CN117465104B - 一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚氨酯拉挤复合型材技术领域，具体地说，涉及一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。所述聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂25‑35重量份、阻燃岩棉20‑30重量份、介孔混合填料10‑20重量份、催化剂1‑2重量份、发泡剂1‑5重量份、表面活性剂0.5‑1.5重量份、填充剂0.5‑1.2重量份；薄纤布1‑2重量份；网格布1‑2重量份。由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成的介孔混合填料通，能够减少热传导，从而提高复合型材的绝热性能，填料中的微小孔隙结构可以降低热传导，有效阻止热量的传播，提高整体绝热效果。

Description

一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材
技术领域
本发明涉及聚氨酯拉挤复合型材技术领域，具体地说，涉及一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。
背景技术
聚氨酯型材是一种常见的建筑绝热材料，其以聚氨酯树脂为主要原料，通过发泡工艺制成具有闭孔结构的板材，具有低导热系数、良好的隔热保温性能和轻质化的特点，广泛应用于建筑物的墙体、屋顶、地板等部位，能够有效提高建筑物的能效等级，降低能源消耗和环境污染。然而，传统聚氨酯型材在绝热性能方面存在一定局限，其热传导性能相对较高，难以满足某些对于优异绝热性能要求较高的应用场景，因此，引入介孔绝热材料制备聚氨酯型材，复合型材的绝热性能得到显著提升，填料中的微小孔隙结构有效阻止热量传播，降低热传导。
但是，由于介孔绝热材料容易与周围物质发生化学反应而降低其稳定性的问题，鉴于此，我们提出一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，以解决上述背景技术中提出的介孔材料容易与周围物质发生化学反应而降低其稳定性的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，所述聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂25-35重量份、阻燃岩棉20-30重量份、介孔混合填料10-20重量份、催化剂1-2重量份、发泡剂1-5重量份、表面活性剂0.5-1.5重量份、填充剂0.5-1.2重量份；薄纤布1-2重量份；网格布1-2重量份；
其中，所述介孔混合填料由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成。催化剂优选为二正丁基锡、三乙基氧化锑和三乙烯四胺中的任意一种；发泡剂优选为氨基硅油、氨基氟利昂、过氧化苯甲酰和氢氧化铵中的任意一种。
作为优选，所述介孔材料和硅烷偶联剂混合的混合比例为10:0.8-0.5；
其中，所述介孔材料为介孔二氧化硅、介孔氧化铝和介孔碳材料中的任意一种；
所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂、羟基硅烷偶联剂中的任意一种。
作为优选，所述介孔混合填料的具体制备方法如下：
S3.1、将介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂按照10:0.8-0.5的比例混合；每单位介孔二氧化硅所需的氨基硅烷偶联剂的量在0.8到0.5之间；适当的偶联剂添加量有助于提高介孔二氧化硅与偶联剂之间的结合或交联，增强填料的稳定性。同时，较低的偶联剂添加量可能有助于保持填料颗粒间的均匀分散，避免聚集或团聚现象，提高填料在基体材料中的均匀性；
使用适量的偶联剂可以避免资源浪费，因为过量使用偶联剂可能增加成本并可能不会带来显著的性能提升；
氨基硅烷偶联剂包含有机基团和硅基团，能够在介孔二氧化硅表面形成化学键；
偶联剂的添加可以通过机械混合法进行，充分混合有助于提高填料的分散性和在基体材料中的均匀分布；
S3.2、混合后的物料在70℃-90℃温度范围下，使氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联；
氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生的化学反应主要是硅烷偶联剂与二氧化硅表面的亲合作用，通过硅氧键形成化学键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联，有助于提高填料的分散性和在基体材料中的均匀分布；
具体的，硅氧键形成化学键生成过程为：氨基硅烷偶联剂中的硅基团（通常为三氧代硅烷基）与介孔二氧化硅表面上的羟基发生反应，生成硅氧键；
上述反应有助于将氨基硅烷偶联剂牢固地与介孔二氧化硅表面结合，提高介孔材料的耐腐蚀性和机械性能。
