CN106221188A - 一种新型太阳能高性能保温材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型太阳能高性能保温材料，包括以下原料：聚氨酯、聚醚、聚丁烯醇、乙烯基树脂、白乳胶、粉煤灰、腻子粉、碳酸钙粉、活性白土粉、硅油、碳化硅纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、羟丙基甲基纤维素、马来酸酐接枝相容剂、丙烯酸型架桥剂、分散剂NC、辛酸亚锡、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯类发泡调节剂、硅酮酰胺、环氧树脂粘结剂、己二酸二辛酯、液体聚丁二烯橡胶、聚合氯化铝、对羟基苯磺酸、苯乙烯、肪酸类稳定剂、抗氧剂1010、十溴二苯乙烷、八钼酸铵、2‑羟基‑4‑甲氧基二苯甲酮。本发明制得的新型太阳能高性能保温材料在高温、低温下无变形现象，另外其抗压强度高，阻燃效果好，不破坏大气臭氧层，是一种性能优异的环保保温材料。

Description

一种新型太阳能高性能保温材料
技术领域
本发明属于环保技术领域和太阳能热水器水箱保温材料制备技术领域，具体涉及一种新型太阳能高性能保温材料。
背景技术
聚氨酯保温材料是一种很重要的合成材料，具有优异的物理机械性能和耐化学性能，尤其是导热系数低，是一种优质的隔热材料，广泛应用于冰箱、冷柜及汽车行业、建筑行业。在聚氨酯硬泡中，常用的发泡剂为氯氟烃（CFC）发泡剂，但是由于氯氟烃（CFC）发泡剂对大气臭氧层有破坏作用，为了维护生态环境，国际公约已经对其生产和使用做出了严格的限制和规定。因此，聚氨酯工业面临的一个重要任务就是选择CFC的代用品，减少和停止CFC的应用。以零或低 ODP 值的发泡剂替代氯氟烃是聚氨酯泡沫塑料行业最重大的课题，促使泡沫塑料生产技术发生重大变化。
在聚氨酯硬泡中，常用的CFC-11替代发泡剂主要有HCFC-141b为代表的 HCFC类发泡剂、以戊烷为代表的烃类发泡剂以及水发泡剂。以水作发泡剂，实际上是以水和异氰酸酯反应生成的CO2气体作发泡剂，因此水是最具吸引力的 CFC-11最终替代物。
现有技术中，有很多以水作为发泡剂的太阳能保温材料，但全水发泡技术存在很多缺点，像泡沫绝热性能不好，体系黏度太大，流动性不好，CO2扩散太快，泡沫尺寸稳定性不好，不够环保，阻燃效果相对差，制约着全水发泡技术的推广应用。
发明内容
本发明提供一种新型太阳能高性能保温材料，以解决现有太阳能保温材料绝热性、泡沫尺寸稳定性、阻燃性、环保性差等问题。本发明制得的新型太阳能高性能保温材料在高温、低温下无变形现象，另外其抗压强度高，阻燃效果好，不破坏大气臭氧层，是一种性能优异的环保保温材料。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种新型太阳能高性能保温材料，以重量为单位，包括以下原料：聚氨酯135-250份、聚醚68-144份、聚丁烯醇52-124份、乙烯基树脂25-46份、白乳胶15-22份、粉煤灰8-12份、腻子粉10-16份、碳酸钙粉7-15份、活性白土粉6-12份、硅油18-26份、碳化硅纤维5-9份、玻璃纤维12-18份、聚氯乙烯纤维9-15份、羟丙基甲基纤维素6-11份、马来酸酐接枝相容剂1.2-2.3份、丙烯酸型架桥剂0.7-1.6份、分散剂NC 0.6-1.9份、辛酸亚锡0.4-0.9份、偶氮二甲酰胺0.8-1.5份、丙烯酸酯类发泡调节剂0.5-1.2份、硅酮酰胺0.3-0.6份、环氧树脂粘结剂1-2份、己二酸二辛酯0.6-1.2份、液体聚丁二烯橡胶0.4-0.6份、聚合氯化铝0.8-1.6份、对羟基苯磺酸0.2-0.4份、苯乙烯0.3-0.5份、肪酸类稳定剂0.2-0.5份、抗氧剂1010 0.3-0.7份、十溴二苯乙烷0.4-0.8份、八钼酸铵0.3-0.7份、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.4-0.6份；
所述聚醚以重量为单位，包括以下原料：环氧乙烷15-25份、环氧丙烷12-22份、邻苯二甲酸二丁酯20-32份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯3-5份、折叠钛酸酯偶联剂2-3份、过氧化二异丙苯2-3.5份、硅酮酰胺1.5-2.5份、三乙烯二胺·六水0.8-1.2份、二月桂酸二丁基锡0.6-0.9份、水2-5份；
