CN106279605A - 一种聚氨酯泡沫保温材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚氨酯泡沫保温材料，由以下重量份配比的原料发泡制成：甲苯二异氰酸酯60‑80份，生物基聚醚多元醇30‑40份，山梨醇聚醚20‑24份,蔗糖聚醚30‑35份，催化剂1‑3份，发泡剂0.5‑1份，硅油2‑4份，去离子水8‑10份。本发明聚氨酯保温材料具有强度高、质量轻、导热低、尺寸稳定性良好、绝热效果好、耐磨防腐良好，还具有高效的阻燃能力；采此外，本发明的制备工艺简单，成本低廉，设备要求低，生产过程环保，易于工业化生产，适于大范围推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及保温材料技术领域，具体是一种聚氨酯泡沫保温材料。
背景技术
普通的聚氨酯保温材料一般多采用官能度多、羟值高的聚醚多元醇与多异氰酸酯反应，制成交联网状结构的高分子聚合物。目前，聚氨酯作为保温材料，生产量越来越大，其具有硬度大、压缩强度高、尺寸稳定性较好、质量轻、导热系数低、闭孔率95％以上、防腐耐磨良好等优点，用途非常广泛，可以代替橡胶、塑料、尼龙等，用于机场、酒店、建材、汽车厂、煤矿厂、水泥厂、高级公寓、别墅、园林美化等。
随着生命科学和生物基因技术的日益兴起，低温医用冷柜产品的需求量呈逐年上升趋势，尤其是低温医用冷柜需求最大，在医疗、科研、生物技术等领域中被广泛用于低温环境的制备和物质的低温储存，当前聚氨酯泡沫耐低温尺寸稳定性较差，长期低温条件下工作泡沫随时间的收缩变形量相对较大，导致泡沫变薄，泡沫导热系数及抗压强度等性能降低，保温隔热性能降低明显，大大影响保温效果，增加能耗，造成资源浪费。同时，在普通聚氨酯硬泡中，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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高抗压度、高拉伸度、收缩性能好且导热系数低的聚氨酯保温材料。
本发明解决技术问题的技术方案是：
一种聚氨酯泡沫保温材料，由以下重量份配比的原料发泡制成：
甲苯二异氰酸酯60-80份，生物基聚醚多元醇30-40份，山梨醇聚醚20-24 份,蔗糖聚醚30-35份，催化剂1-3份，发泡剂0.5-1份，硅油2-4份，去离子水8-10份。
上述聚氨酯泡沫保温材料，优选地，由以下重量份配比的原料发泡制成：
甲苯二异氰酸酯70份，生物基聚醚多元醇35份，山梨醇聚醚22份,蔗糖聚醚32份，催化剂2份，发泡剂0.8份，硅油3份，去离子水9份。
所述生物基聚醚多元醇分子量分布为1000-1200,羟值为490mgKOH/g，黏度为3600mPa·s。
所述催化剂为N，N-二甲基苄胺和N，N-二甲基环己胺按重量比2:1组成的混合催化剂。
所述发泡剂为正己烷。
上述聚氨酯泡沫保温材料的制备方法如下：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将甲苯二异氰酸酯、生物基聚醚多元醇、山梨醇聚醚、蔗糖聚醚、硅油一起置于搅拌机中，均匀搅拌30-35min，得混合物A；
（3）依次将催化剂、发泡剂、去离子水一起置于搅拌机中，搅拌20-30min，得混合物B；
（4）将混合物A加入混合物B中，升温至100-110℃，搅拌时间为120-140min，搅拌均匀即得产品。
本发明产品的优点在于：本发明聚氨酯保温材料具有强度高、质量轻、导热低、尺寸稳定性良好、绝热效果好、耐磨防腐良好的特点，还具有高效的阻燃能力；所使用的生物基聚醚多元醇具有较低的粘度,较高的分子量,并且分子量分布较均匀,较高的官能度,用该聚醚做主体，生成的泡沫尺寸稳定性好,具有粘度小,导热系数低，流动性好、泡沫表面和基材的粘结性好。此外，本发明的制备工艺简单，成本低廉，设备要求低，生产过程环保，易于工业化生产，适于大范围推广应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
一种聚氨酯泡沫保温材料，由以下重量份配比的原料发泡制成：
甲苯二异氰酸酯60kg，生物基聚醚多元醇30kg，山梨醇聚醚20kg,蔗糖聚醚30kg，催化剂1kg，发泡剂0.5kg，硅油2kg，去离子水8kg。
所述生物基聚醚多元醇分子量分布为1000,羟值为490mgKOH/g，黏度为3600mPa·s。
所述催化剂为N，N-二甲基苄胺和N，N-二甲基环己胺按重量比2:1组成的混合催化剂。
所述发泡剂为正己烷。
上述聚氨酯泡沫保温材料的制备方法如下：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将甲苯二异氰酸酯、生物基聚醚多元醇、山梨醇聚醚、蔗糖聚醚、硅油一起置于搅拌机中，均匀搅拌30min，得混合物A；
（3）依次将催化剂、发泡剂、去离子水一起置于搅拌机中，搅拌20min，得混合物B；
（4）将混合物A加入混合物B中，升温至100℃，搅拌时间为120min，搅拌均匀即得产品。
实施例2