同时，介孔混合填料在聚氨酯树脂中的分布可以增强其结构强度，改善拉挤复合型材的耐久性和强度，能够提高填料与聚氨酯树脂的黏附性，增强复合型材的整体结构稳定性，这些介孔混合填料不仅仅用于提高绝热性能，还可能具有增强材料的耐腐蚀性、改善机械性能等附加功能。
S3.3、反应后的混合物进行干燥和过滤处理，以去除溶剂、未反应的物质或其他杂质，最终得到所需的介孔混合填料；具体的，将反应后的混合物放置在真空干燥器中进行干燥，使用离心机来分离出未反应的物质或杂质。
作为优选，所述表面活性剂为磺酸盐类、烷基苯磺酸盐中的任一种；磺酸盐类表面活性剂、烷基苯磺酸盐表面活性剂能够改善涂层的表面张力和均匀性，有助于涂层覆盖整个表面并渗透至微小孔道内部；烷基苯磺酸盐表面活性剂可能有助于改善涂层或液体与介孔二氧化硅表面的接触情况，提高润湿性和分散性，减少液体在固体表面的表面张力，使其更均匀地覆盖并渗透到介孔二氧化硅的表面。且烷基苯磺酸盐表面活性剂可能提高涂层与介孔二氧化硅表面以及氨基硅烷偶联剂之间的黏附性。这有助于确保涂层或液体能够更牢固地粘附在介孔材料表面上，并更好地覆盖每个孔道。
所述填充剂为纳米颗粒、碳纳米管中的任一种。纳米颗粒、碳纳米管，能够填充孔道或增强内部结构，提高介孔材料的机械性能。
作为优选，所述聚氨酯板材制备方法如下：
S5.1、将聚氨酯树脂置于容器中，将介孔混合填料逐渐加入聚氨酯树脂中，同时加入一定比例的催化剂、发泡剂、表面活性剂和填充剂，并进行搅拌使其充分混合，使用混合罐将聚氨酯树脂和介孔混合填料充分混合，确保填料均匀分布在聚氨酯树脂中，确保填料的均匀分散和混合；
S5.2、将混合后的聚氨酯树脂与介孔填料送入挤出机的喂料部分，在挤出机的作用下，聚氨酯树脂与介孔填料混合，并在挤出头处形成带有介孔材料的聚氨酯板材，确保挤出的方向是竖行的单一方向；
S5.3、拉挤后的聚氨酯板材通过冷却设备进行快速冷却，以固化形状和结构，对制备好的聚氨酯板进行切割整理，以获得所需的尺寸和表面处理。
作为优选，所述混合罐的混合条件具体为：混合转速为180-220转/min，混合温度为30-45℃，混合时间为5-10min。
作为优选，所述挤出机的工作温度为：160℃-180℃，螺杆转速为：50-150/min。
作为优选，所述岩棉板材制备方法如下：
S8.1、将阻燃岩棉通过熔融炉在1500-1700℃下，使其熔化成液态状态；
S8.2、在熔融状态下，使用喷丝工艺，将熔融的岩棉物质喷出并拉丝成细纤维，将拉丝的纤维通过风力或其他手段逐渐吹散并排列，形成均匀的纤维网；
S8.3、对排列整齐的纤维网进行固化处理，将排列整齐的纤维网置于加热设备中，利用高温使纤维网中重新交联，以增强其强度和稳定性，使其达到所需的稳定性和坚固度；
S8.4、将固化后的岩棉纤维网进行切割，制备成具有特定尺寸和密度的岩棉板材。
作为优选，所述介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的生产工艺如下：
S9.1、将聚氨酯板材与岩棉板材切割成匹配的尺寸，确保聚氨酯板材和岩棉板材的尺寸和规格符合需要；
S9.2、将聚氨酯板材涂覆一层薄纤布并加以固化，使其与材料表面紧密结合，薄纤布包裹整个聚氨酯板材，使其在高温和压力下相互融合，形成牢固的结合；并在聚氨酯板材表面涂覆发泡剂；发泡剂能在材料中形成微小气泡或孔隙结构，从而降低材料的密度，提高其绝热性能；微小的气泡或孔隙可以降低热传导，因此提高了材料的绝热性，使其更适合作为绝热材料使用；聚氨酯板材可以更好地与岩棉板材表面粘附，提高复合材料的结合强度；具体的，发泡剂为气溶胶发泡剂；
S9.3、经过涂覆的聚氨酯板材与岩棉板材贴合，确保两种材料紧密结合，并在岩棉板材另一面设置网格布，采用热压机在适当的温度和压力下，通过热压工艺将聚氨酯板材与岩棉板材、岩棉板材与网格布进行热压；
S9.4、对复合材料进行固化和加工，确保复合部分牢固并且符合预期的形状和尺寸。
作为优选，所述热压机温度为：90℃-110℃；压力为：0.15MPa到0.25MPa。在岩棉板与聚氨酯板的热压工艺中，压力可设置在0.1MPa到0.5MPa之间，这个范围提供了足够的压力，使两种材料能够均匀地结合在一起。而对于岩棉板与网格布的热压工艺，压力需要小心控制，以确保网格布能够与岩棉板均匀结合，但不至于损伤岩棉板的结构，压力一般可设置在0.05MPa到0.3MPa之间；因此，再对聚氨酯板材、岩棉板材和网格布同时进行热压时，取中间压力值0.15MPa到0.25MPa，保证材料之间的良好结合，同时又不会损坏材料的特性和结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材中，由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成的介孔混合填料通，能够减少热传导，从而提高复合型材的绝热性能，填料中的微小孔隙结构可以降低热传导，有效阻止热量的传播，提高整体绝热效果。
