本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料及制備方法，所述鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料，包括A料和B料；A料是包括聚合物多元醇、端氨基聚醚、小分子擴(kuò)鏈劑、催化劑和填料硅灰石為原料制備的；B料是以異氰酸酯和聚醚多元醇為原料制備得到的預(yù)聚物；A料和B料中所有的NCO基團(tuán)對(duì)OH基團(tuán)和NH基團(tuán)的當(dāng)量比為1.0～1.1。本發(fā)明專利技術(shù)通過(guò)配方調(diào)整，可以得到?jīng)_擊性能極佳的聚氨酯樣板；而通過(guò)加入填料納米硅灰石，在所有性能指標(biāo)皆滿足國(guó)標(biāo)要求的情況下，大大降低產(chǎn)品的成本。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種聚氨酯復(fù)合材料。
技術(shù)介紹
氣候變化是當(dāng)今環(huán)境面臨的重大挑戰(zhàn)之一。在滿足資源能量需求日益增長(zhǎng)的同時(shí)，提高能源效益是保護(hù)社會(huì)環(huán)境的最重要途徑。根據(jù)研究報(bào)告顯示，有50％的能量由于建筑墻壁和窗戶缺乏良好的隔熱性能而流失。建筑節(jié)能是降低能耗以應(yīng)對(duì)全球變暖問(wèn)題的最有效方法。窗戶可以使用不同材料以達(dá)到隔熱性能。其中，隔熱型鋁合金提供了一種很好的解決途徑。其主體為鋁材，型材中間用塑料型材腔體做斷熱材料。這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，兼顧了塑料和鋁合金兩種材料的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)滿足裝飾效果和門窗強(qiáng)度及耐老性能的多種要求。隔熱斷橋鋁塑型材可實(shí)現(xiàn)門窗的三道密封結(jié)構(gòu)，合理分離水汽腔，成功實(shí)現(xiàn)氣水等壓平衡，顯著提高門窗的水密性和氣密性。其優(yōu)勢(shì)為：(1)隔熱鋁門窗的氣密性比任何鋁、塑窗都好，能保證風(fēng)沙大的地區(qū)室內(nèi)窗臺(tái)和地板無(wú)灰塵；(2)能保證在高速公路兩側(cè)50米的居民不受噪音干擾；(3)而且熱傳導(dǎo)性比非隔熱鋁合金型材門窗降低40～70％。目前，全世界各地的建筑行業(yè)對(duì)窗戶隔熱的兩種主要方法為：(1)穿條：把塑料擠成合適的條狀，再通過(guò)機(jī)械開齒、穿條、滾壓等工序形成“隔熱橋”，稱為隔熱型材“穿條式”。現(xiàn)在主要材料以尼龍66(PA66Gf25隔熱條)為主流材料。(2)澆注：把隔熱材料澆注入鋁合金型材的隔熱腔體內(nèi)，經(jīng)過(guò)固化，去除斷橋金屬等工序形成“隔熱橋”，稱為“澆注式”隔熱型材。隔熱膠的優(yōu)良性能首先是由于微相區(qū)的形成，而不單純是由于硬鏈段和軟鏈段之間的氫鍵所致。最初以不飽和樹脂為原料，現(xiàn)在以雙液型聚氨酯彈性體為主流材料。但受地域，氣候的影響，避免因隔熱材料和鋁型材的線膨脹系數(shù)的差距很大，在熱脹冷縮時(shí)二者之間產(chǎn)生較大應(yīng)力和間隙；同時(shí)隔熱材料和鋁型材組合成一體，在門窗和幕墻結(jié)構(gòu)中，同樣和鋁材一樣受力。因此，要求隔熱材料還必須有與鋁合金型材相接近的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度，膨脹系數(shù)和彈性模量，否則就會(huì)使隔熱橋遭到斷開和破壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料及制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。