CN107032822A - 一种低导热凹凸棒保温材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于保温材料加工技术领域，提供了一种低导热凹凸棒保温材料及制备方法，隔音保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫38‑45份、改性的凹凸棒19‑22份、花岗岩细粉10‑20份、工业纯碱1‑5份、氯化钠2‑7份、早强剂6‑12份、成膜助剂2‑8份、甲基硅酸钠3‑7份和发孔剂0.3‑0.9份。原料经过改性、水浴、高速搅拌、干燥、球磨、造粒和高温烧结，制得低导热凹凸棒保温材料。本发明在以聚氨酯硬质泡沫为基材的基础上加入花岗岩细粉，降低了导热性；制得的保温材料经检测导热系数为0.024‑0.031W/(m·K)，比普通的保温材料低。

Description

一种低导热凹凸棒保温材料及制备方法
技术领域
本发明属于保温材料加工技术领域，具体地，涉及一种低导热凹凸棒保温材料及制备方法。
背景技术
聚氨酯硬质泡沫因其具有保温隔热性能好，隔音吸音效果佳，密度小、导热系数低，阻燃、环保、化学性能温度、无毒无害、价格低廉、使用周期长等突出优点，被广泛应用于保温材料领域的各个方面。
凹凸棒土是一种具有高比表面积的纤维状镁铝硅酸盐矿物。凹凸棒土具有独特的分散性、耐高温、吸附能力强等突出优点，被广泛应用于涂料、鞣革、饲料添加剂、橡塑填充、化学品脱色等领域。我们在研究中发现，利用凹凸棒土突出的高比表面积、对树脂的强吸附能力，以及特殊的纤维状结构，将凹凸棒土加入聚氨酯硬质泡沫中，可有效提异氰酸酯和聚醚的渗透性，从而有效提高聚氨酯硬质泡沫保温产品的质量。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低导热凹凸棒保温材料，将改性的凹凸棒加入聚氨酯硬质泡沫中，可有效提异氰酸酯和聚醚的渗透性，从而有效提高聚氨酯硬质泡沫保温产品的质量。
根据本发明一方面提供的一种低导热凹凸棒保温材料，所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫38-45份、改性的凹凸棒19-22份、花岗岩细粉10-20份、工业纯碱1-5份、氯化钠2-7份、早强剂6-12份、成膜助剂2-8份、甲基硅酸钠3-7份和发孔剂0.3-0.9份。
优选地，聚氨酯硬质泡沫39-42份、改性的凹凸棒19-21份、花岗岩细粉13-18份、工业纯碱2-4份、氯化钠3-6份、早强剂7-11份、成膜助剂4-7份、甲基硅酸钠4-6份和发孔剂0.4-0.7份。
优选地，聚氨酯硬质泡沫40份、改性的凹凸棒20份、花岗岩细粉16份、工业纯碱3份、氯化钠5份、早强剂8份、成膜助剂6份、甲基硅酸钠5份和发孔剂0.5份。
优选地，所述改性的凹凸棒包括如下重量份数的原料：高锰酸钾26-33份；尿素16-23份和凹凸棒土9-15份。
优选地，所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步骤：
步骤（1）：凹凸棒的提纯：将凹凸棒研磨粉碎、筛分至2mm以下，然后将凹凸棒与去离子水混合，搅拌、静置、过滤和干燥；
步骤（2）：凹凸棒土的活化：将步骤（1）制得的凹凸棒土从室温升到230℃后，通过惰性气体20-60min，进一步升高温度至300-350℃，保持1-2小时后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出凹凸棒；
步骤（3）：向步骤（2）的凹凸棒中加入高锰酸钾和尿素，混合均匀即可。
优选地，所述花岗岩细粉粒经为50-70目。
优选地，所述早强剂为硫酸钠、氯化钙或三乙醇胺中的一种或几种的混合物。
优选地，所述发气剂为铝粉，其粒径为16-20μm。
本发明一方面提供的一种低导热凹凸棒保温材料的制备方法，所述隔音保温材料的制备方法如下：
步骤（1）：将聚氨酯硬质泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加热，超声分散，得粘性液体，所述水浴加热的水温控制在60-80℃；
步骤（2）：在步骤（1）所制得的粘性液体中加入花岗岩细粉、工业纯碱、氯化钠、早强剂和甲基硅酸钠，高速搅拌分散，得分散液，高速搅拌的转速为1100-1200r/min；
步骤（3）：将步骤（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合颗粒；
