一种聚氨酯复合轻质墙板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯复合轻质墙板及其制造方法，该复合轻质墙板包括以下依次排列的各层：第一面层、第一增强层、填充层、第二增强层、第二面层；所述填充层是由6～20wt％聚氨酯硬泡发泡料、50～79wt％无机填料和15～30wt％增强纤维反应固化后制得的匀质的聚氨酯硬泡。本发明专利技术制得的复合轻质墙板，整体密度≤1200kg/m

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯复合轻质墙板及其制备方法
本专利技术涉及建筑轻质墙板，具体涉及一种聚氨酯复合轻质墙板及其制备方法。
技术介绍
传统的墙体建筑主要是以黏土砖和水泥砌块为主要原料，制成的墙体体积大且笨重，占用相当部分的建筑使用空间；保温、隔热、隔音、防水效果差；抗撞击性低，墙面经常出现龟裂现象，从而影响建筑物的质量和使用；施工不方便，工期长，造价高；生产能耗高，不利于节能减排目标的实现。随着环保政策力度不断加大，毁田取土而烧制出的黏土砖将逐步退出建筑市场。轻质墙板材料是一种新型节能材料，具有轻质高强的特点。为同时实现环保节能、保温隔音、防水防火、壁薄抗震、施工便利等优点，通常将两种或两种以上材料复合制备轻质墙体材料。然而，以岩棉、发泡珍珠岩、发泡陶瓷、发泡玻璃等无机保温材料为填充层的复合墙板，自重大且隔热保温性能较差，不利于建筑节能的实现。以聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、酚醛泡沫等有机材料为填充层的复合墙板又因其防火安全性能较低而应用受限。聚氨酯具有质轻、隔热保温、吸音抗震、耐水耐腐蚀等优良性能，是一种理想的轻质结构材料和能量吸收材料。然而，聚氨酯是一种有机高分子化合物，防火性能差，需要对其进行阻燃改性；并且聚氨酯强度较低，在很多强度要求高的特殊场合(例如，作为结构材料及其配套材料)达不到使用要求，需要通过各种手段提升材料的机械强度，以达到增强的目的。因此，目前建筑市场正迫切需要高质量、高性能的新型轻质墙体材料来替代传统的墙体材料。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术旨在克服现有技术的不足，提供一种隔热保温、阻燃性能好的聚氨酯复合轻质墙板及其制备方法。技术方案：本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种聚氨酯复合轻质墙板，包括由下而上依次排列的第一面层、第一增强层、填充层、第二增强层、第二面层，所述填充层是由聚氨酯硬泡发泡料、无机填料和增强纤维反应固化后制得的匀质的聚氨酯硬泡，其中，按重量百分比计：聚氨酯硬泡发泡料：6～20％，无机填料：50～79％，所述无机填料的松散堆积密度为1.0～2.0g/cm3；增强纤维：15～30％，所述增强纤维是沿长度方向分布于填充层内的网状的玻璃纤维；其中，所述聚氨酯硬泡发泡料包括重量比为100：(120～180)的白料和黑料，所述白料包括多元醇100重量份，催化剂1.5～5.0重量份，发泡剂4～42重量份，水1.5～3.0重量份，表面活性剂0.5～4.0重量份，液体阻燃剂0～20重量份，所述黑料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。为使聚氨酯复合轻质墙板防火安全性能达到A2级不燃，本专利技术通过向聚氨酯硬泡填充层中添加大量的填料，使聚氨酯硬泡填充层的固体重量含量不低于80％，从而有效降低燃烧总热值，实现聚氨酯硬泡防火等级的提升。通过在硬泡填充层内沿长度方向铺设多层网状的玻璃纤维(例如：玻璃纤维布、玻璃纤维毡、玻璃纤维网格布等)，以及在填充层外表面铺设玻璃纤维毡、玻璃纤维网格布、玻璃纤维布或钢丝网的方式，对聚氨酯硬泡填充层进行增强，提高复合轻质墙板的整体机械强度。