CN107602799B - 聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，所述方法包括下列步骤：a)将两端被氨基封端的聚四氢呋喃、多异氰酸酯、珍珠岩、溶剂和阻燃剂混合并模塑成型，以得到预制板；和b)将所述预制板煅烧，以得到所述聚脲珍珠岩复合保温板。根据本发明的技术方案，提供了一种具有改进的防火等级和物理性能的聚脲珍珠岩复合保温板。
Description
技术领域
本发明涉及建筑保温板用材料领域，具体地，涉及一种聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法。
背景技术
随着能源问题的日益突出及可持续发展战略的深化实施，新建建筑执行更高的节能设计标准，从而推动新建建筑向低碳、绿色、生态发展，这无疑对建筑用保温材料提出了更高的保温节能要求。
保温板是建筑行业中常用的材料，在建筑外墙表面加装保温板，可有效地对建筑本身进行隔热保温。现有的外墙保温技术中，以岩棉、EPS和XPS板、酚醛板为主，在一些地区普通聚氨酯板也进入了应用阶段。但是以上材料由于其本身的性能缺点，现在已经不能符合经济社会的发展需要。
现有的聚氨酯保温板由无机材料及中间聚氨酯芯材复合而成，其内为多孔性结构，热稳定性差，极易造成热量积聚而引发火灾，燃烧过程会释放产生大量的致命浓烟。近年来由聚氨酯泡沫材料引起的建筑火灾频繁发生，造成了严重的财产损失和人员伤亡。同时，聚氨酯保温板在使用过程中往往还会出现外表复合层龟裂、剥落，除了影响外观外，还会造成保温层进水而影响保温效果，尤其是在冬季，进水后还会结冰造成保温层损坏。
因此，本领域中迫切需要开发一种新的复合保温板的制备方法，以提高保温板的防火等级和物理性能。
发明内容
从以上阐述的技术问题出发，本发明的目的是提供一种聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，以解决现有技术的不足之处，当将由此方法制备的聚脲珍珠岩复合保温板应用于建筑外墙保温时，在起到较好的保温效果的同时，提高了保温板的防火等级和物理性能。
本发明人经过深入细致的研究，完成了本发明。
本发明提供了一种聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，所述方法包括下列步骤：
a)将两端被氨基封端的聚四氢呋喃、多异氰酸酯、珍珠岩、溶剂和阻燃剂混合并模塑成型，以得到预制板；和
b)将所述预制板煅烧，以得到所述聚脲珍珠岩复合保温板。
根据本发明的某些优选实施方案，所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的数均分子量为1000-3300。
根据本发明的某些优选实施方案，所述多异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六次甲基二异氰酸酯三聚体中的一种或多种。
根据本发明的某些优选实施方案，所述珍珠岩的尺寸为20至80目。
根据本发明的某些优选实施方案，所述溶剂选自乙酸乙酯、碳酸二甲酯、乙二醇二甲醚和丙酮中的一种或多种。
根据本发明的某些优选实施方案，所述阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯和磷酸三(2-氯乙基)酯中的一种或多种。
根据本发明的某些优选实施方案，所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的投料量为10至50重量份，所述多异氰酸酯的投料量为1至15重量份，所述珍珠岩的投料量为30至60重量份，所述溶剂的投料量为20至50重量份，并且所述阻燃剂的投料量为1至10重量份。
根据本发明的某些优选实施方案，步骤b)中的所述煅烧的温度为60至100℃。
根据本发明的某些优选实施方案，在步骤a)中，所述多异氰酸酯与所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的摩尔比为1∶1至1.1∶1。
与目前普遍采用的聚氨酯保温板相比较，本发明的有益效果体现在下列方面：
1)由此方法制备的聚脲珍珠岩复合保温板，防火性能较好，满足A1级防火性能要求；
2)由此方法制备的聚脲珍珠岩复合保温板由较低导热系数的材料复合而成，导热系数＜0.050W/(m·K)，因此具有较好的保温性能；
3)由此方法制备的聚脲珍珠岩复合保温板由较高物理性能的聚脲制备而成，具有较高的物理性能；和
4)由此方法制备的聚脲珍珠岩复合保温板由耐老化性能较好的聚脲制备而成，因此具有较长的使用寿命。
具体实施方式
以下将结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。将会懂得，考虑了其他实施方式，且不脱离本发明的范围或精神，可以实施这些其他实施方式。因此，以下的详细描述是非限制性的。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物化特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
本发明提供一种聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，所述方法包括下列步骤：
a)将两端被氨基封端的聚四氢呋喃、多异氰酸酯、珍珠岩、溶剂和阻燃剂混合并模塑成型，以得到预制板；和
b)将所述预制板煅烧，以得到所述聚脲珍珠岩复合保温板。