步骤（4）：将步骤（3）制得的混合颗粒、成膜助剂和发孔剂加入球磨机中球磨，然后进行高温烧结，制得泡沫陶瓷保温材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明在以聚氨酯硬质泡沫为基材的基础上加入花岗岩细粉，降低了导热性；
（2）本发明利用凹凸棒土突出的高比表面积、对树脂的强吸附能力，以及特殊的纤维状结构，将凹凸棒土加入聚氨酯硬质泡沫中，可有效提异氰酸酯和聚醚的渗透性，从而有效提高聚氨酯硬质泡沫保温产品的质量，同时降低了导热性；
（3）本发明在保温材料的配方中加入发气剂铝粉，可以增加保温材料的孔隙率，从而降低保温材料的导热性；
（4）本发明的成膜助剂它能极好地溶解、偶联油和脂，使保温材料制备过程中聚氨酯硬质泡沫溶解更加彻底，促进成品的生成；
（5）本发明制得的保温材料经检测导热系数为0.024-0.031W/(m·K)，比普通的保温材料低。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
根据本发明一方面提供的一种低导热凹凸棒保温材料，所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫38-45份、改性的凹凸棒19-22份、花岗岩细粉10-20份、工业纯碱1-5份、氯化钠2-7份、早强剂6-12份、成膜助剂2-8份、甲基硅酸钠3-7份和发孔剂0.3-0.9份。
本发明在以聚氨酯硬质泡沫为基材的基础上加入花岗岩细粉，降低了导热性；
本发明利用凹凸棒土突出的高比表面积、对树脂的强吸附能力，以及特殊的纤维状结构，将凹凸棒土加入聚氨酯硬质泡沫中，可有效提异氰酸酯和聚醚的渗透性，从而有效提高聚氨酯硬质泡沫保温产品的质量，同时降低了导热性；
本发明在保温材料的配方中加入发气剂铝粉，可以增加保温材料的孔隙率，从而降低保温材料的导热性；
本发明的成膜助剂它能极好地溶解、偶联油和脂，使保温材料制备过程中聚氨酯硬质泡沫溶解更加彻底，促进成品的生成。
优选地，所述改性的凹凸棒包括如下重量份数的原料：高锰酸钾26-33份；尿素16-23份和凹凸棒土9-15份。
优选地，所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步骤：
步骤（1）：凹凸棒的提纯：将凹凸棒研磨粉碎、筛分至2mm以下，然后将凹凸棒与去离子水混合，搅拌、静置、过滤和干燥；
步骤（2）：凹凸棒土的活化：将步骤（1）制得的凹凸棒土从室温升到230℃后，通过惰性气体20-60min，进一步升高温度至300-350℃，保持1-2小时后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出凹凸棒；
步骤（3）：向步骤（2）的凹凸棒中加入高锰酸钾和尿素，混合均匀即可。
优选地，所述花岗岩细粉粒经为50-70目。
优选地，所述早强剂为硫酸钠、氯化钙或三乙醇胺中的一种或几种的混合物。
优选地，所述发气剂为铝粉，其粒径为16-20μm。
本发明一方面提供的一种低导热凹凸棒保温材料的制备方法，所述隔音保温材料的制备方法如下：
步骤（1）：将聚氨酯硬质泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加热，超声分散，得粘性液体，所述水浴加热的水温控制在60-80℃；
步骤（2）：在步骤（1）所制得的粘性液体中加入花岗岩细粉、工业纯碱、氯化钠、早强剂和甲基硅酸钠，高速搅拌分散，得分散液，高速搅拌的转速为1100-1200r/min；
步骤（3）：将步骤（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合颗粒；
步骤（4）：将步骤（3）制得的混合颗粒、成膜助剂和发孔剂加入球磨机中球磨，然后进行高温烧结，制得泡沫陶瓷保温材料。
实施例1
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料，所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫45份、改性的凹凸棒19份、花岗岩细粉20份、工业纯碱1份、氯化钠7份、早强剂6份、成膜助剂8份、甲基硅酸钠3份和发孔剂0.9份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份数的原料：高锰酸钾33份；尿素16份和凹凸棒土15份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步骤：
步骤（1）：凹凸棒的提纯：将凹凸棒研磨粉碎、筛分至2mm以下，然后将凹凸棒与去离子水混合，搅拌、静置、过滤和干燥；
