一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料及制备方法技术

一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料及制备方法，主要解决现有保温材料的保温性能较差、密度较大、成本高等问题。本发明专利技术提供一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料及制备方法，该保温材料由如下原料按质量份额组成：水性丙烯酸类乳液2-20份，助剂A0.1-20份，膨胀珍珠岩100-150份，聚氨酯A料异氰酸酯75-450份，聚氨酯B料多元醇60-400份，助剂B30-200份。本发明专利技术的制备方法为将助剂A与水性丙烯酸类乳液混合，再与膨胀珍珠岩混合，封闭处理，将封闭处理后的膨胀珍珠岩与其他原料进行混合发泡，浇筑成型，熟化脱模得到产品。本发明专利技术制备了密度低，保温性能好，并且具有阻燃和抗压缩性能的珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料，降低成本，提升材料性能。

Surface closed perlite filling polyurethane composite thermal insulation material and preparation method thereof

The utility model relates to a surface closed perlite filling polyurethane composite thermal insulation material and a preparation method thereof, mainly solving the problems of poor heat preservation performance, large density and high cost of the existing heat insulating material. The invention provides a closed surface filled with perlite polyurethane composite thermal insulation material and a preparation method thereof, the insulation material is composed of the following materials according to the quality of share: water-based acrylic emulsion 2-20, additive A0.1-20, expanded perlite 100-150, polyurethane material A 75-450 B polyurethane isocyanate, polyol material 60-400, additives B30-200. The preparation method of the invention is to aid A and water-based acrylic emulsion mixed with perlite, mixing, sealing, will be closed after the treatment of expanded perlite mixed foam and other raw materials, pouring, curing and demoulding to obtain the product. The invention has prepared perlite filled polyurethane composite thermal insulation material with low density, good heat insulation property and flame retardancy and compression resistance, thereby reducing cost and improving material performance.