根据本发明的所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃在本发明中被用作固化剂，其作用是与所述多异氰酸酯交联固化，以形成所述聚脲珍珠岩复合保温板的基体材料。所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的氨基官能度为2，并且数均分子量为1000-3300，优选1200-3300。可以在本发明中使用的所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的具体实例包括由美国空气化学公司生产的Versal ink740M(氨基官能度为2，并且数均分子量为1238)。
优选地，在本发明中使用的多异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯。优选地，所述多异氰酸酯为二异氰酸酯。根据本发明的某些实施方案，所述多异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六次甲基二异氰酸酯三聚体中的一种或多种。
根据本发明的技术方案采用珍珠岩作为提供保温性能的固体填料。在根据本发明的方法制备得到的聚脲珍珠岩复合保温板中，珍珠岩分散在由所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃和所述多异氰酸酯交联固化而成的基体中。珍珠岩由于其在高温下的膨胀性质而提供良好的保温性能。所述珍珠岩的尺寸为20至80目，优选20至50目。当在所述尺寸范围内选择珍珠岩作为固体填料时，能够得到具有优异物理性能的复合保温板。可以在本发明中使用的珍珠岩的具体实例包括由信阳文轩珍珠岩有限公司生产的珍珠岩，其尺寸为20-50目。
对在根据本发明的技术方案中采用的溶剂没有特别限制，只要其能够溶解或分散各个组分并且能够在制备方法的最后通过加热移除即可。根据本发明的某些实施方案，所述溶剂选自乙酸乙酯、碳酸二甲酯、乙二醇二甲醚和丙酮中的一种或多种。
为了对所述聚脲珍珠岩复合保温板提供所需的阻燃性能，根据本发明的某些技术方案，在制备方法中还加入阻燃剂。对在根据本发明的技术方案中采用的阻燃剂没有特别限制，只要其能够发挥阻燃性能并且不损害聚脲珍珠岩复合保温板的所需机械性能即可。根据本发明的某些实施方案，所述阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯和磷酸三(2-氯乙基)酯中的一种或多种。
根据本发明的技术方案，为了优化所得聚脲珍珠岩复合保温板的防火等级和物理性能，对本发明的制备方法所采用的各个组分的投料量进行了特定选择。具体地，在上述步骤a)中，所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的投料量为10至50重量份，优选20至45重量份；所述多异氰酸酯的投料量为1至15重量份，优选3至10重量份；所述珍珠岩的投料量为30至60重量份，优选40至60重量份；所述溶剂的投料量为20至50重量份，优选35至50重量份；并且所述阻燃剂的投料量为1至10重量份，优选2至8重量份。
根据本发明的技术方案，步骤b)中的所述煅烧的温度为60至100℃,优选70至90℃。优选地，将所述预制板在微波煅烧炉中在60至100℃的温度煅烧至恒重。
根据本发明的技术方案，所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃与所述多异氰酸酯交联固化，以形成所述聚脲珍珠岩复合保温板的基体材料。因此，所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃与所述多异氰酸酯的投料比率的选择对于所得聚脲珍珠岩复合保温板的物理性质(例如，导热系数和憎水率等)具有重要的影响。根据本发明的某些实施方案，在步骤a)中，所述多异氰酸酯与所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的摩尔比为1∶1至1.1∶1，优选1∶1至1.05∶1。
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。需要指出，这些描述和实施例都是为了使本发明便于理解，而非对本发明的限制。本发明的保护范围以所附的权利要求书为准。
实施例
在本发明中，除非另外指出，所采用的试剂均为商购产品，直接使用而没有进一步纯化处理。此外，所提及的“％”为“重量％”，并且所提及的“份”为“重量份”。
测试方法
在本发明中，对在下面列出的实施例1-5中得到的各个聚脲珍珠岩复合保温板的各项物理性能进行的测试(例如，导热系数和憎水率)，具体测试方法阐述如下。
导热系数
根据国家标准GB/T 10294和GB/T 10295中规定的方法进行测试。
憎水率
根据国家标准GB/T 10299-2011中规定的方法进行测试。
实施例1
将20份Versal ink 740M、3份甲苯二异氰酸酯、42份200目的珍珠岩、30份乙二醇二甲醚和5份甲基膦酸二甲酯依次加入到由无锡臣力粉体设备有限公司生产的V20型混料机中混合5min。随后将混合物倒入由北京恒奥德仪器仪表有限公司生产的HAD-DDJ-30液压制样机的模具中，压制成200×200mm的预制板材。将所述预制板材放入广州福滔微波设备有限公司生产的FT-37型微波煅烧炉中并且在80℃煅烧至恒重，即得聚脲珍珠岩复合保温板。
根据以上所述的测试方法对本实施例所得聚脲珍珠岩复合保温板的物理性能进行测量，结果可知其导热系数为0.040W/(m·K)，并且憎水率为98.0％。
