CN109575218A - 一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料及其制备方法，所述太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料以重量份为单位，由以下原料制成：聚醚多元醇80‑100份、异氰酸酯110‑130份、纳米二氧化硅3‑8份、改性膨胀蛭石5‑10份、壳聚糖接枝改性硅烷1‑3份、发泡剂2‑5份、泡沫稳定剂0.1‑0.5份、催化剂0.5‑2份、交联剂0.5‑1份。本发明所述聚氨酯无机阻燃保温材料拥有优良的抗压强度等力学性能，同时克服了聚氨酯保温材料存在的易燃缺陷，并保证了太阳能水箱的保温性能。

Description

一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料技术领域，尤其涉及一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料及其制备方法。
背景技术
随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大，世界各国都开始力推开发可再生能源，其中太阳能为利用和开发最广、发展前景最好的可再生能源，现已广泛应用于各行各业，太阳能热水器行业就是其中之一。我国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔，目前已是世界上太阳能热水器的第一使用国和生产国。
众所周知，对太阳能热水器来说，水箱保温材料的选择是至关重要的，目前能用作水箱保温材料的主要有聚氨酯泡沫、酚醛树脂泡沫、超细纤维等。现有的有机保温材料以聚氨酯保温材料为主。但是聚氨酯保温材料在生产过程中，不可避免地加入一些无机、有机填料以提高材料强度，但同时降低了聚氨酯的保温性能。另外，聚氨酯保温材料还存在无阻燃性的缺点，此时由于有的太阳能热水器还安装电加热器，如果电路老化，则会造成短路引起火灾。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料及其制备方法。该聚氨酯无机阻燃保温材料拥有优良的抗压强度等力学性能，同时克服了聚氨酯保温材料存在的易燃缺陷，并保证了太阳能水箱的保温性能。
本发明提出的一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，以重量份为单位，由以下原料制成：聚醚多元醇80-100份、异氰酸酯110-130份、纳米二氧化硅3-8份、改性膨胀蛭石5-10份、壳聚糖接枝改性硅烷1-3份、发泡剂2-5份、泡沫稳定剂0.1-0.5份、催化剂0.5-2份、交联剂0.5-1份。
优选地，所述聚醚多元醇包括山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇，山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇的重量比为5-7:2-4:1。
优选地，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和/或二苯基甲烷二异氰酸酯。
优选地，所述改性膨胀蛭石是通过如下方法制备得到：将粒度为50-500目的膨胀蛭石加入水中，搅拌得到浓度为5-10wt％的膨胀蛭石胶状溶液，再向所述膨胀蛭石胶状溶液中加入十四烷基三甲基溴化铵，膨胀蛭石、十四烷基三甲基溴化铵的重量比为1:2-4，在80-100℃下搅拌反应5-7h，过滤，水洗至滤液无Br-存在，干燥，得到所述改性膨胀蛭石。
优选地，所述壳聚糖接枝改性硅烷为壳聚糖接枝改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷，其是通过壳聚糖对3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷进行亲核反应得到。
优选地，所述壳聚糖接枝改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷是通过如下方法制备得到：将溶有氢化钠的DMF溶液加入到壳聚糖中，氢化钠、壳聚糖的重量比为1:1.5-2，常温下搅拌反应0.5-1h，过滤后收集滤液；再在搅拌条件下向所述滤液中加入3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、壳聚糖的重量比为1.5-2:1，氮气保护下升温至80-90℃后搅拌反应3-5h，除去DMF，得到所述壳聚糖改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷。
优选地，所述发泡剂为二氯氟乙烷或反式-1-氯-3，3，3-三氟丙烯，所述泡沫稳定剂为有机硅类泡沫稳定剂。
优选地，所述催化剂为二乙醇单异丙醇胺或羟乙基乙二胺。
优选地，所述交联剂为甘油、三羟甲基乙烷、1，2，6-三羟基己烷、三乙醇胺、三异丙醇胺、季戊四醇中的一种或多种的组合。