所述新型太阳能高性能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯、聚醚、聚丁烯醇混合，在温度为172-182℃，转速为300-500r/min下搅拌6-10min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤1 制得的混合物a中加入乙烯基树脂、白乳胶、粉煤灰、腻子粉、碳酸钙粉、活性白土粉、硅油、碳化硅纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、羟丙基甲基纤维素、马来酸酐接枝相容剂、丙烯酸型架桥剂、分散剂NC、辛酸亚锡、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯类发泡调节剂、硅酮酰胺、环氧树脂粘结剂、己二酸二辛酯、液体聚丁二烯橡胶、聚合氯化铝，在微波功率为180-260W，温度为136-153℃，转速为200-400r/min下搅拌3-5h，制得混合物b；
S3：向步骤2 制得的混合物b中加入对羟基苯磺酸、苯乙烯、肪酸类稳定剂、抗氧剂1010、十溴二苯乙烷、八钼酸铵、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，在温度为122-128℃，转速为100-300r/min下搅拌0.5-1h，制得混合物c；
S4：将步骤3制得的混合物c放入模具内成型，制得新型太阳能高性能保温材料。
优选地，步骤S1中所述温度为177-182℃，转速为400-500r/min下搅拌6-8min。
更优选地，所述温度为182℃，转速为500r/min下搅拌6min。
优选地，步骤S2中所述发微波功率为220-260W，温度为145-153℃，转速为300-400r/min下搅拌3-4h。
更优选地，所述发微波功率为260W，温度为153℃，转速为400r/min下搅拌3h。
优选地，步骤S3中所述温度为125-128℃，转速为200-300r/min下搅拌0.5-0.8h。
更优选地，所述温度为128℃，转速为300r/min下搅拌0.5h。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明制得的新型太阳能高性能保温材料的加工工艺性能良好，在发泡后水箱在静置过程中无外脱，孔口外观良好，经冷冻后水箱无外脱，无料裂、塌泡现象；在常温、高温100℃、低温零下25℃时无收缩、变形、膨胀等现象，尺寸稳定性较高，另外其抗压强度高，脆性小，导热系数低，阻燃效果好，是一种性能优异的保温材料；
（2）本发明的新型太阳能高性能保温材料制备过程工艺简单，操作方便，且绿色环保，臭氧破坏效应ODP值为零，无毒副作用；
（3）本发明的原料储存安全，避免原料搬运以及原料挥发、消散等，可实现自动化连续生产。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述新型太阳能高性能保温材料，以重量为单位，包括以下原料：聚氨酯135-250份、聚醚68-144份、聚丁烯醇52-124份、乙烯基树脂25-46份、白乳胶15-22份、粉煤灰8-12份、腻子粉10-16份、碳酸钙粉7-15份、活性白土粉6-12份、硅油18-26份、碳化硅纤维5-9份、玻璃纤维12-18份、聚氯乙烯纤维9-15份、羟丙基甲基纤维素6-11份、马来酸酐接枝相容剂1.2-2.3份、丙烯酸型架桥剂0.7-1.6份、分散剂NC 0.6-1.9份、辛酸亚锡0.4-0.9份、偶氮二甲酰胺0.8-1.5份、丙烯酸酯类发泡调节剂0.5-1.2份、硅酮酰胺0.3-0.6份、环氧树脂粘结剂1-2份、己二酸二辛酯0.6-1.2份、液体聚丁二烯橡胶0.4-0.6份、聚合氯化铝0.8-1.6份、对羟基苯磺酸0.2-0.4份、苯乙烯0.3-0.5份、肪酸类稳定剂0.2-0.5份、抗氧剂1010 0.3-0.7份、十溴二苯乙烷0.4-0.8份、八钼酸铵0.3-0.7份、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.4-0.6份；
所述聚醚以重量为单位，包括以下原料：环氧乙烷15-25份、环氧丙烷12-22份、邻苯二甲酸二丁酯20-32份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯3-5份、折叠钛酸酯偶联剂2-3份、过氧化二异丙苯2-3.5份、硅酮酰胺1.5-2.5份、三乙烯二胺·六水0.8-1.2份、二月桂酸二丁基锡0.6-0.9份、水2-5份；