本專利技術(shù)所述的種鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料，包括A料和B料；所述的A料是包括聚合物多元醇、端氨基聚醚、小分子擴(kuò)鏈劑、催化劑和填料硅灰石為原料制備的；所述的B料是以異氰酸酯和聚醚多元醇為原料制備得到的預(yù)聚物；A料和B料中所有的NCO基團(tuán)對(duì)OH基團(tuán)和NH基團(tuán)的當(dāng)量比為1.0～1.1；A料與B料的重量比為：A料∶B料＝1∶1.1～1.5；優(yōu)選的：A料與B料的重量比為：A料∶B料＝1∶1.12～1.47；優(yōu)選的，A料中各組分的重量份為：優(yōu)選的，B料中各組分的重量份為：多苯基多甲基多異氰酸酯80～108份二異氰酸酯3～5份聚醚多元醇39～55份異氰酸酯與聚醚多元醇重量比為65～71∶29～35，異氰酸酯指數(shù)范圍在17.6％～20.0％。A料中：所述的聚合物多元醇為以共聚醚三醇為基礎(chǔ)的苯乙烯-丙烯腈接枝聚合物，聚合物多元醇的數(shù)均分子量為4000～6000；所述的四羥基聚醚多元醇為以乙二胺為起始劑的四羥基聚醚或以甲苯二胺為起始劑的四羥基聚醚或以季戊四醇為起始劑的四羥基聚醚中的一種；優(yōu)選的，四羥基聚醚多元醇為乙二胺為起始劑的四羥基聚醚，數(shù)均分子量為300～500。所述的小分子擴(kuò)鏈劑為乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、一縮二乙二醇、一縮二丙二醇中的一種或多種；優(yōu)選的，所述的小分子擴(kuò)鏈劑為一縮二乙二醇和一縮二丙二醇的混合物，重量比為：一縮二乙二醇∶一縮二丙二醇＝1∶0.9～1.1；所述的催化劑為有機(jī)金屬催化劑，可以采用本領(lǐng)域現(xiàn)有的任一種。例如，有機(jī)金屬類催化劑可以使用有機(jī)錫、有機(jī)鉍等。有機(jī)錫催化劑如二辛基二乙酸錫、二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、馬來(lái)酸二丁基錫、辛酸亞錫，有機(jī)鉍催化劑如新癸酸鉍等。優(yōu)選的，采用有機(jī)錫類催化劑，通過(guò)對(duì)催化劑使用含量和比例的調(diào)整，催化劑優(yōu)選含量在0.006～0.01份，可以得到擁有合適反應(yīng)活性及優(yōu)良物理性能的聚氨酯復(fù)合材料。所述填料優(yōu)選納米碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇、石英與硅灰石的一種。優(yōu)選的，填料為納米硅灰石。B料中：所述的聚醚多元醇為聚氧化乙烯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇中的至少一種；優(yōu)選的，所述的聚醚多元醇為聚四氫呋喃二醇，聚合物多元醇的數(shù)均分子量為1000～2000。所述的異氰酸酯為4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯，碳化二亞胺改性4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯，多苯基多甲基多異氰酸酯中至少一種。優(yōu)選的，制備低聚物的異氰酸酯為4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，多苯基多甲基多異氰酸酯的混合物。本專利技術(shù)對(duì)聚醚多元醇與異氰酸酯制備預(yù)聚物的方法沒(méi)有特別的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制備預(yù)聚物。本專利技術(shù)的制備方法，包括如下步驟：(1)A料的制備：將聚合物多元醇、四羥基聚醚多元醇、小分子擴(kuò)鏈劑、催化劑及填料，充分?jǐn)嚢杌旌虾煤笊郎刂?10～130℃，真空脫水約3～4小時(shí)，而后降溫至50℃～70℃，出料密閉封裝即得A組分；(2)B料的制備：將聚醚多元醇加入異氰酸酯，混合，在70～90℃反應(yīng)1～3小時(shí)，過(guò)濾，獲得B料；優(yōu)選的，將聚醚多元醇通過(guò)分批次逐步加入的方式加入異氰酸酯，有利于反應(yīng)的平穩(wěn)進(jìn)行。比如，在70～90℃下，每25～35分鐘，將聚醚多元醇加入異氰酸酯，添加完后繼續(xù)反應(yīng)；(3)將A料與B料通過(guò)低壓澆注機(jī)混合均勻，注入模具制備得到聚氨酯復(fù)合材料。本專利技術(shù)的有益效果是：在《鋁合金建筑型材用輔助材料第2部分：聚氨酯隔熱膠材料》的國(guó)標(biāo)要求中，懸臂梁沖擊強(qiáng)度是所有性能中的核心指標(biāo)。