【技术实现步骤摘要】
一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料及制备方法
本专利技术涉及一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料及制备方法，属于聚氨酯复合材料的生产及技术应用领域。
技术介绍
随着近年来中国经济的不断发展，人民生活水平和工业化水平的不断提高，对于能源的消耗量，尤其是石油，煤炭等不可再生能源的消耗量不断增加，客观上对于节能提出了更高的要求。在我国的总能耗中，建筑能耗占比在百分之三十以上，而我国现有建筑的单位面积耗电是发达国家的两到三倍。建筑能耗中，绝大部分都被用来进行采暖与空调制冷。随着人民对更高水平生活需求的不断增加，采暖与空调设施的家庭普及率也逐渐增高，相应的建筑能耗的也会随之增加。若占建筑物绝大多数面积的墙体的导热系数过大，热量会更快的经由建筑物墙体传导，加重建筑物采暖或者制冷的负担，直接导致能源的消耗。此种情况下，对于一种合适保温材料的需要就显得格外重要。目前市场上的保温隔热材料主要有：无机墙体保温材料以岩棉，玻璃棉，保温砂浆等为主，无机保温材料的优势在于其具有良好的防火阻燃性能，同时具有良好的耐候，耐酸碱，耐腐蚀，与墙体基层结合性能较好，可以适用于民用，工业，易燃易爆等多种场所，具有广泛的适用范围。但是，无机保温材料的导热系数普遍较高，吸湿性大，抗冻能力不足。其中，珍珠岩是无机保温和阻燃材料中常用的原料之一。其特点是具有绝佳的防火能力，同时具有多孔结构，一方面极大的降低了最终产品的密度；另一方面孔洞内部的空气起到了隔热保温的效果，降低了最终制品的导热系数。有机墙体保温材料主要有发泡聚苯板，挤塑聚苯板，聚氨酯等，其优点在于保温性能良好，易于加工运输，密度较轻，施工简便。但其容易起火燃烧，一旦出现明火很难控制，容易造成人员伤亡和财产损失。同时，保温性能良好的聚氨酯类材料成本较高，也限制了其使用范围。由于经济发展和节能减排的客观需要，墙体保温材料具有广泛的市场潜力。有机类墙体保温材料由于技术成熟简单，成本低廉，短时间仍然没有较好的替代产品可以选用。因而从我国的国情与市场的前景出发，研究人员将聚氨酯类有机材料同珍珠岩类无机材料进行复合，结合有机无机保温材料的优点，规避两者的缺点开发一种新型的防火复合保温材料将具有深远的影响。珍珠岩和聚氨酯材料的复合一直是保温材料研究的热点。然而因为珍珠岩表面特点，导致在聚氨酯发泡过程中的复合往往会引起发泡不良，发泡不均匀的情况出现，使得具有实用性配比的复合材料制备困难。聚氨酯类有机发泡材料的发泡过程是一个复杂的物理化学过程，其发泡过程主要是由气泡成核、气泡成长、微相分离、熟化聚合四个阶段组成的。其中气泡成核过程并不是因为反应生成的二氧化碳过饱和而析出的，而是在搅拌时引入的空气分散所引入的生长核点附近聚集而产生的。在整个成核、成长的过程中，不会出现新的气泡，反而有大量的气泡消失。由于珍珠岩类无机材料具有特殊的内部和表面结构，其比表面积很大，在和聚氨酯类有机发泡材料复合过程中，一方面会由于虹吸效应吸附大量的聚氨酯原料，这些原料吸附在珍珠岩材料内部，并不会对整个发泡过程做出贡献，如果是珍珠岩与聚氨酯类某种成分预混，反而会导致吸附的原料被封闭在珍珠岩内部，造成原料的实质性的浪费。另一方面，较大的比表面积会给聚氨酯内部带入大量聚集在珍珠岩表面的气泡生长核点，导致发泡过程不均匀，集中在珍珠岩表面，使得整个复合过程泡沫密度不足。为了避免这种情况的出现，经过查阅相关资料，现有技术的处理方式为：CN2096687U、CN2205303Y等专利采用聚氨酯发泡材料包覆珍珠岩材料的方式，即两种材料两相分离。这种方式的确避免了珍珠岩对聚氨酯发泡过程的负面影响，然而生产过程复杂，而且产品中存在较大的两相界面，在外界条件的影响下很难不产生相分离的情况，使材料失效。CN101139186A中采用的方式为以珍珠岩为骨料，采用工艺喷洒聚氨酯料，使用聚氨酯为粘结剂制备复合材料。这种材料本质是将现有的珍珠岩保温材料中的无机粘结剂替换为聚氨酯，不但成本提高，而且聚氨酯材料并没有发泡，未能起到降低成本，提高保温能力，降低材料密度的作用。CN103467701A、CN101130629A等专利中将不同粒径的珍珠岩按照不同比例同聚氨酯进行复合，然而因为并没有从实质上解决珍珠岩对发泡过程的影响，所以产品的保温性能较差、密度较大，同时成本也较高。
技术实现思路
本专利技术以解决上述问题为目的，提供一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料及制备方法，该表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料是通过水性丙烯酸类乳液等对膨胀珍珠岩进行表面封闭处理后，再与聚氨酯等有机发泡材料进行填充复合，制备聚氨酯发泡复合材料的一种复合保温材料，很大程度上消除了珍珠岩对于聚氨酯发泡过程的影响，制备成了保温性能良好、密度较轻的材料，降低了成本，提升了材料性能。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料，由如下原料按质量份额组成：水性丙烯酸类乳液2-20份，助剂A0.1-20份，膨胀珍珠岩100-150份，聚氨酯A料异氰酸酯75-450份，聚氨酯B料多元醇60-400份，助剂B30-200份，所述水性丙烯酸类乳液的固含量为40-60％。进一步地，所述水性丙烯酸类乳液为丙烯酸酯类高分子共聚物乳液、具有反应性基团的丙烯酸酯共聚物的高分子乳液、自交联型丙烯酸酯共聚乳液、反应性丙烯酸酯多元共聚乳液、反应性自交联型丙烯酸酯乳液、复合型乳化体系丙烯酸酯类共聚物乳液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺三元共聚乳液、丙烯酸丁酯与丙烯晴共聚物乳液、丙烯酸酯类的共聚物乳液、丙烯酸及其酯类的共聚高分子化合物中的一种或几种。进一步地，所述水性丙烯酸类乳液为丙烯酸酯类高分子共聚物乳胶粉、丙烯酸酯类高分子均聚物乳胶粉、丙烯酸及丙烯酸酯衍生物类高分子共聚物乳胶粉的一种或几种与水混合调制成。优选地，所述水性丙烯酸类乳液为固含量为35～55％的丙烯酸酯类高分子共聚物乳液。进一步地，所述助剂A为水、偶联剂、憎水剂、乳液成膜助剂其中的一种或几种；所述膨胀珍珠岩采用颗粒直径在0.5-15mm的开孔膨胀珍珠岩、闭孔膨胀珍珠岩的一种或两种的混合物；所述助剂B为物理发泡剂、阻燃剂、催化剂、泡沫稳定剂中的一种或几种。优选地，所述偶联剂与乳液成膜助剂按照质量比为1：1的比例混合配制，所述膨胀珍珠岩为直径1-3mm闭孔膨胀珍珠岩，所述助剂B为不含卤素的阻燃剂、泡沫稳定剂、催化剂、物理发泡剂按照质量比为5：1：1：10比例混合配制。进一步地，所述催化剂为聚氨酯发泡用胺化合物或有机金属化合物催化剂。一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料的制备方法，具体实现步骤如下：a、按照质量份额配比称取上述表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料的各个组分；b、将称取的助剂A与所述水性丙烯酸类乳液均匀混合后，通过使用喷洒或浸入的方式使膨胀珍珠岩与之均匀混合后，将膨胀珍珠岩震动干燥，对膨胀珍珠岩进行封闭处理；c、将所述步骤b封闭处理后的膨胀珍珠岩与聚氨酯A料异氰酸酯、聚氨酯B料多元醇、助剂B进行混合发泡处理，浇筑成型，20分钟后熟化脱模得到表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料。进一步地，所述步骤c的混合发泡处理可以将所述步骤b封闭处理后的珍珠岩先与聚氨酯B料多元醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料，其特征在于，该保温材料由如下原料按质量份额组成：水性丙烯酸类乳液2‑20份，助剂A0.1‑20份，膨胀珍珠岩100‑150份，聚氨酯A料异氰酸酯75‑450份，聚氨酯B料多元醇60‑400份，助剂B30‑200份，所述水性丙烯酸类乳液的固含量为40‑60％。