步骤（2）：凹凸棒土的活化：将步骤（1）制得的凹凸棒土从室温升到230℃后，通过惰性气体60min，进一步升高温度至300℃，保持2小时后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出凹凸棒；
步骤（3）：向步骤（2）的凹凸棒中加入高锰酸钾和尿素，混合均匀即可。
所述花岗岩细粉粒经为50目。
所述早强剂为三乙醇胺。
所述发气剂为铝粉，其粒径为20μm。
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料的制备方法，所述隔音保温材料的制备方法如下：
步骤（1）：将聚氨酯硬质泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加热，超声分散，得粘性液体，所述水浴加热的水温控制在60℃；
步骤（2）：在步骤（1）所制得的粘性液体中加入花岗岩细粉、工业纯碱、氯化钠、早强剂和甲基硅酸钠，高速搅拌分散，得分散液，高速搅拌的转速为1200r/min；
步骤（3）：将步骤（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合颗粒；
步骤（4）：将步骤（3）制得的混合颗粒、成膜助剂和发孔剂加入球磨机中球磨，然后进行高温烧结，制得泡沫陶瓷保温材料。
实施例2
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料，所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫38份、改性的凹凸棒22份、花岗岩细粉10份、工业纯碱5份、氯化钠2份、早强剂12份、成膜助剂2份、甲基硅酸钠7份和发孔剂0.3份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份数的原料：高锰酸钾33份；尿素16份和凹凸棒土15份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步骤：
步骤（1）：凹凸棒的提纯：将凹凸棒研磨粉碎、筛分至2mm以下，然后将凹凸棒与去离子水混合，搅拌、静置、过滤和干燥；
步骤（2）：凹凸棒土的活化：将步骤（1）制得的凹凸棒土从室温升到230℃后，通过惰性气体20min，进一步升高温度至350℃，保持1小时后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出凹凸棒；
步骤（3）：向步骤（2）的凹凸棒中加入高锰酸钾和尿素，混合均匀即可。
所述花岗岩细粉粒经为70目。
所述早强剂为氯化钙。
所述发气剂为铝粉，其粒径为16μm。
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料的制备方法，所述隔音保温材料的制备方法如下：
步骤（1）：将聚氨酯硬质泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加热，超声分散，得粘性液体，所述水浴加热的水温控制在80℃；
步骤（2）：在步骤（1）所制得的粘性液体中加入花岗岩细粉、工业纯碱、氯化钠、早强剂和甲基硅酸钠，高速搅拌分散，得分散液，高速搅拌的转速为1100r/min；
步骤（3）：将步骤（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合颗粒；
步骤（4）：将步骤（3）制得的混合颗粒、成膜助剂和发孔剂加入球磨机中球磨，然后进行高温烧结，制得泡沫陶瓷保温材料。
实施例3
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料，所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫42份、改性的凹凸棒19份、花岗岩细粉18份、工业纯碱2份、氯化钠6份、早强剂7份、成膜助剂7份、甲基硅酸钠4份和发孔剂0.7份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份数的原料：高锰酸钾33份；尿素16份和凹凸棒土15份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步骤：
步骤（1）：凹凸棒的提纯：将凹凸棒研磨粉碎、筛分至2mm以下，然后将凹凸棒与去离子水混合，搅拌、静置、过滤和干燥；
