一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料及其制备方法技术

本申请提供了一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料，原料包括：10～15质量份的白料、10～15质量份的黑料、5～10质量份的组分A、10～15质量份的组分B、10～15质量份的组分C、2～8质量份的添加剂；组分A为石墨、石墨烯/聚合物复合材料、二氧化硅、氢氧化铝、白炭黑以及石英粉中的一种、两种或多种；组分B为玻化微珠和/或珠光砂；组分C为空心玻璃微珠和/或空心陶瓷微珠；本申请还提供了一种上述无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的制备方法；通过添加无机材料进行改性，制得的改性硬质聚氨酯泡沫材料的导热系数为0.025‑0.030W/(m.k)，其防火等级为A级，从而在保证了保温性能的基础上，提高了防火等级。

【技术实现步骤摘要】
一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑保温材料
，尤其是涉及一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯材料包括软泡聚氨酯材料、硬泡聚氨酯材料、半硬泡聚氨酯材料、聚氨酯弹性体、聚氨酯鞋底料、聚氨酯浆料、聚氨酯纤维、聚氨酯涂料、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯密封胶等等。硬质聚氨酯泡沫塑料以白料和黑料混合反应形成的具有防水、保温、隔热等功能的硬质泡沫塑料，称为聚氨酯硬质泡沫，简称聚氨酯硬泡。其中白料是指由组合多元醇(组合聚醚或聚酯)及发泡剂等添加剂组成的组合料。黑料的主要成分为异氰酸酯。白料与黑料均是形成聚氨酯硬泡的必要原料之一。硬质聚氨酯泡沫塑料的性能：1).导热系数低，热工性能好，当硬质聚氨酯密度为35～40kg/m3时，导热系数仅为0.018～0.024w/(m.k)，约相当于EPS的一半，是所有保温材料中导热系数最低的；2).具有防潮、防水性能，硬质聚氨酯的闭孔率在90％以上，属于憎水性材料，不会因吸潮增大导热系数，墙面也不会渗水；3).防火，阻燃，耐高温，聚氨酯在添加阻燃剂后，是一种难燃的自熄性材料，它的软化点可达到250摄氏度以上，仅在较高温度时才会出现分解，另外，其在燃烧时会在其泡沫表面形成积碳，这层积碳有助隔离下面的泡沫，能有效地防止火焰蔓延；4).由于聚氨酯硬泡保温板具有优良的隔热性能，在达到同样保温要求下，可减少建筑物外围护结构厚度，从而增加室内使用面积；5).抗变形能力强，不易开裂，饰面稳定、安全；6).孔隙率结构稳定，基本上是闭孔结构，不仅保温性能优良，而且抗冻融、吸声性也好,能够做到在结构的寿命期正常使用条件下，在干燥、潮湿或电化腐蚀，以及由于昆虫、真菌或藻类生长或者由于啮齿动物的破坏等外因影响，都不会受到破坏。公安部下发2011第65号文件强制规定建筑物保温节能材料必须达到A级防火标准。目前外墙所用的保温材料主要为有机泡沫板，容易燃烧，燃烧性能等级均在B1或B级，难以满足建筑防火性能的设计要求。目前的硬质聚氨酯泡沫塑料的防火等级还达不到A级。因此，如何在保证硬质聚氨酯泡沫材料的保温性能的基础上，提高硬质聚氨酯泡沫材料的防火等级，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料。本专利技术的另外一个目的是提供一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的制备方法。为解决上述的技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料，由多种原料制成，所述无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的原料包括：10～15质量份的白料、10～15质量份的黑料、5～10质量份的组分A、10～15质量份的组分B、10～15质量份的组分C、2～8质量份的添加剂；所述组分A为石墨、石墨烯/聚合物复合材料、二氧化硅、氢氧化铝、白炭黑以及石英粉中的一种、两种或多种；所述组分A的粒径为50-100纳米；所述组分B为玻化微珠和/或珠光砂；所述组分C为空心玻璃微珠和/或空心陶瓷微珠；所述组分B和组分C的粒径均为10-50微米。优选的，所述白料由多种原料混合而成，所述白料的原料包括：9～14质量份的聚醚多元醇或聚酯多元醇、0.5～1质量份的发泡剂、0.01～0.05质量份的催化剂、0.1～0.5质量份的硅油。优选的，所述发泡剂为物理发泡剂，所述物理发泡剂为环戊烷。优选的，所述催化剂包括胺类催化剂和/或金属类催化剂；所述胺类催化剂为N,N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺、N,N-二甲基苄胺或三乙烯二胺；所述金属类催化剂为有机锡化合物、有机铋化合物或有机锌化合物。优选的，所述黑料为异氰酸酯，所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。优选的，所述添加剂为增塑剂、抗紫外线剂、稀释剂、阻燃剂以及颜料中的一种、两种或多种。一种上述中的任意一项所述的无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：1)按照白料的配方将各原料混合均匀制取白料，备用；2)按照配方将步骤1)制得的白料、组分A、组分B、组分C以及添加剂混合均匀；3)将黑料加入到步骤2)混合均匀后制得的混合液体中，搅拌均匀后放入模具中依次进行发泡与熟化，完成后制得无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料。优选的，步骤3)中，搅拌转速为2500-3000r/min，熟化温度为40-50℃。本申请提供了一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料，由多种原料制成，所述无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的原料包括：10～15质量份的白料、10～15质量份的黑料、5～10质量份的组分A、10～15质量份的组分B、10～15质量份的组分C、2～8质量份的添加剂；组分A为石墨、石墨烯/聚合物复合材料、二氧化硅、氢氧化铝、白炭黑以及石英粉中的一种、两种或多种；所述组分A的粒径为50-100纳米；组分B为玻化微珠和/或珠光砂；组分C为空心玻璃微珠和/或空心陶瓷微珠；所述组分B和组分C的粒径均为10-50微米；本申请还提供了一种上述无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的制备方法；本申请通过添加组分A、组分B以及组分C这些无机材料，对硬质聚氨酯泡沫塑料材料进行改性，制得的改性硬质聚氨酯泡沫材料的导热系数为0.025-0.030W/(m.k)，其防火等级为A级，防火检测结果指标符合GB/T8624的规定，防火性能达到A2级，从而在保证硬质聚氨酯泡沫材料的保温性能的基础上，提高了硬质聚氨酯泡沫材料的防火等级。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本专利技术的特征及优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本申请提供了一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料，由多种原料制成，所述无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的原料包括：10～15质量份的白料、10～15质量份的黑料、5～10质量份的组分A、10～15质量份的组分B、10～15质量份的组分C、2～8质量份的添加剂；组分A为石墨、石墨烯/聚合物复合材料、二氧化硅、氢氧化铝、白炭黑以及石英粉中的一种、两种或多种；所述组分A的粒径为50-100纳米；组分B为玻化微珠和/或珠光砂；组分C为空心玻璃微珠和/或空心陶瓷微珠；所述组分B和组分C的粒径均为10-50微米。在本申请的一个实施例中，所述白料由多种原料混合而成，所述白料的原料包括：9～14质量份的聚醚多元醇或聚酯多元醇、0.5～1质量份的发泡剂、0.01～0.05质量份的催化剂、0.1～0.5质量份的硅油。在本申请的一个实施例中，所述发泡剂为物理发泡剂，所述物理发泡剂为环戊烷。在本申请的一个实施例中，所述催化剂包括胺类催化剂和/或金属类催化剂；所述胺类催化剂为N,N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺、N,N-二甲基苄胺或三乙烯二胺；所述金属类催化剂为有机锡化合物、有机铋化合物或有机锌化合物。在本申请的一个实施例中，所述黑料为异氰酸酯，所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。在本申请的一个实施例中，所述添加剂为增塑剂、抗紫外线剂、稀释剂、阻燃剂以及颜料中的一种、两种或多种。本申请还提供了一种上述中的任意一项所述的无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：1)按照白料的配方将各原料混合均匀制取白料，备用；2)按照配方将步骤1)制得的白料、组分A、组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，由多种原料制成，所述无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的原料包括：10～15质量份的白料、10～15质量份的黑料、5～10质量份的组分A、10～15质量份的组分B、10～15质量份的组分C、2～8质量份的添加剂；所述组分A为石墨、石墨烯/聚合物复合材料、二氧化硅、氢氧化铝、白炭黑以及石英粉中的一种、两种或多种；所述组分A的粒径为50‑100纳米；所述组分B为玻化微珠和/或珠光砂；所述组分C为空心玻璃微珠和/或空心陶瓷微珠；所述组分B和组分C的粒径均为10‑50微米。