同时，为确保高固体含量下，反应原料的加工性能和泡沫填充层的整体性能，本专利技术对所用无机填料的松散堆积密度进行了筛选。当松散堆积密度过小时，无机填料的体积接近或超过聚氨酯硬泡发泡料的体积，隔热保温材料发泡倍率过低，泡沫整体性能下降；而当堆积密度进一步减小，二者甚至无法通过现有的设备实现均匀混合，无法发泡成型。当无机填料的松散堆积密度过大时，泡沫容易塌泡，其次，泡沫内的填料也容易随着时间的推移而沉降，使得泡沫机械性能不断降低。优选地，上述复合轻质墙板中，所述无机填料包括重量比为0～15:85～100的具有阻燃作用的阻燃粒子和具有填充作用的填充粒子。进一步优选地，所述阻燃粒子选自膨胀石墨、氧化锑、氧化硼、硼酸盐、氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铝、层状镁铝氢氧化物、红磷、磷酸盐中的一种或几种；所述填充粒子选自氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡、硅酸盐、硅铝酸盐中的一种或几种。上述无机填料中，所述填充粒子还可以来自化工原料及其矿物、工业废料或建筑废料，例如硅石、硅砂、石英砂、硅微粉、玻璃纤维、方解石、大理石、石灰石、白云石、白垩、菱镁矿、硬石膏、石膏、重晶石、硅灰石、硅线石、滑石、长石、云母、沸石、蛭石、高岭土、蒙脱石、水云母、硅藻土、膨润土、凹凸棒石、海泡石、海泡石纤维、伊利石、玄武石、花岗石、火山岩、玄武岩、玄武岩纤维、珍珠岩、玻化微珠、浮石、陶瓷纤维、陶瓷微珠、玻璃微珠等化工原料及其矿物，粉煤灰、煤矸石、煤渣、硅钙渣、电石渣、矿粉、水渣粉、钢渣、磷石膏等工业废料，以及废弃混凝土、废弃砖石、废砖瓦、渣土、碎石料、废砂浆、泥浆、沥青块、废石膏、废灰、废玻璃、废陶瓷等建筑废料。上述复合轻质墙板中，所述无机填料可以是球状的、不定型粒状的、片状的、纤维状的。优选地，上述复合轻质墙板中，所述多元醇为聚醚多元醇和聚酯多元醇中的任意一种或二种以上任意比例的混合物，其中，所述聚醚多元醇是由起始剂和氧化烯烃反应制备而成的，所述氧化烯烃包括氧化丙烯和/或氧化乙烯；所述聚酯多元醇包括脂肪族聚酯多元醇和/或芳香族聚酯多元醇。优选地，上述复合轻质墙板中，所述发泡剂选自HCFC-141b、HFC-245fa、HFC-365mfc、戊烷、水或二氧化碳中任意的一种或几种。优选地，上述复合轻质墙板中，所述液体阻燃剂选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三异丙苯酯、三(2-羧乙基)膦、甲基磷酸二甲酯、三羟甲基氧化膦、N,N-二(2-羟异丙基)氨甲基膦酸二乙酯中的任意的一种或几种。优选地，上述复合轻质墙板中，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯的异氰酸酯基(-NCO)的质量分数为30～32％，可以选自巴斯夫的M20S、M50，万华化学的PM100、PM200、PM400，锦湖三井的M200，亨斯迈的2085、5005等。上述复合轻质墙板中，所述催化剂使用现有技术已知的催化剂，一般包括有机胺类催化剂和金属盐类催化剂，所述有机胺类催化剂选自三乙醇胺、五甲基二乙烯三胺、二甲基环己胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢化三嗪或季铵盐类中任意的一种或几种，所述金属盐类催化剂选自醋酸钾、油酸钾、异辛酸钾、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的任意的一种或几种。上述复合轻质墙板中，所述表面活性剂是本领域中常用的有机硅表面活性剂，可以选自AK8805、AK8811、AK8830、B8460、B8481、B8486、NiaxL-5440等。