一种聚氨酯泡沫保温材料，由以下重量份配比的原料发泡制成：
甲苯二异氰酸酯70kg，生物基聚醚多元醇35kg，山梨醇聚醚22kg,蔗糖聚醚32kg，催化剂2kg，发泡剂0.8kg，硅油3kg，去离子水9kg。
所述生物基聚醚多元醇分子量分布为1100,羟值为490mgKOH/g，黏度为3600mPa·s。
所述催化剂为N，N-二甲基苄胺和N，N-二甲基环己胺按重量比2:1组成的混合催化剂。
所述发泡剂为正己烷。
上述聚氨酯泡沫保温材料的制备方法如下：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将甲苯二异氰酸酯、生物基聚醚多元醇、山梨醇聚醚、蔗糖聚醚、硅油一起置于搅拌机中，均匀搅拌32min，得混合物A；
（3）依次将催化剂、发泡剂、去离子水一起置于搅拌机中，搅拌25min，得混合物B；
（4）将混合物A加入混合物B中，升温至105℃，搅拌时间为130min，搅拌均匀即得产品。
实施例3
一种聚氨酯泡沫保温材料，由以下重量份配比的原料发泡制成：
甲苯二异氰酸酯80kg，生物基聚醚多元醇40kg，山梨醇聚醚24 kg,蔗糖聚醚35kg，催化剂3kg，发泡剂1kg，硅油4kg，去离子水10kg。
所述生物基聚醚多元醇分子量分布为1200,羟值为490mgKOH/g，黏度为3600mPa·s。
所述催化剂为N，N-二甲基苄胺和N，N-二甲基环己胺按重量比2:1组成的混合催化剂。
所述发泡剂为正己烷。
上述聚氨酯泡沫保温材料的制备方法如下：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将甲苯二异氰酸酯、生物基聚醚多元醇、山梨醇聚醚、蔗糖聚醚、硅油一起置于搅拌机中，均匀搅拌35min，得混合物A；
（3）依次将催化剂、发泡剂、去离子水一起置于搅拌机中，搅拌30min，得混合物B；
（4）将混合物A加入混合物B中，升温至110℃，搅拌时间为140min，搅拌均匀即得产品。
分别对实施例1-3制备得到的聚氨酯泡沫保温材料的物理性能参数进行检测，并与现有普通聚氨酯保温材料对比，测试结果如表1所示。
| 性能指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
| 抗压强度 MPa | 0.349 | 0.347 | 0.351 | 0.231 |
| 热释放速率 (KW/m2) | 121 | 115 | 117 | 149 |
| 导热系数 w/(m.k) | 0.019 | 0.022 | 0.018 | 0.031 |
| 闭孔率（%） | 95.8 | 96.2 | 97.2 | 91.2 |
由表可见，本发明以上实施例制备的聚氨酯泡沫保温材料的抗压强度、热释放速率、导热系数、及闭孔率等指标都比现有的保温材料有明显地提高，经冷冻或高温条件下无收缩、变形、膨胀、开裂等现象，是一种性能好的保温材料。
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 (5)
1.一种聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于：由以下重量份配比的原料发泡制成：
甲苯二异氰酸酯60-80份，生物基聚醚多元醇30-40份，山梨醇聚醚20-24 份,蔗糖聚醚30-35份，催化剂1-3份，发泡剂0.5-1份，硅油2-4份，去离子水8-10份；
所述生物基聚醚多元醇分子量分布为1000-1200,羟值为490mgKOH/g，黏度为3600mPa·s。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于：由以下重量份配比的原料发泡制成：
甲苯二异氰酸酯70份，生物基聚醚多元醇35份，山梨醇聚醚22份,蔗糖聚醚32份，催化剂2份，发泡剂0.8份，硅油3份，去离子水9份。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于：所述催化剂为N，N-二甲基苄胺和N，N-二甲基环己胺按重量比2:1组成的混合催化剂。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于：所述发泡剂为正己烷。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于：所述聚氨酯泡沫保温材料的制备方法包括如下步骤：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将甲苯二异氰酸酯、生物基聚醚多元醇、山梨醇聚醚、蔗糖聚醚、硅油一起置于搅拌机中，均匀搅拌30-35min，得混合物A；
（3）依次将催化剂、发泡剂、去离子水一起置于搅拌机中，搅拌20-30min，得混合物B；
（4）将混合物A加入混合物B中，升温至100-110℃，搅拌时间为120-140min，搅拌均匀即得产品。
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