2、该一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材中，介孔混合填料在聚氨酯树脂中的分布可以增强其结构强度，改善拉挤复合型材的耐久性和强度，能够提高填料与聚氨酯树脂的黏附性，增强复合型材的整体结构稳定性，这些介孔混合填料不仅仅用于提高绝热性能，还可能具有增强材料的耐腐蚀性、改善机械性能等附加功能。
3、该一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材中，通过聚氨酯板材与岩棉板材的复合，综合利用了介孔绝热材料和传统岩棉材料的优点，大幅提升了整体的绝热性能；且聚氨酯和岩棉的复合增强了结构稳定性和整体强度，提高了复合型材的耐久性，介孔绝热材料的应用和优异的绝热性能，与岩棉材料的结构稳定性和耐用性相结合，使复合型材的综合性能优于单一材料的应用。
具体实施方式
实施例1
在本实施例中，一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂30重量份、阻燃岩棉25重量份、介孔混合填料15重量份、催化剂1.2重量份、发泡剂1.5重量份、表面活性剂1重量份、填充剂0.8重量份；薄纤布1.5重量份；网格布1重量份；
其中，介孔混合填料由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成。
介孔混合填料的具体制备方法如下：
S3.1、将介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂按照10:0.75的比例混合；
S3.2、混合后的物料在85℃温度下，使氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联；
S3.3、反应后的混合物进行干燥和过滤处理，以去除溶剂、未反应的物质或其他杂质，最终得到所需的介孔混合填料。
进一步的，基于上述工艺制备得到介孔混合填料，则聚氨酯板材制备方法如下：
S5.1、将聚氨酯树脂置于容器中，将介孔混合填料逐渐加入聚氨酯树脂中，同时加入1.2重量份三乙烯四胺催化剂、1.5重量份过氧化苯甲酰发泡剂、1重量份烷基苯磺酸盐表面活性剂和0.8重量份碳纳米管填充剂，并进行搅拌使其充分混合，使用混合罐将聚氨酯树脂和介孔混合填料充分混合，混合罐的混合转速为210转/min，混合温度为40℃，混合时间为8min；
S5.2、将混合后的聚氨酯树脂与介孔填料送入挤出机的喂料部分，在挤出机的作用下，聚氨酯树脂与介孔填料混合，并在挤出头处形成带有介孔材料的聚氨酯板材；其中，挤出机的工作温度为：175℃，螺杆转速为：110/min；
S5.3、拉挤后的聚氨酯板材通过冷却设备进行快速冷却，以固化形状和结构，对制备好的聚氨酯板进行切割整理。
而岩棉板材制备方法如下：
将阻燃岩棉通过熔融炉在1600℃下，使其熔化成液态状态；在熔融状态下，使用喷丝工艺，将熔融的岩棉物质喷出并拉丝成细纤维，将拉丝的纤维通过风力或其他手段逐渐吹散并排列，形成均匀的纤维网；对排列整齐的纤维网通过加热设备进行固化处理；将固化后的岩棉纤维网进行切割，制备成具有特定尺寸和密度的岩棉板材。
采用上述方法制备得到的聚氨酯板材和岩棉板材，则介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的生产工艺如下：将聚氨酯板材与岩棉板材切割成匹配的尺寸；将聚氨酯板材表面涂覆一层薄纤布并加以固化，使其与材料表面紧密结合；并在聚氨酯板材表面涂覆气溶胶发泡剂；经过涂覆的聚氨酯板材与岩棉板材贴合，并在岩棉板材另一面设置网格布，采用热压机在热压机温度为：105℃、压力为：0.18MPa条件下，通过热压工艺将聚氨酯板材与岩棉板材、岩棉板材与网格布进行热压；对复合材料进行固化和加工，得到介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。
实施例2
在本实施例中，一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂30重量份、阻燃岩棉25重量份、介孔混合填料10重量份、催化剂1.2重量份、发泡剂1.5重量份、表面活性剂1重量份、填充剂0.8重量份；薄纤布1.5重量份；网格布1重量份；
其中，介孔混合填料由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成。
介孔混合填料的具体制备方法如下：
S3.1、将介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂按照10:0.75的比例混合；
S3.2、混合后的物料在85℃温度下，使氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联；
S3.3、反应后的混合物进行干燥和过滤处理，以去除溶剂、未反应的物质或其他杂质，最终得到所需的介孔混合填料。
进一步的，基于上述工艺制备得到介孔混合填料，则聚氨酯板材制备方法如下：
S5.1、将聚氨酯树脂置于容器中，将介孔混合填料逐渐加入聚氨酯树脂中，同时加入1.2重量份三乙烯四胺催化剂、1.5重量份过氧化苯甲酰发泡剂、1重量份烷基苯磺酸盐表面活性剂和0.8重量份碳纳米管填充剂，并进行搅拌使其充分混合，使用混合罐将聚氨酯树脂和介孔混合填料充分混合，混合罐的混合转速为210转/min，混合温度为40℃，混合时间为8min；