所述新型太阳能高性能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯、聚醚、聚丁烯醇混合，在温度为172-182℃，转速为300-500r/min下搅拌6-10min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤1 制得的混合物a中加入乙烯基树脂、白乳胶、粉煤灰、腻子粉、碳酸钙粉、活性白土粉、硅油、碳化硅纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、羟丙基甲基纤维素、马来酸酐接枝相容剂、丙烯酸型架桥剂、分散剂NC、辛酸亚锡、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯类发泡调节剂、硅酮酰胺、环氧树脂粘结剂、己二酸二辛酯、液体聚丁二烯橡胶、聚合氯化铝，在微波功率为180-260W，温度为136-153℃，转速为200-400r/min下搅拌3-5h，制得混合物b；
S3：向步骤2 制得的混合物b中加入对羟基苯磺酸、苯乙烯、肪酸类稳定剂、抗氧剂1010、十溴二苯乙烷、八钼酸铵、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，在温度为122-128℃，转速为100-300r/min下搅拌0.5-1h，制得混合物c；
S4：将步骤3制得的混合物c放入模具内成型，制得新型太阳能高性能保温材料。
实施例1
一种新型太阳能高性能保温材料，以重量为单位，包括以下原料：聚氨酯190份、聚醚105份、聚丁烯醇85份、乙烯基树脂35份、白乳胶19份、粉煤灰10份、腻子粉13份、碳酸钙粉10份、活性白土粉9份、硅油22份、碳化硅纤维7份、玻璃纤维15份、聚氯乙烯纤维12份、羟丙基甲基纤维素8份、马来酸酐接枝相容剂1.8份、丙烯酸型架桥剂1.2份、分散剂NC 1.3份、辛酸亚锡0.7份、偶氮二甲酰胺1.2份、丙烯酸酯类发泡调节剂0.8份、硅酮酰胺0.5份、环氧树脂粘结剂1.5份、己二酸二辛酯0.9份、液体聚丁二烯橡胶0.5份、聚合氯化铝1.2份、对羟基苯磺酸0.3份、苯乙烯04份、肪酸类稳定剂0.4份、抗氧剂1010 0.5份、十溴二苯乙烷0.6份、八钼酸铵0.5份、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.5份；
所述聚醚以重量为单位，包括以下原料：环氧乙烷20份、环氧丙烷17份、邻苯二甲酸二丁酯26份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯4份、折叠钛酸酯偶联剂2.5份、过氧化二异丙苯2.8份、硅酮酰胺2份、三乙烯二胺·六水2份、二月桂酸二丁基锡0.8份、水3.5份；
所述新型太阳能高性能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯、聚醚、聚丁烯醇混合，在温度为177℃，转速为400r/min下搅拌8min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤1 制得的混合物a中加入乙烯基树脂、白乳胶、粉煤灰、腻子粉、碳酸钙粉、活性白土粉、硅油、碳化硅纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、羟丙基甲基纤维素、马来酸酐接枝相容剂、丙烯酸型架桥剂、分散剂NC、辛酸亚锡、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯类发泡调节剂、硅酮酰胺、环氧树脂粘结剂、己二酸二辛酯、液体聚丁二烯橡胶、聚合氯化铝，在微波功率为220W，温度为1453℃，转速为300r/min下搅拌4h，制得混合物b；
S3：向步骤2 制得的混合物b中加入对羟基苯磺酸、苯乙烯、肪酸类稳定剂、抗氧剂1010、十溴二苯乙烷、八钼酸铵、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，在温度为125℃，转速为200r/min下搅拌0.8h，制得混合物c；
S4：将步骤3制得的混合物c放入模具内成型，制得新型太阳能高性能保温材料。
实施例2
一种新型太阳能高性能保温材料，以重量为单位，包括以下原料：聚氨酯135份、聚醚68份、聚丁烯醇52份、乙烯基树脂25份、白乳胶15份、粉煤灰8份、腻子粉10份、碳酸钙粉7份、活性白土粉6份、硅油18份、碳化硅纤维5份、玻璃纤维12份、聚氯乙烯纤维9份、羟丙基甲基纤维素6份、马来酸酐接枝相容剂1.2份、丙烯酸型架桥剂0.7份、分散剂NC 0.6份、辛酸亚锡0.4份、偶氮二甲酰胺0.8份、丙烯酸酯类发泡调节剂0.5份、硅酮酰胺0.3份、环氧树脂粘结剂1份、己二酸二辛酯0.6份、液体聚丁二烯橡胶0.4份、聚合氯化铝0.8份、对羟基苯磺酸0.2份、苯乙烯0.3份、肪酸类稳定剂0.2份、抗氧剂1010 0.3份、十溴二苯乙烷0.4份、八钼酸铵0.3份、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.4份；