【技术特征摘要】
1.一种无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，由多种原料制成，所述无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料的原料包括：10～15质量份的白料、10～15质量份的黑料、5～10质量份的组分A、10～15质量份的组分B、10～15质量份的组分C、2～8质量份的添加剂；所述组分A为石墨、石墨烯/聚合物复合材料、二氧化硅、氢氧化铝、白炭黑以及石英粉中的一种、两种或多种；所述组分A的粒径为50-100纳米；所述组分B为玻化微珠和/或珠光砂；所述组分C为空心玻璃微珠和/或空心陶瓷微珠；所述组分B和组分C的粒径均为10-50微米。2.根据权利要求1所述的无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，所述白料由多种原料混合而成，所述白料的原料包括：9～14质量份的聚醚多元醇或聚酯多元醇、0.5～1质量份的发泡剂、0.01～0.05质量份的催化剂、0.1～0.5质量份的硅油。3.根据权利要求2所述的无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，所述发泡剂为物理发泡剂，所述物理发泡剂为环戊烷。4.根据权利要求2所述的无机材料改性硬质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，所述催...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家绪，刘树文，刘玉东，宫一凡，赵益军，贾立群，孙焕喜，尹峰峰，宋明格，王崇杰，薛一冰，张玉明，管振忠，张乐，
申请(专利权)人：刘家绪，
类型：发明
国别省市：山东,37