实施例2
将40份Versal ink 740M、9份二苯基甲烷二异氰酸酯、28份200目的珍珠岩、20份乙酸乙酯和3份磷酸三(1-氯-2-丙基)酯依次加入到由无锡臣力粉体设备有限公司生产的V20型混料机中混合5min。随后将混合物倒入由北京恒奥德仪器仪表有限公司生产的HAD-DDJ-30液压制样机的模具中，压制成200×200mm的预制板材。将所述预制板材放入广州福滔微波设备有限公司生产的FT-37型微波煅烧炉中并且在70℃煅烧至恒重，即得聚脲珍珠岩复合保温板。
根据以上所述的测试方法对本实施例所得聚脲珍珠岩复合保温板的物理性能进行测量，结果可知其导热系数为0.045W/(m·K)，并且憎水率为99.5％。
实施例3
将30份Versal ink 740M、6份异佛尔酮二异氰酸酯、26份200目的珍珠岩、30份碳酸二甲酯和8份磷酸三(2-氯乙基)酯依次加入到由无锡臣力粉体设备有限公司生产的V20型混料机中混合5min。随后将混合物倒入由北京恒奥德仪器仪表有限公司生产的HAD-DDJ-30液压制样机的模具中，压制成200×200mm的预制板材。将所述预制板材放入广州福滔微波设备有限公司生产的FT-37型微波煅烧炉中并且在90℃煅烧至恒重，即得聚脲珍珠岩复合保温板。
根据以上所述的测试方法对本实施例所得聚脲珍珠岩复合保温板的物理性能进行测量，结果可知其导热系数为0.042W/(m·K)，并且憎水率为98.5％。
实施例4
将15份Versal ink 740M、3份二苯基甲烷二异氰酸酯、58份200目的珍珠岩、20份碳酸二甲酯和4份磷酸三(2-氯乙基)酯依次加入到由无锡臣力粉体设备有限公司生产的V20型混料机中混合5min。随后将混合物倒入由北京恒奥德仪器仪表有限公司生产的HAD-DDJ-30液压制样机的模具中，压制成200×200mm的预制板材。将所述预制板材放入广州福滔微波设备有限公司生产的FT-37型微波煅烧炉中并且在90℃煅烧至恒重，即得聚脲珍珠岩复合保温板。
根据以上所述的测试方法对本实施例所得聚脲珍珠岩复合保温板的物理性能进行测量，结果可知其导热系数为0.045W/(m·K)，并且憎水率为98.0％。
实施例5
将30份Versal ink 740M、2份甲苯二异氰酸酯、40份200目的珍珠岩、20份乙二醇二甲醚和5份甲基膦酸二甲酯依次加入到由无锡臣力粉体设备有限公司生产的V20型混料机中混合5min。随后将混合物倒入由北京恒奥德仪器仪表有限公司生产的HAD-DDJ-30液压制样机的模具中，压制成200×200mm的预制板材。将所述预制板材放入广州福滔微波设备有限公司生产的FT-37型微波煅烧炉中并且在90℃煅烧至恒重，即得聚脲珍珠岩复合保温板。
根据以上所述的测试方法对本实施例所得聚脲珍珠岩复合保温板的物理性能进行测量，结果可知其导热系数为0.040W/(m·K)，并且憎水率为99.0％。
以上实施例1-5证实了由此方法制备的聚脲珍珠岩复合保温板在起到较好的保温效果的同时，能够提高保温板的防火等级和物理性能。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (7)
1.一种聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，所述方法包括下列步骤：
a)将两端被氨基封端的聚四氢呋喃、多异氰酸酯、珍珠岩、溶剂和阻燃剂混合并模塑成型，以得到预制板，其中所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的投料量为10至50重量份，所述多异氰酸酯的投料量为1至15重量份，所述珍珠岩的投料量为30至60重量份，所述溶剂的投料量为20至50重量份，所述阻燃剂的投料量为1至10重量份，并且所述多异氰酸酯与所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的摩尔比为1:1至1.1:1；和
b)将所述预制板煅烧，以得到所述聚脲珍珠岩复合保温板。
2.根据权利要求1所述的聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，其中所述两端被氨基封端的聚四氢呋喃的数均分子量为1000-3300。
3.根据权利要求1所述的聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，其中所述多异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，其中所述珍珠岩的尺寸为20至80目。
5.根据权利要求1所述的聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，其中所述溶剂选自乙酸乙酯、碳酸二甲酯、乙二醇二甲醚和丙酮中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，其中所述阻燃剂选自甲基膦酸二甲酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯和磷酸三(2-氯乙基)酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的聚脲珍珠岩复合保温板的制备方法，其中步骤b)中的所述煅烧的温度为60至100℃。
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