所述聚醚以重量为单位，包括以下原料：环氧乙烷15份、环氧丙烷12份、邻苯二甲酸二丁酯20份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯3份、折叠钛酸酯偶联剂2份、过氧化二异丙苯2份、硅酮酰胺1.5份、三乙烯二胺·六水0.8份、二月桂酸二丁基锡0.6份、水2份；
所述新型太阳能高性能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯、聚醚、聚丁烯醇混合，在温度为172℃，转速为300r/min下搅拌10min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤1 制得的混合物a中加入乙烯基树脂、白乳胶、粉煤灰、腻子粉、碳酸钙粉、活性白土粉、硅油、碳化硅纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、羟丙基甲基纤维素、马来酸酐接枝相容剂、丙烯酸型架桥剂、分散剂NC、辛酸亚锡、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯类发泡调节剂、硅酮酰胺、环氧树脂粘结剂、己二酸二辛酯、液体聚丁二烯橡胶、聚合氯化铝，在微波功率为180W，温度为136℃，转速为200r/min下搅拌5h，制得混合物b；
S3：向步骤2 制得的混合物b中加入对羟基苯磺酸、苯乙烯、肪酸类稳定剂、抗氧剂1010、十溴二苯乙烷、八钼酸铵、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，在温度为122℃，转速为100r/min下搅拌1h，制得混合物c；
S4：将步骤3制得的混合物c放入模具内成型，制得新型太阳能高性能保温材料。
实施例3
一种新型太阳能高性能保温材料，以重量为单位，包括以下原料：聚氨酯250份、聚醚144份、聚丁烯醇124份、乙烯基树脂46份、白乳胶22份、粉煤灰12份、腻子粉16份、碳酸钙粉15份、活性白土粉12份、硅油26份、碳化硅纤维9份、玻璃纤维18份、聚氯乙烯纤维15份、羟丙基甲基纤维素11份、马来酸酐接枝相容剂2.3份、丙烯酸型架桥剂1.6份、分散剂NC 1.9份、辛酸亚锡0.9份、偶氮二甲酰胺1.5份、丙烯酸酯类发泡调节剂1.2份、硅酮酰胺0.6份、环氧树脂粘结剂2份、己二酸二辛酯1.2份、液体聚丁二烯橡胶0.6份、聚合氯化铝1.6份、对羟基苯磺酸0.4份、苯乙烯0.5份、肪酸类稳定剂0.5份、抗氧剂1010 0.7份、十溴二苯乙烷0.8份、八钼酸铵0.7份、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.6份；
所述聚醚以重量为单位，包括以下原料：环氧乙烷15-25份、环氧丙烷22份、邻苯二甲酸二丁酯32份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯5份、折叠钛酸酯偶联剂3份、过氧化二异丙苯3.5份、硅酮酰胺2.5份、三乙烯二胺·六水1.2份、二月桂酸二丁基锡0.9份、水5份；
所述新型太阳能高性能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯、聚醚、聚丁烯醇混合，在温度为182℃，转速为500r/min下搅拌6min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤1 制得的混合物a中加入乙烯基树脂、白乳胶、粉煤灰、腻子粉、碳酸钙粉、活性白土粉、硅油、碳化硅纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、羟丙基甲基纤维素、马来酸酐接枝相容剂、丙烯酸型架桥剂、分散剂NC、辛酸亚锡、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯类发泡调节剂、硅酮酰胺、环氧树脂粘结剂、己二酸二辛酯、液体聚丁二烯橡胶、聚合氯化铝，在微波功率为260W，温度为153℃，转速为400r/min下搅拌3h，制得混合物b；
S3：向步骤2 制得的混合物b中加入对羟基苯磺酸、苯乙烯、肪酸类稳定剂、抗氧剂1010、十溴二苯乙烷、八钼酸铵、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，在温度为128℃，转速为300r/min下搅拌0.5h，制得混合物c；
S4：将步骤3制得的混合物c放入模具内成型，制得新型太阳能高性能保温材料。
