玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料及其制備方法技術

玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料及其制備方法，它涉及一種復合材料及其制備方法。本發明專利技術解決了現有保溫材料成本高、阻燃性與保溫性難以同步提高的技術問題。玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料由經過預處理的玻化微珠、聚氨酯白料、聚氨酯黑料與固體阻燃劑混合后，經過微波輔助加熱、發泡復合和熟化制得，本方法如下：一、玻化微珠預處理；二、稱料；三、制備混合料；四、微波輔助加熱、發泡復合；五、熟化。本發明專利技術的玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料的密度低(90～120kg/m2)、強度好(144～320KPa)、阻燃性好(極限氧指數可達到34.7％)、成本較低(原料成本比相同密度阻燃硬質聚氨酯泡沫降低了約37.5％)。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種復合材料及其制備方法。
技術介紹
由于我國大部分建筑的保溫效果較差，建筑物能耗很高，每年約有36%的能源消耗在室內取暖或降溫，建筑節能已成為提高社會能源使用效率的重要方面。而在建筑中，圍護保溫要承擔大約70%的節能任務，墻體又占其2/3，因此，墻體保溫材料的選擇對于建筑節能極為重要。當前，我國外墻保溫材料主要是聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫，其中聚苯乙烯泡沫保溫材料因為成本最低、保溫性良好，應用最為廣泛；而聚氨酯泡沫的隔熱、隔音性能是目前所有合成材料中最優異的，并具有極佳的耐磨性、耐油性、防水性，在國際上被公認為性能理想的保溫材料。然而，聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫都是易燃的有機材料，阻燃性能差，作為保溫材料存在十分嚴重的安全隱患。 近年因保溫材料引發的多起特大火災，再次強烈引發人們對我國墻體保溫材料的防火安全進行深刻反思，防止因易燃有機保溫材料引發的建筑火災問題已成為我國民生安全的大問題。我國每年新增建筑面積22億m2,全年需進行節能施工和節能改造面積達35億m2左右，因此，市場對于阻燃性能和保溫性能優良、成本和使用方便性與有機泡沫相當的理想墻體保溫材料的需求十分巨大。無機材料具有優異的防火阻燃性能，因此將諸如珍珠巖、玻化微珠等防火泡沫材料與聚氨酯等有機材料復合，可以獲得阻燃性能優良的復合材料。例如，在申請號為200710070529. O關于“發泡聚氨酯-膨脹珍珠巖復合建筑節能材料及其現場噴涂施工工藝”的專利技術專利以及申請號為200710070530. 3關于“膨脹珍珠巖-聚氨酯復合保溫板材及其生產工藝”的專利技術專利中，采用膨脹珍珠巖為骨料、聚氨酯為膠粘材料，通過將霧化聚氨酯噴入在轉筒中翻滾的膨脹珍珠巖，然后再模壓硬化和切割，制備一種膨脹珍珠巖-聚氨酯復合保溫板材；因為采用吸水性珍珠巖為原料，該墻體保溫材料易吸潮導致保溫性能下降和凍脹危害，因此珍珠巖已被禁止用作保溫材料。在申請號為201010540557. 6關于“一種膨脹玻化微珠防火保溫板及其制備方法”的專利技術專利中，以膨脹玻化微珠為主要原料，將有機粘結劑粘合的無機膨脹玻化微珠通過模具成型和燒結，制備得到保溫性能優良的防火保溫材料；但是制備過程需要在氮氣保護下的燒結處理，導致該保溫材料制備的能耗大、成本高。
技術實現思路
本專利技術是為了解決現有保溫材料成本高、阻燃性與保溫性難以同步提高的技術問題，提供了一種。玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料按質量份數由200 270份粒度為32 120目經過預處理的玻化微珠、100份聚氨酯白料、120 150份聚氨酯黑料與35 45份固體阻燃劑混合后，經過微波輔助加熱、發泡復合和熟化制得；所述的聚氨酯白料按照重量份數由45 55份聚醚4110、3 10份聚醚403、35 45份聚醚210、I 2份催化劑、2 5份水和5 15份二氯一氟乙烷組成；所述的催化劑為錫類催化劑和/或胺類催化劑，所述的錫類催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁錫，所述的胺類催化劑為三乙烯二胺、2，2’ - 二嗎啉基二乙醚、N，N-二甲基環己胺或二乙醇胺；所述的聚氨酯黑料為多亞甲基多苯基多異氰酸酯；所述的固體阻燃劑按照重量份數由40 70份膨脹石墨與30 60份聚磷酸銨組成，所述的聚磷酸銨粒徑為O. 05 O. 15mm ；或者所述的固體阻燃劑按照重量份數由20 60份膨脹石墨、20 50份聚磷酸銨和20 50份三聚氰胺組成，所述的聚磷酸銨粒徑為O. 05 O. 15mm。 玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料的制備方法如下一、玻化微珠預處理篩網篩分粒度為32 120目的玻化微珠，加入水中翻攪5分鐘，再靜置10 20分鐘，撈取漂浮在水上的玻化微珠并且于105°C 120°C的條件下烘至恒重，然后冷卻到室溫，即得到經過預處理的玻化微珠；二、稱取200 270質量份經過預處理的玻化微珠、100質量份聚氨酯白料、120 150質量份聚氨酯黑料與35 45質量份固體阻燃劑；三、將固體阻燃劑與經過預處理的玻化微珠混合均勻，加入聚氨酯白料混合均勻，然后加入聚氨酯黑料，混合均勻，即得混合料；四、微波輔助加熱、發泡復合將混合料裝到模具內，再將模具置于微波加熱器內進行微波輔助加熱，等到泡沫開始生長時停止微波加熱，當泡沫不再增長時，得到泡沫復合材料的初級產品；五、熟化將泡沫復合材料的初級產品在80°C的恒溫爐內保持I小時,冷卻，即得玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料；步驟二中所述的聚氨酯白料按照重量份數由45 55份聚醚4110、3 10份聚醚403,35 45份聚醚210、I 2份催化劑、2 5份水和5 15份二氯一氟乙烷組成；所述的催化劑為錫類催化劑和/或胺類催化劑，所述的錫類催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁錫，所述的胺類催化劑為三乙烯二胺、2，2’ - 二嗎啉基二乙醚、N，N-二甲基環己胺或二乙醇胺；步驟二中所述的聚氨酯黑料為多亞甲基多苯基多異氰酸酯；步驟二中所述的固體阻燃劑按照重量份數由40 70份膨脹石墨與30 60份聚磷酸銨組成，所述的聚磷酸銨粒徑為O. 05 O. 15mm ；或者所述的固體阻燃劑按照重量份數由20 60份膨脹石墨、20 50份聚磷酸銨和20 50份三聚氰胺組成，所述的聚磷酸銨粒徑為O. 05 O. 15mm。上述微波輔助加熱持續到泡沫開始明顯增長時，就必須立即停止，否則加熱時間過長會使泡沫復合材料發生過熱而出現燒芯問題；當泡沫復合材料的組份恒定時，微波輔助加熱時間的長短主要取決于微波加熱器的功率和物料尺寸，功率越大、物料尺寸越小，輔助加熱時間越短。例如對長寬厚都為240mmX240mmX50mm的物料進行微波輔助加熱，功率為600瓦的微波加熱器對通常只需要加熱25 30秒，而功率調高到800瓦時只需要15 18秒。本專利技術的玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料，因為采用微波對物料進行快速預熱處理，使得物料在短時間內均勻加熱，泡沫起發快，泡沫成長動力能夠有效克服玻化微珠的重力阻力，聚氨酯形成的泡沫結構理想，而且能夠與玻化微珠和阻燃劑實現良好復合，因此所制備復合材料的密度低(90 120kg/m2)、強度好(144 320KPa);因為微波輔助加熱的應用，允許物料添加更多無機防火、成本低廉的玻化微珠，因此由玻化微珠填充聚氨酯泡沫所制備的泡沫復合材料的具有無機填料含量高(玻化微珠含量可達泡沫復合材料總質量的50% )、阻燃性好(極限氧指數可達到34. 7% )、成本較低(原料成本比相同密度阻燃硬質聚氨酯泡沫降低了約37. 5% );由于所使用的無機玻化微珠經過篩分、水洗等預處理，除去了開孔的玻化微珠以及砂子等大比重的雜質，使得所制備復合材料的保溫性能的得以改善，即使大量玻化微珠的引入，其導熱率仍在O. 023 O. 027W. πΓ1. k_S與聚氨酯泡沫的導熱率O. 019 O. 020W. πΓ1. k—1很接近。因此，本專利技術的高玻化微珠含量的阻燃型泡沫復合材料很適于作為墻體保溫材料。附圖說明圖I是實驗九所得玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料的AlO樣品的掃描電子顯微鏡 (SEM)照片。具體實施例方式本專利技術技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。具體實施方式一本實施方式玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料按質量份數由200 270份粒度為32 120目本文檔來自技高網...

【技術保護點】
玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料，其特征在于玻化微珠聚氨酯泡沫復合材料按質量份數由200～270份粒度為32～120目經過預處理的玻化微珠、100份聚氨酯白料、120～150份聚氨酯黑料與35～45份固體阻燃劑混合后，經過微波輔助加熱、發泡復合和熟化制得；所述的聚氨酯白料按照重量份數由45～55份聚醚4110、3～10份聚醚403、35～45份聚醚210、1～2份催化劑、2～5份水和5～15份二氯一氟乙烷組成；所述的催化劑為錫類催化劑和/或胺類催化劑，所述的錫類催化劑為辛酸亞錫、二月桂酸二丁錫，所述的胺類催化劑為三乙烯二胺、2，2’？二嗎啉基二乙醚、N，N？二甲基環己胺或二乙醇胺；所述的聚氨酯黑料為多亞甲基多苯基多異氰酸酯；所述的固體阻燃劑按照重量份數由40～70份膨脹石墨與30～60份聚磷酸銨組成，所述的聚磷酸銨粒徑為0.05～0.15mm；或者所述的固體阻燃劑按照重量份數由20～60份膨脹石墨、20～50份聚磷酸銨和20～50份三聚氰胺組成，所述的聚磷酸銨粒徑為0.05～0.15mm。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高振華，趙君，姜長樂，米巖，
申請(專利權)人：東北林業大學，北新建材集團有限公司，
類型：發明
國別省市：