S5.2、将混合后的聚氨酯树脂与介孔填料送入挤出机的喂料部分，在挤出机的作用下，聚氨酯树脂与介孔填料混合，并在挤出头处形成带有介孔材料的聚氨酯板材；其中，挤出机的工作温度为：175℃，螺杆转速为：110/min；
S5.3、拉挤后的聚氨酯板材通过冷却设备进行快速冷却，以固化形状和结构，对制备好的聚氨酯板进行切割整理。
而岩棉板材制备方法如下：
将阻燃岩棉通过熔融炉在1600℃下，使其熔化成液态状态；在熔融状态下，使用喷丝工艺，将熔融的岩棉物质喷出并拉丝成细纤维，将拉丝的纤维通过风力或其他手段逐渐吹散并排列，形成均匀的纤维网；对排列整齐的纤维网进行固化处理；将固化后的岩棉纤维网进行切割，制备成具有特定尺寸和密度的岩棉板材。
采用上述方法制备得到的聚氨酯板材和岩棉板材，则介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的生产工艺如下：将聚氨酯板材与岩棉板材切割成匹配的尺寸；将聚氨酯板材表面涂覆一层薄纤布并加以固化，使其与材料表面紧密结合；并在聚氨酯板材表面涂覆发泡剂；经过涂覆的聚氨酯板材与岩棉板材贴合，并在岩棉板材另一面设置网格布，采用热压机在热压机温度为：105℃、压力为：0.18MPa条件下，通过热压工艺将聚氨酯板材与岩棉板材、岩棉板材与网格布进行热压；对复合材料进行固化和加工，得到介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。
实施例3
在本实施例中，一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂30重量份、阻燃岩棉25重量份、介孔混合填料13重量份、催化剂1.2重量份、发泡剂1.5重量份、表面活性剂1重量份、填充剂0.8重量份；薄纤布1.5重量份；网格布1重量份；
其中，介孔混合填料由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成。
介孔混合填料的具体制备方法如下：
S3.1、将介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂按照10:0.75的比例混合；
S3.2、混合后的物料在85℃温度下，使氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联；
S3.3、反应后的混合物进行干燥和过滤处理，以去除溶剂、未反应的物质或其他杂质，最终得到所需的介孔混合填料。
进一步的，基于上述工艺制备得到介孔混合填料，则聚氨酯板材制备方法如下：
S5.1、将聚氨酯树脂置于容器中，将介孔混合填料逐渐加入聚氨酯树脂中，同时加入1.2重量份三乙烯四胺催化剂、1.5重量份过氧化苯甲酰发泡剂、1重量份烷基苯磺酸盐表面活性剂和0.8重量份碳纳米管填充剂，并进行搅拌使其充分混合，使用混合罐将聚氨酯树脂和介孔混合填料充分混合，混合罐的混合转速为210转/min，混合温度为40℃，混合时间为8min；
S5.2、将混合后的聚氨酯树脂与介孔填料送入挤出机的喂料部分，在挤出机的作用下，聚氨酯树脂与介孔填料混合，并在挤出头处形成带有介孔材料的聚氨酯板材；其中，挤出机的工作温度为：175℃，螺杆转速为：110/min；
S5.3、拉挤后的聚氨酯板材通过冷却设备进行快速冷却，以固化形状和结构，对制备好的聚氨酯板进行切割整理。
而岩棉板材制备方法如下：
将阻燃岩棉通过熔融炉在1600℃下，使其熔化成液态状态；在熔融状态下，使用喷丝工艺，将熔融的岩棉物质喷出并拉丝成细纤维，将拉丝的纤维通过风力或其他手段逐渐吹散并排列，形成均匀的纤维网；对排列整齐的纤维网通过加热设备进行固化处理；将固化后的岩棉纤维网进行切割，制备成具有特定尺寸和密度的岩棉板材。
采用上述方法制备得到的聚氨酯板材和岩棉板材，则介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的生产工艺如下：将聚氨酯板材与岩棉板材切割成匹配的尺寸；将聚氨酯板材表面涂覆一层薄纤布并加以固化，使其与材料表面紧密结合；并在聚氨酯板材表面涂覆气溶胶发泡剂；经过涂覆的聚氨酯板材与岩棉板材贴合，并在岩棉板材另一面设置网格布，采用热压机在热压机温度为：105℃、压力为：0.18MPa条件下，通过热压工艺将聚氨酯板材与岩棉板材、岩棉板材与网格布进行热压；对复合材料进行固化和加工，得到介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。
实施例4
在本实施例中，一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂30重量份、阻燃岩棉25重量份、介孔混合填料20重量份、催化剂1.2重量份、发泡剂1.5重量份、表面活性剂1重量份、填充剂0.8重量份；薄纤布1.5重量份；网格布1重量份；
其中，介孔混合填料由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成。