步骤（2）：凹凸棒土的活化：将步骤（1）制得的凹凸棒土从室温升到230℃后，通过惰性气体50min，进一步升高温度至330℃，保持1小时后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出凹凸棒；
步骤（3）：向步骤（2）的凹凸棒中加入高锰酸钾和尿素，混合均匀即可。
所述花岗岩细粉粒经为60目。
所述早强剂为硫酸钠、氯化钙的混合物。
所述发气剂为铝粉，其粒径为19μm。
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料的制备方法，所述隔音保温材料的制备方法如下：
步骤（1）：将聚氨酯硬质泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加热，超声分散，得粘性液体，所述水浴加热的水温控制在65℃；
步骤（2）：在步骤（1）所制得的粘性液体中加入花岗岩细粉、工业纯碱、氯化钠、早强剂和甲基硅酸钠，高速搅拌分散，得分散液，高速搅拌的转速为1150r/min；
步骤（3）：将步骤（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合颗粒；
步骤（4）：将步骤（3）制得的混合颗粒、成膜助剂和发孔剂加入球磨机中球磨，然后进行高温烧结，制得泡沫陶瓷保温材料。
实施例4
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料，所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫39份、改性的凹凸棒21份、花岗岩细粉13份、工业纯碱4份、氯化钠3份、早强剂11份、成膜助剂4份、甲基硅酸钠6份和发孔剂0.4份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份数的原料：高锰酸钾29份；尿素18份和凹凸棒土11份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步骤：
步骤（1）：凹凸棒的提纯：将凹凸棒研磨粉碎、筛分至2mm以下，然后将凹凸棒与去离子水混合，搅拌、静置、过滤和干燥；
步骤（2）：凹凸棒土的活化：将步骤（1）制得的凹凸棒土从室温升到230℃后，通过惰性气体25min，进一步升高温度至320℃，保持2小时后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出凹凸棒；
步骤（3）：向步骤（2）的凹凸棒中加入高锰酸钾和尿素，混合均匀即可。
所述花岗岩细粉粒经为55目。
所述早强剂为硫酸钠、氯化钙或三乙醇胺几种的混合物。
所述发气剂为铝粉，其粒径为17μm。
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料的制备方法，所述隔音保温材料的制备方法如下：
步骤（1）：将聚氨酯硬质泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加热，超声分散，得粘性液体，所述水浴加热的水温控制在65℃；
步骤（2）：在步骤（1）所制得的粘性液体中加入花岗岩细粉、工业纯碱、氯化钠、早强剂和甲基硅酸钠，高速搅拌分散，得分散液，高速搅拌的转速为1140r/min；
步骤（3）：将步骤（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合颗粒；
步骤（4）：将步骤（3）制得的混合颗粒、成膜助剂和发孔剂加入球磨机中球磨，然后进行高温烧结，制得泡沫陶瓷保温材料。
实施例5
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料，所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫40份、改性的凹凸棒20份、花岗岩细粉16份、工业纯碱3份、氯化钠5份、早强剂8份、成膜助剂6份、甲基硅酸钠5份和发孔剂0.5份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份数的原料：高锰酸钾31份；尿素21份和凹凸棒土13份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步骤：
步骤（1）：凹凸棒的提纯：将凹凸棒研磨粉碎、筛分至2mm以下，然后将凹凸棒与去离子水混合，搅拌、静置、过滤和干燥；
步骤（2）：凹凸棒土的活化：将步骤（1）制得的凹凸棒土从室温升到230℃后，通过惰性气体25min，进一步升高温度至320℃，保持1小时后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出凹凸棒；