本发明还提出上述太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料的制备方法，包括：按配方量将聚醚多元醇与改性膨胀蛭石、壳聚糖接枝改性硅烷、纳米二氧化硅加入到反应器中，调节搅拌机的转速为1000-2000r/min，搅拌混合均匀；再按配方量将发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、交联剂和适量的水加入到反应器中，搅拌混合均匀；接着按配方量将异氰酸酯加入反应器中，搅拌混合均匀，当反应器中产生气泡时，马上注入到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，经过高温固化后，得到所述聚氨酯无机阻燃保温材料；优选地，水的用量为5-10份。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料中添加了改性膨胀蛭石，改性膨胀蛭石是通过十四烷基三甲基溴化铵对膨胀蛭石进行插层改性得到，十四烷基三甲基溴化铵可与膨胀蛭石层间阳离子发生交换，经改性后，膨胀蛭石的片层间距增大，剥离效果明显，赋予其纳米效应并使膨胀蛭石有机化，使膨胀蛭石达到纳米级分散，进而充分利用膨胀蛭石的防火、保温改善性能，由此得到的聚氨酯无机阻燃保温材料与现有技术相比，具有更优良的抗压强度和阻燃保温性能。此外，本发明还添加了壳聚糖接枝改性硅烷，一方面，其包含的硅氧烷结构可以对有机改性膨胀蛭石进行定向吸附，进一步的提高了改性膨胀蛭石与酚醛树脂的界面粘接强度；另一方面，其含有壳聚糖基团，能够使得发泡后的酚醛树脂物料具有相互连通的孔隙，大孔壁间还具有小孔，壳聚糖吸附在孔内表面，产生的泡孔不容易破灭，还可以使孔径增大，从而使酚醛树脂的膨胀率提高，保温效果明显提高。即本发明中改性膨胀蛭石和壳聚糖接枝改性硅烷的添加，有效克服了传统聚氨酯无机阻燃保温材料保温效果差、阻燃性能不好、力学性能差等缺点。
具体实施方式
实施例1
一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，以重量份为单位，由以下原料制成：聚醚多元醇80份、异氰酸酯130份、纳米二氧化硅3份、改性膨胀蛭石10份、壳聚糖接枝改性硅烷1份、发泡剂5份、泡沫稳定剂0.1份、催化剂2份、交联剂0.5份；
其中，所述聚醚多元醇包括山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇，山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇的重量比为5:4:1；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；所述发泡剂为二氯氟乙烷，所述泡沫稳定剂为有机硅类泡沫稳定剂，例如3-(聚乙二醇单甲基醚)丙基三烷氧基硅烷；所述催化剂为二乙醇单异丙醇胺；所述交联剂为甘油；
所述改性膨胀蛭石是通过如下方法制备得到：将粒度为50目的膨胀蛭石加入水中，搅拌得到浓度为10wt％的膨胀蛭石胶状溶液，再向所述膨胀蛭石胶状溶液中加入十四烷基三甲基溴化铵，膨胀蛭石、十四烷基三甲基溴化铵的重量比为1:2，在100℃下搅拌反应5h，过滤，水洗至滤液无Br-存在，干燥，得到所述改性膨胀蛭石；
所述壳聚糖接枝改性硅烷为壳聚糖接枝改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷，其是通过壳聚糖对3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷进行亲核反应得到；具体将溶有氢化钠的DMF溶液加入到壳聚糖中，氢化钠、壳聚糖的重量比为1:1.5，常温下搅拌反应1h，过滤后收集滤液；再在搅拌条件下向所述滤液中加入3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、壳聚糖的重量比为2:1，氮气保护下升温至80℃后搅拌反应5h，除去DMF，得到所述壳聚糖改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷。
上述太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料的制备方法，包括：按配方量将聚醚多元醇与改性膨胀蛭石、壳聚糖接枝改性硅烷、纳米二氧化硅加入到反应器中，调节搅拌机的转速为1000r/min，搅拌混合均匀；再按配方量将发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、交联剂和5份水加入到反应器中，搅拌混合均匀；接着按配方量将异氰酸酯加入反应器中，搅拌混合均匀，当反应器中产生气泡时，马上注入到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，在100℃下固化后，得到所述聚氨酯无机阻燃保温材料。
实施例2
一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，以重量份为单位，由以下原料制成：聚醚多元醇100份、异氰酸酯110份、纳米二氧化硅8份、改性膨胀蛭石5份、壳聚糖接枝改性硅烷3份、发泡剂2份、泡沫稳定剂0.5份、催化剂0.5份、交联剂1份；
其中，所述聚醚多元醇包括山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇，山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇的重量比为7:2:1；所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；所述发泡剂为反式-1-氯-3，3，3-三氟丙烯，所述泡沫稳定剂为有机硅类泡沫稳定剂，例如3-[聚(乙二醇-共聚-丙二醇)单甲基醚]丙基三烷氧基硅烷；所述催化剂为羟乙基乙二胺；所述交联剂为三羟甲基乙烷；