【技术特征摘要】
1.一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料，其特征在于，该保温材料由如下原料按质量份额组成：水性丙烯酸类乳液2-20份，助剂A0.1-20份，膨胀珍珠岩100-150份，聚氨酯A料异氰酸酯75-450份，聚氨酯B料多元醇60-400份，助剂B30-200份，所述水性丙烯酸类乳液的固含量为40-60％。2.如权利要求1所述的一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料，其特征在于，所述水性丙烯酸类乳液为丙烯酸酯类高分子共聚物乳液、具有反应性基团的丙烯酸酯共聚物的高分子乳液、自交联型丙烯酸酯共聚乳液、反应性丙烯酸酯多元共聚乳液、反应性自交联型丙烯酸酯乳液、复合型乳化体系丙烯酸酯类共聚物乳液、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺三元共聚乳液、丙烯酸丁酯与丙烯晴共聚物乳液、丙烯酸酯类的共聚物乳液、丙烯酸及其酯类的共聚高分子化合物中的一种或几种。3.如权利要求1所述的一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料，其特征在于，所述水性丙烯酸类乳液为丙烯酸酯类高分子共聚物乳胶粉、丙烯酸酯类高分子均聚物乳胶粉、丙烯酸及丙烯酸酯衍生物类高分子共聚物乳胶粉的一种或几种与水混合调制而成。4.如权利要求1所述的一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料，其特征在于，所述水性丙烯酸类乳液为固含量为35～55％的丙烯酸酯类高分子共聚物乳液。5.如权利要求1所述的一种表面封闭珍珠岩填充聚氨酯复合保温材料，其特征在于，所述助剂A为水、偶联剂、憎水剂、乳液成膜助剂其中的一种或几种；所述膨胀珍珠岩采用颗粒直...

【专利技术属性】
技术研发人员：时卓，刘坤，许壮志，薛健，孙连来，张晓楠，赵辉，
申请(专利权)人：辽宁法库陶瓷工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：辽宁,21