固相碱金属硅酸盐复合泡沫材料制造技术

一种有机－无机复合泡沫材料的配比系采用固体碱性硅酸盐２０－３５％（重量）与聚醚３５－５０％（重量）混合，加入催化剂三乙醇胺１－３％（重量）有机锡０．５－２％（重量），发泡剂氟里昂１０－１５％（重量），稳泡剂硅油２－５％（重量）搅拌均匀，再与异氰酸酯混合（配比为１．１：１．６：１）发泡制成．这种材料除具有聚氨酯的优点外，还具有吸水性小，导热系数低，工艺简单，造价低廉等优点．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子化合物组成，具体地说是涉及聚氨酯成分的改性。复合泡沫材料做为保温材料近年来已引起人们的极大注意，人们把研制高效、廉价的保温材料看作是节能的一项重要措施。聚氨酯泡沫塑料具有导热系数低、工艺简单的优点，但耐高温、耐老化性能差且造价昂贵。人们企图找出一种新型的泡沫材料，使之既有导热系数低、工艺简单的优点，同时又具备耐高温、耐老化、价格低廉的优点。英国专利1476799(1977)利用液体碱金属硅酸盐与含羟基的有机化合物混合后与异氰酸酯反应，借助催化剂、发泡剂作用形成聚脲-聚硅泡沫塑料，具有高强度、弹性和热稳定性。但该专利以及以后的专利如日本特许公报J5647145等都没有给出完整组分的配比，而这些专利最大缺点还在于它们选用碱金属硅酸盐水溶液，由于有大量水的存在与异氰酸酯作用按下列反应式生成脲。 这种聚脲是脆性的、机械强度低、抗压强度小于1公斤/厘米2，不能满足工程要求。在含羟基的有机溶剂方面，该专利提到1-9个碳原子的有机组分与碱金属硅酸盐均匀混合可以改善这种状况，实际上多数有机物都不宜采用，唯有醇类如丙三醇可以混溶，发泡效果也好，但是解决不了含水量大、吸水率高的缺点，而且工业甘油本身含水就达10%，所以一般材料中水可多达25-30%。这些水分的存在既影响保温效果也会造成保温设施腐蝕，所以这种保温材料虽然见诸专利，但无工业实用性。针对上述缺点，本专利技术就是要选择一种含水量少、导热系数小、机械强度高而又造价低适于工程应用的泡沫保温材料。为了达到上述目的，本专利技术采取下列措施1.为了克服液相碱金属硅酸盐泡沫材料吸水性大、含水率高的缺点，本专利技术究其根源为液体水玻璃所致。固选用固相碱金属硅酸盐。该材料碱金属氧化物与二氧化硅之比(Me2O/SiO2)高者，发泡倍数较大，容重较低，导热系数也低。通常选用Me2O/SiO2＞0.33碱金属硅酸盐粉末的细度关系到复合材料能否充分反应，颗粒越细、容重越低、导热系数也低。碱性硅酸盐的摻量直接关系到造价问题，摻量越多，造价越低，但太多则影响材质和输送、混拌。按要求在20-35%(重量)之间为宜，最佳配比为25%。2.本专利技术采用不同羟值组合的聚醚材料，一般在350-800之间，其含量为35-50%(重量)，最佳配比为42%，本专利技术省去溶剂，聚醚兼有溶剂作用。3.鉴于原用丙三醇作为有羟基溶剂，吸水性偏大，导热系数偏高(0.025-0.028千卡/米、时、度)本专利技术舍弃甘油。4.
技术介绍
选用三乙胺为催化剂，气味太大不适用。本专利技术采用醇胺类作催化剂，醇胺能加速异氰酸酯与含活泼氢化合物的反应。产生较高的热量，使发泡剂汽化，且含水量少，用1-3%(重量)为宜。本专利技术仍采用有机锡为催化剂，氟利昂为发泡剂，硅油作稳定剂。综上所述，本专利技术A组分配方为(按重量比)固体碱性硅酸盐 20-35%羟值在350-800的聚醚 35-50%醇胺(三乙醇胺) 1-3%有机锡(二月桂酸二丁基锡) 0.5-2%氟利昂 10-15%硅油 2-5%5.本专利技术B组分为异氰酸酯，其NCO含量不低于29%，从导热系数和吸水性来看多用异氰酸酯是有利的，但从强度来看，多用异氰酸酯使泡沫发脆，强度降低，表明有多余的NCO未参加反应。本专利技术选用市售的多苯基多次甲基多异氰酸酯以及MR，CMDI，三种型号B组分，效果完全一样。本专利技术选用A组分∶B组分＝1.1∶1-1.6∶1采用本专利技术的一个实施例是是制造200公斤复合泡沫材料，首先将固体硅酸钠粉碎，细度达0.088，称取30公斤，加入羟值在350-800之间的聚醚50公斤，三乙醇胺3公斤，有机锡(如二月桂酸二丁基锡)2公斤，硅油泡沫稳定剂5.0公斤，氟利昂15公斤，将上述原料混合，攪拌均匀，做A组分放置待用。称取异氰酸酯(本专利技术采用多苯基多次甲基多异氰酸酯)95公斤做B组分。将A，B组分混合并高速攪拌、转速越快混拌越均匀，反应越充分，因而强度越高，然后注模或涂覆，立即固化，为了提高泡沫体的闭孔率，在固化以后静置5分钟。如果对泡沫强度有特殊要求，可以加入硅烷偶联剂增强效果。利用本专利技术配方制得的复合泡沫材料性能如下 耐温性 用差热分析方法分析热分解温度和闪点，表明复合材料的热分解温度和闪点均高于聚氨酯。由下表可见，本专利技术热变形远小于聚氨酯 本专利技术用电子探针检查孔隙结构，气孔均为封闭型，分布均匀，气孔壁薄，大气孔为300μM本专利技术用于保温在具体施工中的一个例子是，当输油管道内油温50℃，环境温度14℃，风速0.2米/秒时未保温沥青防腐管道表面温度32.2℃热损失 190千卡/米2、时聚氨酯泡沫保温管道表面温度17.4℃热损失 13.1千卡/米2、时本专利技术复合泡沫保温材料 表面温度16.9℃热损失 12.3千卡/米2、时本专利技术在濮阳-临邑长输管线的高唐泵站出口段(φ377)进行了实际保温试验，效果较好。用本专利技术制备的复合泡沫材料与聚氨酯保温材料性质相同，但该材料耐温性高，造价低适用于较大厚度的保温和气孔结构好，所以经济效益显著，便于推广。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由碱性硅酸盐、聚醚、有机锡、氟利昂和硅油组成的组分与异氰酸酯反应生成的复合泡沫材料，其特征在于所说的碱性硅酸盐是固体碱性硅酸盐，并加入醇胺为催化剂，其配比按重量百分比计为：固体碱性硅酸盐２０－３５％聚醚３５－５０％醇胺１－３％有机锡０．５－２％氟里昂１０－１５％硅油２－５％异氰酸酯与上述配比为１．１∶１－１．６∶１。

【技术特征摘要】
1.一种由碱性硅酸盐、聚醚、有机锡、氟利昂和硅油组成的组分与异氰酸酯反应生成的复合泡沫材料，其特征在于所说的碱性硅酸盐是固体碱性硅酸盐，并加入醇胺为催化剂，其配比按重量百分比计为固体碱性硅酸盐 20-35%聚醚 35-50%醇胺 1-3%有机锡 0.5-2%氟里昂 10-15%硅油 2-5%异氰酸酯与上述配比为1.1∶1-1.6∶1...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫理京，沙玉坚，
申请(专利权)人：石油部施工技术研究所，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]