介孔混合填料的具体制备方法如下：
S3.1、将介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂按照10:0.75的比例混合；
S3.2、混合后的物料在85℃温度下，使氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联；
S3.3、反应后的混合物进行干燥和过滤处理，以去除溶剂、未反应的物质或其他杂质，最终得到所需的介孔混合填料。
进一步的，基于上述工艺制备得到介孔混合填料，则聚氨酯板材制备方法如下：
S5.1、将聚氨酯树脂置于容器中，将介孔混合填料逐渐加入聚氨酯树脂中，同时加入1.2重量份三乙烯四胺催化剂、1.5重量份过氧化苯甲酰发泡剂、1重量份烷基苯磺酸盐表面活性剂和0.8重量份碳纳米管填充剂，并进行搅拌使其充分混合，使用混合罐将聚氨酯树脂和介孔混合填料充分混合，混合罐的混合转速为210转/min，混合温度为40℃，混合时间为8min；
S5.2、将混合后的聚氨酯树脂与介孔填料送入挤出机的喂料部分，在挤出机的作用下，聚氨酯树脂与介孔填料混合，并在挤出头处形成带有介孔材料的聚氨酯板材；其中，挤出机的工作温度为：175℃，螺杆转速为：110/min；
S5.3、拉挤后的聚氨酯板材通过冷却设备进行快速冷却，以固化形状和结构，对制备好的聚氨酯板进行切割整理。
而岩棉板材制备方法如下：
将阻燃岩棉通过熔融炉在1600℃下，使其熔化成液态状态；在熔融状态下，使用喷丝工艺，将熔融的岩棉物质喷出并拉丝成细纤维，将拉丝的纤维通过风力或其他手段逐渐吹散并排列，形成均匀的纤维网；对排列整齐的纤维网通过加热设备进行固化处理；将固化后的岩棉纤维网进行切割，制备成具有特定尺寸和密度的岩棉板材。
采用上述方法制备得到的聚氨酯板材和岩棉板材，则介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的生产工艺如下：将聚氨酯板材与岩棉板材切割成匹配的尺寸；将聚氨酯板材表面涂覆一层薄纤布并加以固化，使其与材料表面紧密结合；并在聚氨酯板材表面涂覆气溶胶发泡剂；经过涂覆的聚氨酯板材与岩棉板材贴合，并在岩棉板材另一面设置网格布，采用热压机在热压机温度为：105℃、压力为：0.18MPa条件下，通过热压工艺将聚氨酯板材与岩棉板材、岩棉板材与网格布进行热压；对复合材料进行固化和加工，得到介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。
实施例5
在本实施例中，一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂30重量份、阻燃岩棉25重量份、介孔混合填料18重量份、催化剂1.2重量份、发泡剂1.5重量份、表面活性剂1重量份、填充剂0.8重量份；薄纤布1.5重量份；网格布1重量份；
其中，介孔混合填料由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成。
介孔混合填料的具体制备方法如下：
S3.1、将介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂按照10:0.75的比例混合；
S3.2、混合后的物料在85℃温度下，使氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联；
S3.3、反应后的混合物进行干燥和过滤处理，以去除溶剂、未反应的物质或其他杂质，最终得到所需的介孔混合填料。
进一步的，基于上述工艺制备得到介孔混合填料，则聚氨酯板材制备方法如下：
S5.1、将聚氨酯树脂置于容器中，将介孔混合填料逐渐加入聚氨酯树脂中，同时加入1.2重量份三乙烯四胺催化剂、1.5重量份过氧化苯甲酰发泡剂、1重量份烷基苯磺酸盐表面活性剂和0.8重量份碳纳米管填充剂，并进行搅拌使其充分混合，使用混合罐将聚氨酯树脂和介孔混合填料充分混合，混合罐的混合转速为210转/min，混合温度为40℃，混合时间为8min；
S5.2、将混合后的聚氨酯树脂与介孔填料送入挤出机的喂料部分，在挤出机的作用下，聚氨酯树脂与介孔填料混合，并在挤出头处形成带有介孔材料的聚氨酯板材；其中，挤出机的工作温度为：175℃，螺杆转速为：110/min；
S5.3、拉挤后的聚氨酯板材通过冷却设备进行快速冷却，以固化形状和结构，对制备好的聚氨酯板进行切割整理。
而岩棉板材制备方法如下：
将阻燃岩棉通过熔融炉在1600℃下，使其熔化成液态状态；在熔融状态下，使用喷丝工艺，将熔融的岩棉物质喷出并拉丝成细纤维，将拉丝的纤维通过风力或其他手段逐渐吹散并排列，形成均匀的纤维网；对排列整齐的纤维网通过加热设备进行固化处理；将固化后的岩棉纤维网进行切割，制备成具有特定尺寸和密度的岩棉板材。
