一种阻燃防水复合保温材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃防水复合保温材料及其制备方法，其中阻燃防水复合保温材料以膨胀玻化微珠为分散相，以多异氰酸酯、多元醇组合料和水玻璃混合生成的产物为连续相，其中多元醇组合料由多元醇、发泡剂、催化剂、交联剂、稳泡剂组成，所述多元醇为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，所述多元醇与水玻璃两者的质量和与多异氰酸酯的质量比为100：120～130，所述多元醇与水玻璃的质量比为10：10～100。本发明专利技术的阻燃防水复合保温材料具有强度、阻燃性能和保温性综合性能高的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，其中阻燃防水复合保温材料以膨胀玻化微珠为分散相，以多异氰酸酯、多元醇组合料和水玻璃混合生成的产物为连续相，其中多元醇组合料由多元醇、发泡剂、催化剂、交联剂、稳泡剂组成，所述多元醇为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，所述多元醇与水玻璃两者的质量和与多异氰酸酯的质量比为100：120～130，所述多元醇与水玻璃的质量比为10：10～100。本专利技术的阻燃防水复合保温材料具有强度、阻燃性能和保温性综合性能高的特点。【专利说明】
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及。
技术介绍
目前，在实施建筑节能的各项措施中，墙体保温被认为是最行之有效的。因此世界各国都在大力发展新型保温材料和复合墙体。而一种优异的保温材料不仅应当具有良好的阻抗热流传递的性能即大的热阻、小的传热系数，而且还应当具有良好的防火、防水、耐候、耐久以及可持续发展性。硬泡聚氨酯材料作为一种优异的保温材料，其导热系数低，仅为0.018~0.023W/(m.K)，是目前常规保温材料中最低的；此外它还具有质量轻、粘着力强、防水、隔音、抗老化等优点。因此，在建筑节能领域将有很大的发展空间。但作为建筑保温材料使用，需进一步提高其防火性、压缩性和热稳定性(例如地下热水池保温工程)，这就需要在保障它保温隔热性能的基础上，尽量降低成本，提高防火、耐热、耐久及力学性能，以便获得更加优异的综合性能。将聚氨酯与某些无机保温颗粒例如膨胀玻化微珠颗粒复合，利用玻化微珠颗粒相对低廉的价格、优异的防火性能、良好的耐久和耐候性，来对聚氨酯进行改性不失为一种有效的方法。在无机保温材料中，广义的膨胀类颗粒包括开孔珍珠岩、闭孔珍珠岩以及玻化微珠，由于它们自身具有多孔结构，因此是一种良好的保温材料，其中玻化微珠的导热系数最低可达0.038ff/(m.K)。但在实际应用中，它们通常是通过无机胶凝材料的粘结作用，制成具有一定形状的硬质块状制品或保温砂浆使用，由于无机胶凝材料的高导热性，使得最终该类制品的保温性能急剧下降；此外，制品高的吸水性，也是此类材料必须解决的问题，设想将无机凝胶材料用有机聚氨酯硬泡体代替，利用聚氨酯优异的粘结性和防水性制备轻质、防水、低导热系数的新型玻化微珠产品，从而克服膨胀玻化微珠制品自身导热系数高的缺点，将为发挥无机保温材料环境友好、原料易得、性能稳定等优点创造条件，这也将为玻化微珠在新的节能形式下重新发挥重要作用提供新的契机。 鉴于上述现有的建筑物保温材料具有诸多缺陷，本专利技术人积极加以研究和创新，以专利技术，消除现有技术存在的缺陷，使其更加具有实用性。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种强度、阻燃性能和保温性综合性能高的阻燃防水复合保温材料。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案:阻燃防水复合保温材料，其以膨胀玻化微珠为分散相，以多异氰酸酯、多元醇组合料和水玻璃混合生成的产物为连续相，其中多元醇组合料由多元醇、发泡剂、催化剂、交联剂、稳泡剂组成，所述多元醇为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，所述多元醇与水玻璃两者的质量和与多异氰酸酯的质量比为100:120~130，所述多元醇与水玻璃的质量比为10:10 ~100。作为优选，所述多元醇、发泡剂、催化剂、交联剂和稳泡剂的质量比为100: (5~20):(0.1-0.5):(0-0.5):(1 ~10)。作为优选，所述膨胀玻化微珠为不同粒径的膨胀玻化微珠颗粒，密度为80~200kg/m3。作为优选，所述聚醚多元醇的羟值为400~560mg KOH/g，平均官能度为3.5~4.5。作为优选，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。