步骤（3）：向步骤（2）的凹凸棒中加入高锰酸钾和尿素，混合均匀即可。
所述花岗岩细粉粒经为60目。
所述早强剂为硫酸钠。
所述发气剂为铝粉，其粒径为17μm。
本实施例提供的一种低导热凹凸棒保温材料的制备方法，所述隔音保温材料的制备方法如下：
步骤（1）：将聚氨酯硬质泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加热，超声分散，得粘性液体，所述水浴加热的水温控制在63℃；
步骤（2）：在步骤（1）所制得的粘性液体中加入花岗岩细粉、工业纯碱、氯化钠、早强剂和甲基硅酸钠，高速搅拌分散，得分散液，高速搅拌的转速为1120r/min；
步骤（3）：将步骤（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合颗粒；
步骤（4）：将步骤（3）制得的混合颗粒、成膜助剂和发孔剂加入球磨机中球磨，然后进行高温烧结，制得泡沫陶瓷保温材料。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种低导热凹凸棒保温材料，其特征在于，所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫38-45份、改性的凹凸棒19-22份、花岗岩细粉10-20份、工业纯碱1-5份、氯化钠2-7份、早强剂6-12份、成膜助剂2-8份、甲基硅酸钠3-7份和发孔剂0.3-0.9份。
2.根据权利要求1所述的低导热凹凸棒保温材料，其特征在于：所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫39-42份、改性的凹凸棒19-21份、花岗岩细粉13-18份、工业纯碱2-4份、氯化钠3-6份、早强剂7-11份、成膜助剂4-7份、甲基硅酸钠4-6份和发孔剂0.4-0.7份。
3.根据权利要求1所述的低导热凹凸棒保温材料，其特征在于：所述低导热凹凸棒保温材料包括如下重量份数的原料：聚氨酯硬质泡沫40份、改性的凹凸棒20份、花岗岩细粉16份、工业纯碱3份、氯化钠5份、早强剂8份、成膜助剂6份、甲基硅酸钠5份和发孔剂0.5份。
4.根据权利要求1所述的低导热凹凸棒保温材料，其特征在于：所述改性的凹凸棒包括如下重量份数的原料：高锰酸钾26-33份；尿素16-23份和凹凸棒土9-15份。
5.根据权利要求4所述的低导热凹凸棒保温材料，其特征在于：所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步骤：
步骤（1）：凹凸棒的提纯：将凹凸棒研磨粉碎、筛分至2mm以下，然后将凹凸棒与去离子水混合，搅拌、静置、过滤和干燥；
步骤（2）：凹凸棒土的活化：将步骤（1）制得的凹凸棒土从室温升到230℃后，通过惰性气体20-60min，进一步升高温度至300-350℃，保持1-2小时后，开始降温，并停止加入水蒸气，待温度降至室温后，取出凹凸棒；
步骤（3）：向步骤（2）的凹凸棒中加入高锰酸钾和尿素，混合均匀即可。
6.根据权利要求5所述的低导热凹凸棒保温材料，其特征在于：所述花岗岩细粉粒经为50-70目。
7.根据权利要求1所述的低导热凹凸棒保温材料，其特征在于：所述早强剂为硫酸钠、氯化钙或三乙醇胺中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的低导热凹凸棒保温材料，其特征在于：所述发气剂为铝粉，其粒径为16-20μm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的低导热凹凸棒保温材料的制备方法，其特征在于：所述隔音保温材料的制备方法如下：
步骤（1）：将聚氨酯硬质泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加热，超声分散，得粘性液体，所述水浴加热的水温控制在60-80℃；
步骤（2）：在步骤（1）所制得的粘性液体中加入花岗岩细粉、工业纯碱、氯化钠、早强剂和甲基硅酸钠，高速搅拌分散，得分散液，高速搅拌的转速为1100-1200r/min；
步骤（3）：将步骤（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合颗粒；
步骤（4）：将步骤（3）制得的混合颗粒、成膜助剂和发孔剂加入球磨机中球磨，然后进行高温烧结，制得泡沫陶瓷保温材料。
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