采用上述方法制备得到的聚氨酯板材和岩棉板材，则介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的生产工艺如下：将聚氨酯板材与岩棉板材切割成匹配的尺寸；将聚氨酯板材表面涂覆一层薄纤布并加以固化，使其与材料表面紧密结合；并在聚氨酯板材表面涂覆气溶胶发泡剂；经过涂覆的聚氨酯板材与岩棉板材贴合，并在岩棉板材另一面设置网格布，采用热压机在热压机温度为：105℃、压力为：0.18MPa条件下，通过热压工艺将聚氨酯板材与岩棉板材、岩棉板材与网格布进行热压；对复合材料进行固化和加工，得到介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。
实施例6
在本实施例中，一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂30重量份、阻燃岩棉25重量份、介孔混合填料15重量份、催化剂1.2重量份、发泡剂1.5重量份、表面活性剂1重量份、填充剂0.8重量份；薄纤布1.5重量份；网格布1重量份；
其中，介孔混合填料由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成。
介孔混合填料的具体制备方法如下：
S3.1、将介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂按照10:0.8的比例混合；
S3.2、混合后的物料在85℃温度下，使氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联；
S3.3、反应后的混合物进行干燥和过滤处理，以去除溶剂、未反应的物质或其他杂质，最终得到所需的介孔混合填料。
进一步的，基于上述工艺制备得到介孔混合填料，则聚氨酯板材制备方法如下：
S5.1、将聚氨酯树脂置于容器中，将介孔混合填料逐渐加入聚氨酯树脂中，同时加入1.2重量份三乙烯四胺催化剂、1.5重量份过氧化苯甲酰发泡剂、1重量份烷基苯磺酸盐表面活性剂和0.8重量份碳纳米管填充剂，并进行搅拌使其充分混合，使用混合罐将聚氨酯树脂和介孔混合填料充分混合，混合罐的混合转速为210转/min，混合温度为40℃，混合时间为8min；
S5.2、将混合后的聚氨酯树脂与介孔填料送入挤出机的喂料部分，在挤出机的作用下，聚氨酯树脂与介孔填料混合，并在挤出头处形成带有介孔材料的聚氨酯板材；其中，挤出机的工作温度为：175℃，螺杆转速为：110/min；
S5.3、拉挤后的聚氨酯板材通过冷却设备进行快速冷却，以固化形状和结构，对制备好的聚氨酯板进行切割整理。
而岩棉板材制备方法如下：
将阻燃岩棉通过熔融炉在1600℃下，使其熔化成液态状态；在熔融状态下，使用喷丝工艺，将熔融的岩棉物质喷出并拉丝成细纤维，将拉丝的纤维通过风力或其他手段逐渐吹散并排列，形成均匀的纤维网；对排列整齐的纤维网通过加热设备进行固化处理；将固化后的岩棉纤维网进行切割，制备成具有特定尺寸和密度的岩棉板材。
采用上述方法制备得到的聚氨酯板材和岩棉板材，则介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的生产工艺如下：将聚氨酯板材与岩棉板材切割成匹配的尺寸；将聚氨酯板材表面涂覆一层薄纤布并加以固化，使其与材料表面紧密结合；并在聚氨酯板材表面涂覆气溶胶发泡剂；经过涂覆的聚氨酯板材与岩棉板材贴合，并在岩棉板材另一面设置网格布，采用热压机在热压机温度为：105℃、压力为：0.18MPa条件下，通过热压工艺将聚氨酯板材与岩棉板材、岩棉板材与网格布进行热压；对复合材料进行固化和加工，得到介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。
实施例7
在本实施例中，一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂30重量份、阻燃岩棉25重量份、介孔混合填料15重量份、催化剂1.2重量份、发泡剂1.5重量份、表面活性剂1重量份、填充剂0.8重量份；薄纤布1.5重量份；网格布1重量份；
其中，介孔混合填料由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成。
介孔混合填料的具体制备方法如下：
S3.1、将介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂按照10:0.5的比例混合；
S3.2、混合后的物料在85℃温度下，使氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联；
S3.3、反应后的混合物进行干燥和过滤处理，以去除溶剂、未反应的物质或其他杂质，最终得到所需的介孔混合填料。
进一步的，基于上述工艺制备得到介孔混合填料，则聚氨酯板材制备方法如下：
S5.1、将聚氨酯树脂置于容器中，将介孔混合填料逐渐加入聚氨酯树脂中，同时加入1.2重量份三乙烯四胺催化剂、1.5重量份过氧化苯甲酰发泡剂、1重量份烷基苯磺酸盐表面活性剂和0.8重量份碳纳米管填充剂，并进行搅拌使其充分混合，使用混合罐将聚氨酯树脂和介孔混合填料充分混合，混合罐的混合转速为210转/min，混合温度为40℃，混合时间为8min；