所述改性膨胀蛭石是通过如下方法制备得到：将粒度为500目的膨胀蛭石加入水中，搅拌得到浓度为5wt％的膨胀蛭石胶状溶液，再向所述膨胀蛭石胶状溶液中加入十四烷基三甲基溴化铵，膨胀蛭石、十四烷基三甲基溴化铵的重量比为1:4，在80℃下搅拌反应7h，过滤，水洗至滤液无Br-存在，干燥，得到所述改性膨胀蛭石；
所述壳聚糖接枝改性硅烷为壳聚糖接枝改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷，其是通过壳聚糖对3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷进行亲核反应得到；具体将溶有氢化钠的DMF溶液加入到壳聚糖中，氢化钠、壳聚糖的重量比为1:2，常温下搅拌反应0.5h，过滤后收集滤液；再在搅拌条件下向所述滤液中加入3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、壳聚糖的重量比为1.5:1，氮气保护下升温至90℃后搅拌反应3h，除去DMF，得到所述壳聚糖改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷。
上述太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料的制备方法，包括：按配方量将聚醚多元醇与改性膨胀蛭石、壳聚糖接枝改性硅烷、纳米二氧化硅加入到反应器中，调节搅拌机的转速为2000r/min，搅拌混合均匀；再按配方量将发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、交联剂和10份水加入到反应器中，搅拌混合均匀；接着按配方量将异氰酸酯加入反应器中，搅拌混合均匀，当反应器中产生气泡时，马上注入到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，在120℃下固化后，得到所述太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料。
实施例3
一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，以重量份为单位，由以下原料制成：聚醚多元醇90份、异氰酸酯120份、纳米二氧化硅5份、改性膨胀蛭石7份、壳聚糖接枝改性硅烷2份、发泡剂3份、泡沫稳定剂0.3份、催化剂1份、交联剂0.8份；
其中，所述聚醚多元醇包括山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇，山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇的重量比为6:3:1；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；所述发泡剂为二氯氟乙烷，所述泡沫稳定剂为有机硅类泡沫稳定剂，例如3-(聚乙二醇单甲基醚)丙基三烷氧基硅烷；所述催化剂为二乙醇单异丙醇胺；所述交联剂为1，2，6-三羟基己烷、季戊四醇；
所述改性膨胀蛭石是通过如下方法制备得到：将粒度为200目的膨胀蛭石加入水中，搅拌得到浓度为7wt％的膨胀蛭石胶状溶液，再向所述膨胀蛭石胶状溶液中加入十四烷基三甲基溴化铵，膨胀蛭石、十四烷基三甲基溴化铵的重量比为1:3，在90℃下搅拌反应6h，过滤，水洗至滤液无Br-存在，干燥，得到所述改性膨胀蛭石；
所述壳聚糖接枝改性硅烷为壳聚糖接枝改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷，其是通过壳聚糖对3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷进行亲核反应得到；具体将溶有氢化钠的DMF溶液加入到壳聚糖中，氢化钠、壳聚糖的重量比为1:1.8，常温下搅拌反应0.8h，过滤后收集滤液；再在搅拌条件下向所述滤液中加入3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、壳聚糖的重量比为1.8:1，氮气保护下升温至85℃后搅拌反应4h，除去DMF，得到所述壳聚糖改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷。
上述太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料的制备方法，包括：按配方量将聚醚多元醇与改性膨胀蛭石、壳聚糖接枝改性硅烷、纳米二氧化硅加入到反应器中，调节搅拌机的转速为1500r/min，搅拌混合均匀；再按配方量将发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、交联剂和8份水加入到反应器中，搅拌混合均匀；接着按配方量将异氰酸酯加入反应器中，搅拌混合均匀，当反应器中产生气泡时，马上注入到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，在110℃下固化后，得到所述太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料。
实施例4