本專利技術(shù)通過(guò)配方調(diào)整，可以得到?jīng)_擊性能極佳的的聚氨酯樣板；而通過(guò)加入填料納米硅灰石，在所有性能指標(biāo)皆滿足國(guó)標(biāo)要求的情況下，大大降低產(chǎn)品的成本。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)將借助下面的實(shí)施例詳細(xì)描述，應(yīng)注意本專利技術(shù)的實(shí)施例只是對(duì)本專利技術(shù)的內(nèi)容予以解釋說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本專利技術(shù)技術(shù)方案的限制。以下實(shí)施例中的原料如沒(méi)有特別說(shuō)明，均為市售。將A料和B料溫度調(diào)整至(30±1)℃。將內(nèi)部有效尺寸為180mm(長(zhǎng))*120mm(寬)*6/3mm(高)的鋁合金模具主體內(nèi)側(cè)及蓋板內(nèi)側(cè)涂覆一定量的脫模劑，將此模具主體及蓋板在30℃烘箱烘焙30分鐘后取出，使模具在使用前表面涂覆的脫模劑得以烘干。將A料和B料混合好注射到模具中。注射量的設(shè)置由計(jì)劃取得的材料密度與模具內(nèi)部尺寸決定本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，包括A料和B料；所述的A料是包括聚合物多元醇、端氨基聚醚、小分子擴(kuò)鏈劑、催化劑和填料硅灰石為原料制備的；所述的B料是以異氰酸酯和聚醚多元醇為原料制備得到的預(yù)聚物；A料和B料中所有的NCO基團(tuán)對(duì)OH基團(tuán)和NH基團(tuán)的當(dāng)量比為1.0～1.1。
【技術(shù)特征摘要】
1.鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，包括A料和B料；
所述的A料是包括聚合物多元醇、端氨基聚醚、小分子擴(kuò)鏈劑、催化劑和填料硅灰
石為原料制備的；
所述的B料是以異氰酸酯和聚醚多元醇為原料制備得到的預(yù)聚物；
A料和B料中所有的NCO基團(tuán)對(duì)OH基團(tuán)和NH基團(tuán)的當(dāng)量比為1.0～1.1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，A料與B
料的重量比為：A料∶B料＝1∶1.1～1.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，A料與B
料的重量比為：A料∶B料＝1∶1.12～1.47。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，所
述A料中各組分的重量份為：
B料中各組分的重量份為：
多苯基多甲基多異氰酸酯80～108份
二異氰酸酯3～5份
聚醚多元醇39～55份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，異氰酸酯與
聚醚多元醇重量比為65～71∶29～35，異氰酸酯指數(shù)范圍在17.6％～20.0％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁合金門窗用聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，A料中：
所述的聚合物多元醇為以共聚醚三醇為基礎(chǔ)的苯乙烯-丙烯腈接枝聚合物，聚合物
多元醇的數(shù)均分子量為4000～6000；
所述的四羥基聚醚多元醇為以乙二胺為起始劑的四羥基聚醚或以甲苯二胺為起始
劑的四羥基聚醚或以季戊四醇為起始劑的四羥基聚醚中的一種；
四羥基聚醚多元醇為乙二胺為起始劑的四羥基聚醚，數(shù)均分子量為300～500；
所述的聚醚多元醇為聚氧化乙烯二醇、聚氧化...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱彥，于大海，唐勁松，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海華峰材料科技研究院有限合伙，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31
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