一种匀质低导热无机保温板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种匀质低导热无机保温板及其制备方法，所述匀质低导热无机保温板由无机材料、填料与聚氨酯硬泡反应而成，包括以下重量份数的原料：无机材料31～85份、填料0～20份、聚氨酯硬泡15～49份。本发明专利技术制得的保温板导热系数＜40mW/(m·K)，整体密度为35～500kg/m

Homogeneous low thermal conductivity inorganic insulation board and preparation method thereof

The invention discloses a homogeneous low thermal conductivity inorganic insulating board and a preparation method thereof. The homogeneous low thermal conductivity inorganic insulating board is made of inorganic materials, fillers and polyurethane rigid foams, and comprises the following raw materials: 31-85 parts of inorganic materials, 0-20 parts of fillers, 15-49 parts of polyurethane rigid foams. The thermal conductivity of the insulation board made by the invention is less than 40mW/ (M. K), and the overall density is 35 to 500kg/m.

【技术实现步骤摘要】
一种匀质低导热无机保温板及其制备方法
本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种匀质低导热无机保温板及其制备方法。
技术介绍
建筑物是能耗和碳排放大户。大力推广绿色建筑、环保节能建筑材料，是改善环境空气质量的重要举措，也是践行“绿色”发展理念的题中之意。现有的建筑保温材料有无机保温材料、有机保温材料。我国现阶段使用的主要是以酚醛、聚氨酯、聚苯乙烯等为主的有机保温材料。有机保温材料重量轻、保温隔热效果好、施工简便，但其易燃。虽然已有相应技术提高有机材料的防火性能达到阻燃效果，然而在火势较大的情况下，仍能被点燃。另外，有机材料在火灾中受热后力学性能迅速降低会增加其脱落的风险，造成不必要的损失。无机保温材料具有较好的阻燃性、耐久性，但由于其保温性能差，吸水率高，生产能耗大，不易施工等问题，使得其应用受到限制。无机保温材料主要有泡沫混凝土保温板，珍珠岩保温板，岩棉保温板，发泡陶瓷保温板，发泡玻璃保温板以及气凝胶等。岩棉保温板生产能耗高，且强度差、易吸水、不易施工，用于外保温易空鼓开裂。泡沫混凝土保温板容重高、强度低、导热系数高、易吸水、现场损耗大，用于外保温易空鼓开裂。珍珠岩保温板或使用水玻璃作为粘结材料，其耐水性差、易泛碱，经过反复的干湿或冻融循环后易垮塌；或使用水泥作为粘结材料，其容重高、保温性能差、吸水率高。发泡陶瓷保温板和发泡玻璃保温板保温隔热性能不佳、防水性能不足，容易渗水。而二氧化硅气凝胶昂贵的制备成本，以及材料本身难以克服的低强度、高脆性等问题，制约了其在建筑墙体保温方面的应用，一般应用于航空航天、管道保温、设备隔热等特殊领域。国内外研究者为综合有机保温材料和无机保温材料各自的优势，通过添加无机粒子来提高泡沫塑料的阻燃性，或是以树脂或发泡颗粒作为粘结剂来增强无机材料主体，一般因为成本过高，或是成型工艺复杂，难以实现工业化。例如，专利文献CN201610627981.1将异氰酸酯、聚醚多元醇、催化剂、阻燃剂、发泡剂、硅油、硅酸盐水泥、木质纤维素、海泡石纤维以及去离子水加入到高压喷枪的料泵中，搅拌使各原料充分混合均匀后得到产品。直接添加硅酸盐水泥，在聚氨酯发泡成型过程中水泥易凝固，影响泡沫成形，工艺难实现。