |||
| -30℃，48小时 | ％ | 0.27 | GB/T 8811 |
| 70℃，48小时 | ％ | 0.36 | GB/T 8811 |
| 70℃，95％相对湿度，48小时 | ％ | 3.42 | GB/T 8811 |
| 泡沫阻燃级别 | E | GB 8624-2006 |
上述聚氨酯组合物混合后，在空气中和在水中反应后形成的自由泡沫密度基本相同。在实际混凝土表面施工时，将不受混凝土表面水分影响。可在潮湿混凝土表面施工。大幅提高聚氨酯体系应用范围与预成型混凝土元件生产效率。
Claims (10)
1.一种基于聚氨酯的预制混凝土保温元件，包括：
a)基底层，所述基底层由混凝土制备；和
b)芯层，所述芯层由聚氨酯硬泡制备；
其中所述聚氨酯硬泡由聚氨酯组合物制备，所述聚氨酯组合物包含：
A)异氰酸酯组分，所述异氰酸酯组分包含一种或多种多异氰酸酯；
B)异氰酸酯反应性组分，所述异氰酸酯反应性组分包含：
(B1)第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇选自以胺为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-4，羟值为200-1000mgKOH/g；
(B2)第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇选自蓖麻油、改性蓖麻油、蓖麻油起始的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为100-200mgKOH/g。
2.根据权利要求1预制混凝土保温元件，其中所述聚氨酯组合物还包含：(B3)第三聚醚多元醇，所述第三聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为3-6，羟值为150-1200mgKOH/g。
3.根据权利要求1预制混凝土保温元件，其中所述聚氨酯组合物还包含：(b4)第四聚醚多元醇，所述第四聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为10-120mgKOH/g。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的预制混凝土保温元件，其中所述聚氨酯组合物还包含催化剂。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的预制混凝土保温元件，其中所述聚氨酯组合物还包含交联剂。
6.一种基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方法，所述基于聚氨酯的预制混凝土保温元件包括基底层和芯层，所述制备方法包括：
I)提供未硬化的基底层，所述未硬化的基底层由未硬化的混凝土的制备；
II)在所述未硬化的基底层上形成所述芯层，所述芯层通过在所述未硬化的基底层上施用聚氨酯组合物，所述聚氨酯组合物固化后形成聚氨酯硬泡以用作所述芯层；
其中所述聚氨酯组合物包含：
A)异氰酸酯组分，所述异氰酸酯组分包含一种或多种多异氰酸酯；
B)异氰酸酯反应性组分，所述异氰酸酯反应性组分包含：
(B1)第一聚醚多元醇，所述第一聚醚多元醇选自以胺为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-4，羟值为200-1000mgKOH/g；
(B2)第二聚醚多元醇，所述第二聚醚多元醇选自蓖麻油、改性蓖麻油、蓖麻油起始的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为100-200mgKOH/g。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述聚氨酯组合物还包含：(B3)第三聚醚多元醇，所述第三聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为3-6，羟值为150-1200mgKOH/g。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述聚氨酯组合物还包含：(b4)第四聚醚多元醇，所述第四聚醚多元醇选自以多元醇为起始剂制备的聚醚多元醇，官能度为2-3，羟值为10-120mgKOH/g。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其中所述聚氨酯组合物还包含催化剂。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其中所述聚氨酯组合物还包含交联剂。
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