对实施例1-3制得的太阳能热水器保温材料进行性能测试，结果如下表所示。
从上表结果可以看出，本发明制得的新型太阳能高性能保温材料的加工工艺性能良好，在发泡后水箱在静置过程中无外脱，孔口外观良好，经冷冻后水箱无外脱，无料裂、塌泡现象；在常温、高温100℃、低温零下25℃时无收缩、变形、膨胀等现象，尺寸稳定性较高，另外其抗压强度高，脆性小，导热系数低，阻燃效果好，是一种性能优异的保温材料。
以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1. 一种新型太阳能高性能保温材料，其特征在于，以重量为单位，包括以下原料：聚氨酯135-250份、聚醚68-144份、聚丁烯醇52-124份、乙烯基树脂25-46份、白乳胶15-22份、粉煤灰8-12份、腻子粉10-16份、碳酸钙粉7-15份、活性白土粉6-12份、硅油18-26份、碳化硅纤维5-9份、玻璃纤维12-18份、聚氯乙烯纤维9-15份、羟丙基甲基纤维素6-11份、马来酸酐接枝相容剂1.2-2.3份、丙烯酸型架桥剂0.7-1.6份、分散剂NC 0.6-1.9份、辛酸亚锡0.4-0.9份、偶氮二甲酰胺0.8-1.5份、丙烯酸酯类发泡调节剂0.5-1.2份、硅酮酰胺0.3-0.6份、环氧树脂粘结剂1-2份、己二酸二辛酯0.6-1.2份、液体聚丁二烯橡胶0.4-0.6份、聚合氯化铝0.8-1.6份、对羟基苯磺酸0.2-0.4份、苯乙烯0.3-0.5份、肪酸类稳定剂0.2-0.5份、抗氧剂1010 0.3-0.7份、十溴二苯乙烷0.4-0.8份、八钼酸铵0.3-0.7份、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.4-0.6份；
所述聚醚以重量为单位，包括以下原料：环氧乙烷15-25份、环氧丙烷12-22份、邻苯二甲酸二丁酯20-32份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯3-5份、折叠钛酸酯偶联剂2-3份、过氧化二异丙苯2-3.5份、硅酮酰胺1.5-2.5份、三乙烯二胺·六水0.8-1.2份、二月桂酸二丁基锡0.6-0.9份、水2-5份；
所述新型太阳能高性能保温材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯、聚醚、聚丁烯醇混合，在温度为172-182℃，转速为300-500r/min下搅拌6-10min，制得混合物a；
S2：在氮气保护下，向步骤1 制得的混合物a中加入乙烯基树脂、白乳胶、粉煤灰、腻子粉、碳酸钙粉、活性白土粉、硅油、碳化硅纤维、玻璃纤维、聚氯乙烯纤维、羟丙基甲基纤维素、马来酸酐接枝相容剂、丙烯酸型架桥剂、分散剂NC、辛酸亚锡、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯类发泡调节剂、硅酮酰胺、环氧树脂粘结剂、己二酸二辛酯、液体聚丁二烯橡胶、聚合氯化铝，在微波功率为180-260W，温度为136-153℃，转速为200-400r/min下搅拌3-5h，制得混合物b；
S3：向步骤2 制得的混合物b中加入对羟基苯磺酸、苯乙烯、肪酸类稳定剂、抗氧剂1010、十溴二苯乙烷、八钼酸铵、 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，在温度为122-128℃，转速为100-300r/min下搅拌0.5-1h，制得混合物c；
S4：将步骤3制得的混合物c放入模具内成型，制得新型太阳能高性能保温材料。
2.根据权利要求1所述的新型太阳能高性能保温材料，其特征在于，步骤S1中所述温度为177-182℃，转速为400-500r/min下搅拌6-8min。
3.根据权利要求2所述的新型太阳能高性能保温材料，其特征在于，所述温度为182℃，转速为500r/min下搅拌6min。
4.根据权利要求1所述的新型太阳能高性能保温材料，其特征在于，步骤S2中所述发微波功率为220-260W，温度为145-153℃，转速为300-400r/min下搅拌3-4h。
5.根据权利要求4所述的新型太阳能高性能保温材料，其特征在于，所述发微波功率为260W，温度为153℃，转速为400r/min下搅拌3h。
6.根据权利要求1所述的新型太阳能高性能保温材料，其特征在于，步骤S3中所述温度为125-128℃，转速为200-300r/min下搅拌0.5-0.8h。
7.根据权利要求6所述的新型太阳能高性能保温材料，其特征在于，所述温度为128℃，转速为300r/min下搅拌0.5h。
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