专利文献CN103834157B将聚醚(或聚酯)多元醇、催化剂、硅油、硅烷偶联剂、发泡剂、可膨胀石墨和无机填料按照一定配比机械搅拌至混合均匀，再与多异氰酸酯充分混合后浇注到模具中进行发泡、熟化处理，得到制品。可膨胀石墨与无机填料的添加量为5～50wt％，有机材料占主体，成本偏高，并且制备方法生产效率低。而专利文献CN200810234180.4公开了一种高阻燃蛭石聚氨酯复合材料及其制备方法，用无机盐对经高温膨胀的蛭石进行结构修饰，再与多异氰酸酯熔融插层和羟基缩合，得到的组合料与多羟基化合物、发泡剂、阻燃剂和催化剂等组分混合，发生聚合反应形成蛭石聚氨酯复合材料。蛭石需要经过预处理，增加成本，制作工艺复杂。因此，当前需要研究开发一种低导热、机械强度高、阻燃，适用于工业化大规模生产的无机保温材料来满足市场需求。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种机械强度高、阻燃，适用于工业化大规模生产的匀质低导热无机保温板及其制备方法。本专利技术整体思路是：采用保温性能好的高分子聚氨酯作为无机材料的膨胀发泡基材，既保留有机泡沫材料良好的保温性能，又能降低整体材料的密度。聚氨酯较高的闭孔率降低了材料的吸水率，同时由于使用多种无机材料复配，在补强聚氨酯泡沫的阻燃性能达到难燃级的同时，提高了保温板的物理机械性能。本专利技术所采用的技术方案：一种匀质低导热无机保温板，由无机材料、填料与聚氨酯硬泡发泡料反应而成，包括以下重量份数的原料：无机材料31～85份、填料0～20份、聚氨酯硬泡发泡料15～49份；其中，基于无机材料的总重量，所述无机材料包括无机粒子65～95份，矿物纤维0～15份，具有阻燃性能的固体材料5～20份；所述填料为生物质材料和/或聚合物纤维；所述聚氨酯硬泡发泡料包括重量比为100:(120～180)的组分A和组分B；所述组分A包括多元醇100重量份、催化剂1.5～5.0重量份、发泡剂2～30重量份、水1.5～3.0重量份、液态阻燃剂3～30重量份和泡沫稳定剂0.5～4.0重量份；所述组分B为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。为了降低无机粒子对聚氨酯液体原料的吸附作用，实现无机粒子的均匀分散从而发挥增强作用，优选地，所述无机粒子的粒径为30～3000目。当无机粒子的粒径较大，低于30目时，不能均匀分散，易在基体内产生缺陷，降低了材料的强度和韧性。但是如果粒径太小，高于3000目，颗粒间作用太强，无机粒子容易团聚，不利于材料韧性的提高。本专利技术中，对聚氨酯硬泡几乎不吸附的无机粒子，选择粒径较小的材料；而对聚氨酯硬泡吸附多的无机粒子，选择粒径适当大一些的材料。进一步优选地，所述无机粒子为二氧化钛、二氧化硅、粉煤灰、碳化硅、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、氢氧化钙、膨胀珍珠岩、玻化微珠、空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、高铝矾土、废弃混凝土、废砖、水渣粉、废玻璃、废陶瓷中的任意一种或二种以上以任意比例组成的混合物。具体实例为：二氧化硅如石英砂、硅砂、硅粉、硅微粉；碳化硅如莫桑石、金刚砂；硫酸盐如重晶石粉、石膏粉、废石膏粉、明矾石粉；碳酸盐如石灰粉、灰钙粉、贝壳粉、大理石粉、方解石粉、白云石粉、白垩粉；硅酸盐如透辉石粉、透闪石粉、硅灰石粉、角闪石粉、滑石粉、云母粉、长石粉、霞石粉、沸石粉、蛭石粉、方柱石粉、凹凸棒土、海泡石粉、伊利石粉、累托石粉、蛇纹石粉、玄武石粉、安石粉、花岗石粉、麦饭石粉、松脂岩粉、浮石粉、凝灰岩粉、火山灰、火山渣、高岭土、蒙脱土、膨润土、伊来石、皂石粉、埃洛石粉、莫来石粉。为了提高保温板的强度和施工性能，利用短切纤维在基体内的无规则流动形成无定向分布，优化材料内的孔隙结构和数量，所述无机材料中还可根据需要添加矿物纤维，优选地，所述矿物纤维选自纤维长度为1～5mm的硅酸铝纤维、玻璃纤维、石膏纤维、碳纤维、海泡石纤维、硅灰石纤维、蛭石纤维中的至少一种。当添加无机粒子及具有阻燃性能的固体材料所得保温板的强度等符合应用要求，可不进一步添加矿物纤维。