作为优选，所述水玻璃为钠基水玻璃或者钾基水玻璃，固含量为5-50% (质量百分含量)。作为优选，所述膨胀玻化微珠用水玻璃、多异氰酸酯和多元醇组合料依次包覆混合均匀后倒入模具中，自由发泡，常温熟化24h，脱模即可。本专利技术的另一目的为提供一种上述阻燃防水复合保温材料的制备方法，该方法和得到强度、阻燃性能和保温性综合性能高的阻燃防水复合保温材料。实现该目的的技术方案如下:上述阻燃防水复合保温材料的制备方法，包括如下步骤:( I)将水玻璃连续喷涂到膨胀玻化微珠颗粒表面，形成水玻璃包覆的膨胀玻化微珠，得到一次包覆粒子；(2)将多异氰酸酯立即连续喷涂到一次包覆粒子上，形成多异氰酸酯包覆的膨胀玻化微珠，得到二次包覆粒子；(3)将多元醇组合料立即连续喷涂到二次包覆粒子上，形成多元醇组合料包覆的膨胀玻化微珠，得到三次包覆粒子；(4)将混合均匀的三次包覆粒子立即倒入模具中，自由发泡，常温熟化24h，脱模即可。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于:本专利技术在基本原料中引入水玻璃，同时采用过量的多异氰酸酯为原料，由于过量的多异氰酸酯可与水玻璃中的水发生反应，生成聚脲基团及CO2气体，进而CO2气体与水玻璃中的碱金属硅酸盐反应，形成聚硅酸盐，这些聚硅酸或聚硅酸颗粒将分散到聚氨酯及异氰酸酯自聚物中，可大大提高复合材料的力学及阻燃性能，同时聚硅酸也是一种优异的粘接材料；此外本专利技术采用了非表面偶联改性的玻化微珠颗粒原料，并采用分步喷涂包覆颗粒工艺，首先利用水玻璃对玻化微珠进行包覆，提高玻化微珠的闭孔率，防止异氰酸酯浸入玻化微珠孔内，而提高硬泡聚氨酯的发泡效果，同时利用了聚硅酸的特殊性能，提高了聚氨酯与玻化微珠的相容性。而且，利用多次喷涂包覆工艺，可在不降低有机体系自身粘度的情况下(聚氨酯组合料粘度的降低，可提高填料在复合材料中的分散性，但会影响聚氨酯硬泡的生成，降低复合材料的保温性能)，大大提高玻化微珠在有机体系中的分散性、均匀性，并最终实现高玻化微珠含量的复合材料，本专利技术的复合材料玻化微珠的体积含量可控制在10%~90%之间。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。实施例1准备原材料:甲苯二异氰酸酯(TDI) 240g ；多元醇组合料108.3g，其中聚醚多元醇100g、发泡剂(水)5g、催化剂(二月桂酸二丁烯)0.2g、交联剂(三乙醇胺)0.lg、稳泡剂(甲基硅油)3g，多元醇的羟值为400mg KOH/g,平均官能度为3.5 ；钠基水玻璃100g，固含量为35% (质量百分含量)；膨胀玻化微珠400g，平均粒径为5mm，密度为100kg/m3。将水玻璃连续喷涂到膨胀玻化微珠颗粒表面，形成水玻璃包覆的膨胀玻化微珠，得到一次包覆粒子。将多异氰酸酯立即连续喷涂到一次包覆粒子上，形成多异氰酸酯包覆的膨胀玻化微珠，得到二次包覆粒子。将多元醇组合料立即连续喷涂到二次包覆粒子上，形成多元醇组合料包覆的膨 胀玻化微珠，得到三次包覆粒子。将混合均匀的三次包覆粒子立即倒入模具中，自由发泡，常温熟化24h，脱模即可得到本专利技术的阻燃防水复合保温材料。根据需要可以制成板材或砖材能，并可根据使用的需要对板材进行切割。实施例2准备原材料:二苯甲烷二异氰酸酯(MDI) 240g ；多元醇组合料162.5g，其中聚醚多元醇150g、发泡剂(水)7.5g、催化剂(二月桂酸二丁烯)0.3g、交联剂(三乙醇胺)0.15g、稳泡剂(甲基硅油)4.5g，多元醇的羟值为400mgK0H/g，平均官能度为3.5 ;钾基水玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃防水复合保温材料，其特征在于，其以膨胀玻化微珠为分散相，以多异氰酸酯、多元醇组合料和水玻璃混合生成的产物为连续相，其中多元醇组合料由多元醇、发泡剂、催化剂、交联剂、稳泡剂组成，所述多元醇为聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，所述多元醇与水玻璃两者的质量和与多异氰酸酯的质量比为100：120～130，所述多元醇与水玻璃的质量比为10：10～100；所述与多异氰酸酯、多元醇组合料、水玻璃三者质量和与膨胀玻化微珠的质量比为100：10～150。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾明星，曹力强，郭向勇，张敬，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院，建研建材有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11