S5.2、将混合后的聚氨酯树脂与介孔填料送入挤出机的喂料部分，在挤出机的作用下，聚氨酯树脂与介孔填料混合，并在挤出头处形成带有介孔材料的聚氨酯板材；其中，挤出机的工作温度为：175℃，螺杆转速为：110/min；
S5.3、拉挤后的聚氨酯板材通过冷却设备进行快速冷却，以固化形状和结构，对制备好的聚氨酯板进行切割整理。
而岩棉板材制备方法如下：
将阻燃岩棉通过熔融炉在1600℃下，使其熔化成液态状态；在熔融状态下，使用喷丝工艺，将熔融的岩棉物质喷出并拉丝成细纤维，将拉丝的纤维通过风力或其他手段逐渐吹散并排列，形成均匀的纤维网；对排列整齐的纤维网通过加热设备进行固化处理；将固化后的岩棉纤维网进行切割，制备成具有特定尺寸和密度的岩棉板材。
采用上述方法制备得到的聚氨酯板材和岩棉板材，则介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的生产工艺如下：将聚氨酯板材与岩棉板材切割成匹配的尺寸；将聚氨酯板材表面涂覆一层薄纤布并加以固化，使其与材料表面紧密结合；并在聚氨酯板材表面涂覆气溶胶发泡剂；经过涂覆的聚氨酯板材与岩棉板材贴合，并在岩棉板材另一面设置网格布，采用热压机在热压机温度为：105℃、压力为：0.18MPa条件下，通过热压工艺将聚氨酯板材与岩棉板材、岩棉板材与网格布进行热压；对复合材料进行固化和加工，得到介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材。
对比例1
采用实施例1的方法，将介孔混合填料中的氨基硅烷偶联剂去除。
对比例2
采用实施例1的方法，将介孔材料去除。
本发明通过介孔混合填料制备的介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材具有良好的耐磨性能和拉伸强度，具体检测见下表：
力学性能测试方法：
在对上述实施例1-7和对比例1-2制备的介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，在20℃温度下，使用采用热流法来测定介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的导热系数，较低的导热系数通常意味着材料具有较好的保温性能，因为它意味着材料能够有效地减缓热量的传导，从而降低热能的损失，由导热系数热评估材料的保温性能；对介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材进行热阻测试，由热阻值判断材料的绝热性能；对介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材进行压缩试验，由抗压强度判断材料的机械性能，得到的数据如表1所示：
表1 实施例1-7和对比例1-2的介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的物理性能数据
其中，介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的导热系数越大，材料的隔热性能越差，会导致较高的能量损失；
而热阻值是用来表示材料或结构抵抗热传导的能力，其数值越大代表着介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的绝热性能越好；热阻值越大，表示介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材能够更有效地阻止热量传递，具有更好的隔热性能。
抗压强度用来衡量材料在受到压缩负荷时抵抗变形或破坏的能力。
因此，以上数据，充分地显示了实施例1-7相比于对比例1-2中介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的物理性能，本发明采用介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂得到的介孔混合填料制备聚氨酯板，其物理性能得到明显改善，其中，聚氨酯板的绝热性能和耐火性得到有效提升，其导热系数得到降低，保温性能得到了有效改善，具体如下：
通过实施例1-5可以看出：当介孔混合填料逐渐增加时，介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的导热系数逐渐减小，而绝缘性能逐渐增高，而到介孔混合填料超过一定阈值时，导热系数的增加幅度变小；同时，抗压强度逐渐增加。因此，介孔混合填料对于介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的隔热性能、耐火性和机械性能具有显著的影响。
再进一步的，通过将实施例1、实施例6和实施例7对比可以看出：当介孔混合填料中的氨基硅烷偶联剂占比降低时，介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的导热系数明显增加，材料的隔热性能明显变差，即氨基硅烷偶联剂对导热系数的影响明显，因此，氨基硅烷偶联剂对于介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的导热系数具有决定性作用；