优选地，所述具有阻燃性能的固体材料为三聚氰胺、磷酸三苯酯、氧化锑、氧化锑-氧化硅复合物、α-三水合氧化铝、草酸铝、氢氧化镁、镁铝水滑石、可膨胀石墨、氧化石墨烯、红磷、磷酸铵、磷酸氢铵、聚磷酸铵、硼砂、硼酸盐、铝酸锌、氟硼酸铵中的至少一种。其具有的特点：无机材料与有机材料具有较好的相容性，能够发挥增强的作用，解决尺寸变形的问题，同时具有低的密度，在有机材料发泡过程中无机材料实现均匀分散，解决了有机发泡材料在膨胀过程中泡孔易破裂的问题，避免开孔度提升从而引起吸水率的升高、导热系数的增加。聚合物材料密度低、强重比高，添加填料如生物质材料和/或聚合物纤维可以在保证保温板密度一定的条件下，提高保温板的抗拉强度。当对保温板抗拉强度要求不高时可以不添加填料。优选地，所述生物质材料为秸秆、木屑、稻壳、玉米秆、树皮中的至少一种。依据制备方法和工艺，保证对基体的增强作用和产品的隔热保温性能，优选地，所述聚合物纤维为纤维长度为1～50mm的聚烯烃纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇缩醛纤维、聚氯乙烯纤维、含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种匀质低导热无机保温板，其特征在于，是由无机材料、填料与聚氨酯硬泡发泡料反应而成，包括以下重量份数的原料：无机材料31～85份、填料0～20份、聚氨酯硬泡发泡料15～49份；其中，基于无机材料的总重量，所述无机材料包括无机粒子65～95份，矿物纤维0～15份，具有阻燃性能的固体材料5～20份；所述填料为生物质材料和/或聚合物纤维；所述聚氨酯硬泡发泡料包括重量比为100:(120～180)的组分A和组分B；所述组分A包括多元醇100重量份、催化剂1.5～5.0重量份、发泡剂2～30重量份、水1.5～3.0重量份、液态阻燃剂3～30重量份和泡沫稳定剂0.5～4.0重量份；所述组分B为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种匀质低导热无机保温板，其特征在于，是由无机材料、填料与聚氨酯硬泡发泡料反应而成，包括以下重量份数的原料：无机材料31～85份、填料0～20份、聚氨酯硬泡发泡料15～49份；其中，基于无机材料的总重量，所述无机材料包括无机粒子65～95份，矿物纤维0～15份，具有阻燃性能的固体材料5～20份；所述填料为生物质材料和/或聚合物纤维；所述聚氨酯硬泡发泡料包括重量比为100:(120～180)的组分A和组分B；所述组分A包括多元醇100重量份、催化剂1.5～5.0重量份、发泡剂2～30重量份、水1.5～3.0重量份、液态阻燃剂3～30重量份和泡沫稳定剂0.5～4.0重量份；所述组分B为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的匀质低导热无机保温板，其特征在于：所述无机粒子的粒径为30～3000目。3.根据权利要求1或2任意一项所述的匀质低导热无机保温板，其特征在于：所述无机粒子为二氧化钛、二氧化硅、粉煤灰、碳化硅、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、氢氧化钙、膨胀珍珠岩、玻化微珠、空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、高铝矾土、废弃混凝土、废砖、废玻璃、废陶瓷中的任意一种或二种以上以任意比例组成的混合物。4.根据权利要求1所述的匀质低导热无机保温板，其特征在于：所述矿物纤维为纤维长度为1～5mm的硅酸铝纤维、玻璃纤维、石膏纤维、碳纤维、海泡石纤维、硅灰石纤维、蛭石纤维中的至少一种。5.根据权利要求1所述的匀质低导热无机保温板，其特征在于：所述具有阻燃性能的固体材料为三聚氰胺、磷酸三苯酯、氧化锑、氧化锑-氧化硅复合物、α-三水合氧化铝、草酸铝、氢氧化镁、镁铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海顺，韦华，诸爱东，傅振华，邢小刚，黄建华，祝丽娟，杨志峰，
申请(专利权)人：南京红宝丽新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32