为提高聚氨酯硬泡填充层的综合性能，本领域普通技术人员还可根据实际需要添加抗老化剂、烟雾抑制剂、交联剂、颜料等。优选地，上述复合轻质墙板中，所述第一增强层和第二增强层分别选自玻璃纤维毡、玻璃纤维网格布、玻璃纤维布、钢丝网中的任意一种。优选地，上述复合轻质墙板中，所述第一面层和第二面层分别选自石膏板、混凝土板、水泥砂浆板、纤维水泥板、陶瓷板、陶土板、玻璃钢板、金属板、玻镁板、硅钙板中的任意一种。上述面层和增强层的具体选择，应当根据墙板的用途、规格、强度、应用场合等要求确定。本专利技术还提供了上述聚氨酯复合轻质墙板的制备方法，包括以下步骤：(1)配料：按比例准备无机填料、聚氨酯硬泡发泡料、增强纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯复合轻质墙板，包括由下而上依次排列的第一面层、第一增强层、填充层、第二增强层、第二面层，其特征在于，所述填充层是由聚氨酯硬泡发泡料、无机填料和增强纤维反应固化后制得的匀质的聚氨酯硬泡，其中，按重量百分比计：聚氨酯硬泡发泡料：6～20％，无机填料：50～79％，所述无机填料的松散堆积密度为1.0～2.0g/cm3；增强纤维：15～30％，所述增强纤维是沿长度方向分布于填充层内的网状的玻璃纤维；其中，所述聚氨酯硬泡发泡料包括重量比为100：(120～180)的白料和黑料，所述白料包括多元醇100重量份，催化剂1.5～5.0重量份，发泡剂4～42重量份，水1.5～3.0重量份，表面活性剂0.5～4.0重量份，液体阻燃剂0～20重量份，所述黑料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯复合轻质墙板，包括由下而上依次排列的第一面层、第一增强层、填充层、第二增强层、第二面层，其特征在于，所述填充层是由聚氨酯硬泡发泡料、无机填料和增强纤维反应固化后制得的匀质的聚氨酯硬泡，其中，按重量百分比计：聚氨酯硬泡发泡料：6～20％，无机填料：50～79％，所述无机填料的松散堆积密度为1.0～2.0g/cm3；增强纤维：15～30％，所述增强纤维是沿长度方向分布于填充层内的网状的玻璃纤维；其中，所述聚氨酯硬泡发泡料包括重量比为100：(120～180)的白料和黑料，所述白料包括多元醇100重量份，催化剂1.5～5.0重量份，发泡剂4～42重量份，水1.5～3.0重量份，表面活性剂0.5～4.0重量份，液体阻燃剂0～20重量份，所述黑料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。2.如权利要求1所述的聚氨酯复合轻质墙板，其特征在于，所述无机填料包括重量比为0～15:85～100的具有阻燃作用的阻燃粒子和具有填充作用的填充粒子。3.如权利要求2所述的聚氨酯复合轻质墙板，其特征在于，所述阻燃粒子选自膨胀石墨、氧化锑、氧化硼、硼酸盐、氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铝、层状镁铝氢氧化物、红磷、磷酸盐中的一种或几种；所述填充粒子选自氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡、硅酸盐、硅铝酸盐中的一种或几种。4.如权利要求1所述的聚氨酯复合轻质墙板，其特征在于，所述多元醇为聚醚多元醇和聚酯多元醇中的任意一种或二种以上任意比例的混合物。5.如权利要求1所述的聚氨酯复合轻质墙板，其特征在于，所述发泡剂为HCFC-141b、HFC-245fa...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦华，袁海顺，邢小刚，诸爱东，傅振华，黄建华，熊丽媛，
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