一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，以重量份为单位，由以下原料制成：聚醚多元醇85份、异氰酸酯125份、纳米二氧化硅6份、改性膨胀蛭石8份、壳聚糖接枝改性硅烷1.5份、发泡剂4份、泡沫稳定剂0.4份、催化剂1.5份、交联剂0.7份；
其中，所述聚醚多元醇包括山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇，山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇的重量比为6.5:2.5:1；所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；所述发泡剂为反式-1-氯-3，3，3-三氟丙烯，所述泡沫稳定剂为有机硅类泡沫稳定剂，例如3-[聚(乙二醇-共聚-丙二醇)单甲基醚]丙基三烷氧基硅烷；所述催化剂为羟乙基乙二胺；所述交联剂为三乙醇胺、三异丙醇胺；
所述改性膨胀蛭石是通过如下方法制备得到：将粒度为300目的膨胀蛭石加入水中，搅拌得到浓度为8wt％的膨胀蛭石胶状溶液，再向所述膨胀蛭石胶状溶液中加入十四烷基三甲基溴化铵，膨胀蛭石、十四烷基三甲基溴化铵的重量比为1:3.5，在85℃下搅拌反应6.5h，过滤，水洗至滤液无Br-存在，干燥，得到所述改性膨胀蛭石；
所述壳聚糖接枝改性硅烷为壳聚糖接枝改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷，其是通过壳聚糖对3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷进行亲核反应得到；具体将溶有氢化钠的DMF溶液加入到壳聚糖中，氢化钠、壳聚糖的重量比为1:1.6，常温下搅拌反应0.7h，过滤后收集滤液；再在搅拌条件下向所述滤液中加入3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、壳聚糖的重量比为1.6:1，氮气保护下升温至85℃后搅拌反应4.5h，除去DMF，得到所述壳聚糖改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷。
上述太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料的制备方法，包括：按配方量将聚醚多元醇与改性膨胀蛭石、壳聚糖接枝改性硅烷、纳米二氧化硅加入到反应器中，调节搅拌机的转速为2000r/min，搅拌混合均匀；再按配方量将发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、交联剂和适量的水加入到反应器中，搅拌混合均匀；接着按配方量将异氰酸酯加入反应器中，搅拌混合均匀，当反应器中产生气泡时，马上注入到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，经过高温固化后，得到所述聚氨酯无机阻燃保温材料。
将实施例1-4制备得到的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料进行性能测试，结果如下表所示：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，其特征在于，以重量份为单位，由以下原料制成：聚醚多元醇80-100份、异氰酸酯110-130份、纳米二氧化硅3-8份、改性膨胀蛭石5-10份、壳聚糖接枝改性硅烷1-3份、发泡剂2-5份、泡沫稳定剂0.1-0.5份、催化剂0.5-2份、交联剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，其特征在于，所述聚醚多元醇包括山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇，山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇和聚氧化丙烯二醇的重量比为5-7:2-4:1。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，其特征在于，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯和/或二苯基甲烷二异氰酸酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，其特征在于，所述改性膨胀蛭石是通过如下方法制备得到：将粒度为50-500目的膨胀蛭石加入水中，搅拌得到浓度为5-10wt％的膨胀蛭石胶状溶液，再向所述膨胀蛭石胶状溶液中加入十四烷基三甲基溴化铵，膨胀蛭石、十四烷基三甲基溴化铵的重量比为1:2-4，在80-100℃下搅拌反应5-7h，过滤，水洗至滤液无Br-存在，干燥，得到所述改性膨胀蛭石。
5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，其特征在于，所述壳聚糖接枝改性硅烷为壳聚糖接枝改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷，其是通过壳聚糖对3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷进行亲核反应得到。