而随着氨基硅烷偶联剂占比的减小，绝热性能和抗压强度也逐渐降低，因此氨基硅烷偶联剂的对于介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的耐火性和机械性能具有显著的影响。
考虑到经济因素，过量使用氨基硅烷偶联剂可能增加成本并可能不会带来显著的性能提升，因此，将实施例1作为最优实施例。
通过实施例1-7与对比例1-2对比可以看出：介孔混合填料对介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的隔热性能、耐火性均具有积极有益的效果，可明显改善其机械性能；同时，氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生的化学反应主要是硅烷偶联剂与二氧化硅表面的亲合作用，通过硅氧键形成化学键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联，有助于提高填料的分散性和在基体材料中的均匀分布；氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面结合，提高介孔材料的耐腐蚀性和机械性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，其特征在于：所述聚氨酯拉挤复合型材由聚氨酯板材与岩棉板材复合而成，包括以下重量份数的组分：聚氨酯树脂25-35重量份、阻燃岩棉20-30重量份、介孔混合填料10-20重量份、催化剂1-2重量份、发泡剂1-5重量份、表面活性剂0.5-1.5重量份、填充剂0.5-1.2重量份；薄纤布1-2重量份；网格布1-2重量份；
其中，所述介孔混合填料由介孔材料和硅烷偶联剂混合制备而成；
所述介孔材料和硅烷偶联剂混合的混合比例为10:0.8-0.5；其中，所述介孔材料为介孔二氧化硅、介孔氧化铝和介孔碳材料中的任意一种；所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂、羟基硅烷偶联剂中的任意一种；
所述介孔混合填料的具体制备方法如下：
S3.1、将介孔二氧化硅与氨基硅烷偶联剂按照10:0.8-0.5的比例混合；
S3.2、混合后的物料在70℃-90℃温度范围下，使氨基硅烷偶联剂与介孔二氧化硅表面发生化学反应，形成稳定的硅氧键，促进二氧化硅与偶联剂的结合或交联；
S3.3、反应后的混合物进行干燥和过滤处理，以去除溶剂、未反应的物质或其他杂质，最终得到所需的介孔混合填料；
所述表面活性剂为磺酸盐类、烷基苯磺酸盐中的任一种；
所述填充剂为纳米颗粒、碳纳米管中的任一种；
所述聚氨酯板材制备方法如下：
S5.1、将聚氨酯树脂置于容器中，将介孔混合填料逐渐加入聚氨酯树脂中，同时加入一定比例的催化剂、发泡剂、表面活性剂和填充剂，并进行搅拌使其充分混合，使用混合罐将聚氨酯树脂和介孔混合填料充分混合；
S5.2、将混合后的聚氨酯树脂与介孔填料送入挤出机的喂料部分，在挤出机的作用下，聚氨酯树脂与介孔填料混合，并在挤出头处形成带有介孔材料的聚氨酯板材；
S5.3、拉挤后的聚氨酯板材通过冷却设备进行快速冷却，以固化形状和结构，对制备好的聚氨酯板进行切割整理；
所述岩棉板材制备方法如下：
S8.1、将阻燃岩棉通过熔融炉在1500-1700℃下，使其熔化成液态状态；
S8.2、在熔融状态下，使用喷丝工艺，将熔融的岩棉物质喷出并拉丝成细纤维，将拉丝的纤维通过风力或其他手段逐渐吹散并排列，形成均匀的纤维网；
S8.3、对排列整齐的纤维网进行固化处理；
S8.4、将固化后的岩棉纤维网进行切割，制备成具有特定尺寸和密度的岩棉板材；
所述介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材的生产工艺如下：
S9.1、将聚氨酯板材与岩棉板材切割成匹配的尺寸；
S9.2、将聚氨酯板材涂覆一层薄纤布并加以固化，使其与材料表面紧密结合；并在聚氨酯板材表面涂覆发泡剂；
S9.3、经过涂覆的聚氨酯板材与岩棉板材贴合，并在岩棉板材另一面设置网格布，采用热压机在适当的温度和压力下，通过热压工艺将聚氨酯板材与岩棉板材、岩棉板材与网格布进行热压；
S9.4、对复合材料进行固化和加工。
2.根据权利要求1所述的介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，其特征在于：所述混合罐的混合条件具体为：混合转速为180-220转/min，混合温度为30-45℃，混合时间为5-10min。
3.根据权利要求2所述的介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，其特征在于：所述挤出机的工作温度为：160℃-180℃，螺杆转速为：50-150/min。
4.根据权利要求3所述的介孔绝热材料聚氨酯拉挤复合型材，其特征在于：所述热压机温度为：90℃-110℃；压力为：0.15MPa到0.25Mpa。
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