6.根据权利要求5所述的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，其特征在于，所述壳聚糖接枝改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷是通过如下方法制备得到：将溶有氢化钠的DMF溶液加入到壳聚糖中，氢化钠、壳聚糖的重量比为1:1.5-2，常温下搅拌反应0.5-1h，过滤后收集滤液；再在搅拌条件下向所述滤液中加入3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、壳聚糖的重量比为1.5-2:1，氮气保护下升温至80-90℃后搅拌反应3-5h，除去DMF，得到所述壳聚糖改性3-缩水甘油醚氧基丙基三烷氧基硅烷。
7.根据权利要求1-6任一项所述的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，其特征在于，所述发泡剂为二氯氟乙烷或反式-1-氯-3，3，3-三氟丙烯，所述泡沫稳定剂为有机硅类泡沫稳定剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，其特征在于，所述催化剂为二乙醇单异丙醇胺或羟乙基乙二胺。
9.根据权利要求1-8任一项所述的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料，其特征在于，所述交联剂为甘油、三羟甲基乙烷、1，2，6‐三羟基己烷、三乙醇胺、三异丙醇胺、季戊四醇中的一种或多种的组合。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的太阳能水箱用聚氨酯无机阻燃保温材料的制备方法，其特征在于，包括：按配方量将聚醚多元醇与改性膨胀蛭石、壳聚糖接枝改性硅烷、纳米二氧化硅加入到反应器中，调节搅拌机的转速为1000-2000r/min，搅拌混合均匀；再按配方量将发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、交联剂和适量的水加入到反应器中，搅拌混合均匀；接着按配方量将异氰酸酯加入反应器中，搅拌混合均匀，当反应器中产生气泡时，马上注入到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，经过高温固化后，得到所述聚氨酯无机阻燃保温材料；优选地，水的用量为5-10份。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111961179A (zh) * 2020-08-27 2020-11-20 张家港长泰汽车饰件材料有限公司 高效阻燃型聚氨酯泡沫及其制备方法和用途
CN112297321A (zh) * 2020-10-12 2021-02-02 广东华瑞环保材料有限公司 一种保温板发泡设备及保温板生产线和生产工艺
CN113861373A (zh) * 2021-10-19 2021-12-31 中山大学 一种聚氨酯保温隔热材料的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101367886A (zh) * 2008-10-17 2009-02-18 北京化工大学 一种反应性壳聚糖衍生物的制备方法
CN105601869A (zh) * 2016-02-03 2016-05-25 广西吉顺能源科技有限公司 一种太阳能聚氨酯硬泡保温材料
CN106279610A (zh) * 2016-08-15 2017-01-04 黄宝兴 聚氨酯隔热保温材料
CN107722229A (zh) * 2017-09-27 2018-02-23 江苏晶王新材料科技有限公司 一种保温泡沫材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101367886A (zh) * 2008-10-17 2009-02-18 北京化工大学 一种反应性壳聚糖衍生物的制备方法
CN105601869A (zh) * 2016-02-03 2016-05-25 广西吉顺能源科技有限公司 一种太阳能聚氨酯硬泡保温材料
CN106279610A (zh) * 2016-08-15 2017-01-04 黄宝兴 聚氨酯隔热保温材料
CN107722229A (zh) * 2017-09-27 2018-02-23 江苏晶王新材料科技有限公司 一种保温泡沫材料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张太亮，等: ""聚氨酯/有机改性蛭石复合材料的制备及性能研究"", 《功能材料》 *
朱洪法，等主编: "《无机化工产品手册》", 31 December 2008, 金盾出版社 *
迟玉杰主编: "《食品添加剂》", 30 April 2013, 中国轻工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111961179A (zh) * 2020-08-27 2020-11-20 张家港长泰汽车饰件材料有限公司 高效阻燃型聚氨酯泡沫及其制备方法和用途
CN112297321A (zh) * 2020-10-12 2021-02-02 广东华瑞环保材料有限公司 一种保温板发泡设备及保温板生产线和生产工艺
CN113861373A (zh) * 2021-10-19 2021-12-31 中山大学 一种聚氨酯保温隔热材料的制备方法

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