一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料及其制备方法，包括A组分和B组分，将A组分和B组分搅拌混合后采用一步法全水发泡得到所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料。本发明专利技术采用一步法全水发泡相变聚氨酯复合材料，发泡过程无污染、成本低、发泡工艺简单，且添加两种定形材料可有效解决单一相变材料调温区域较窄的问题，能在中、低温两个温域实现相转变，更具有实际应用价值；除此之外，和同类型发明专利技术相比，符合建筑保温材料相关标准且具有更高的焓值。值。

【技术实现步骤摘要】
一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及保温材料
，具体涉及一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]当前，能源需求和碳排放正以多年来最快的速度在增长，能源问题正困扰着经济建设和发展，建设节约型社会成为全社会关注的焦点。中国建筑业始终保持高速发展的速度，建筑节能是我国低碳经济亟待突破的重点领域。
[0003]墙体的保温隔热是建筑节能的一个重要部分，一般外墙体在建筑的外围护结构中占的比例最大，墙体传热造成热损失占整个建筑热损失的比例也很大，南方冬冷夏热地区在夏季太阳强烈辐射下，外墙表面温度能达到60℃以上。建筑保温材料是通过对建筑外围护结构采取措施，减少建筑物室内热量向室外散发，从而保持建筑室内温度。聚氨酯硬泡材料具有保温隔热性能好、成本低廉和装配方便的优势，成为最理想的新一代建筑保温材料。聚氨酯泡沫和相变材料的结合已经成为越来越多的人关注的焦点，研究表明，在聚氨酯基体中加入适量的相变材料可以提高热能储存能力。
[0004]目前，大量的复合调温控温材料研究仅限于单一相变材料，存在调温范围相对较窄的问题。虽然现有技术也可以制备具有不同温度区域的相变材料，但是，这些相变材料的制备方法普遍存在工序复杂、产率低等缺陷。例如，专利CN201910328350.3中公开了含有三种不同温度阶梯的相变材料微胶囊并兼具阻燃功能的聚氨酯复合保温材料的制备方法，不同温度阶梯的相变材料微胶囊能使聚氨酯保温材料在使用过程中由于相变作用具有高温吸热、低温放热，从而实现自控温阻燃聚氨酯保温材料在建筑上应用后，使建筑具有安全、绿色、节能与环保的优点。但由于相变微胶囊制备过程复杂，产率较低，不适于大批量生产，且相变材料原料昂贵，经济可行性不高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料及其制备方法，以解决现有技术中相变材料调温范围较窄、具有不同温度区域的相变材料制备过程复杂、产率低、难以规模化生产的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料，包括A组分和B组分，将A组分和B组分搅拌混合后采用一步法全水发泡得到所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料；
[0008]其中，A组分按照质量份数计算配料如下：聚醚多元醇100份、发泡剂0.4份～0.8份、泡沫稳定剂6.2份～7.0份、泡沫催化剂0.4份～1.2份、定形相变材料A 30份～47.5份、定形相变材料B 30份～47.5份；
[0009]定形相变材料A以膨胀石墨为多孔载体材料、以十八烷为相变材料，其相变温度为24℃～28℃；定形相变材料B以膨胀石墨为多孔载体材料、以70#微晶蜡为相变材料，其相变
温度为50℃～65℃；
[0010]B组分按照质量分数计算配料如下：多异氰酸酯110～130份。
[0011]本专利技术还提供一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料的制备方法，制备如本专利技术所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料，包括如下步骤：
[0012]步骤S1：将聚丙二醇烘干处理后，依次向其中加入泡沫催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂，搅拌后得到混合均匀的白料；
[0013]步骤S2：将定形相变材料A与定形相变材料B加入白料中，继续搅拌均匀，使两种定形相变材料在白料中分散均匀，得到A组分；
[0014]步骤S3：将多异氰酸酯加入到A组分中，快速搅拌，待温度达到35℃～40℃后停止搅拌，放入30℃烘箱中发泡并熟化24h，得到所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0016]1、本专利技术采用一步法全水发泡相变聚氨酯复合材料，发泡过程无污染、成本低、发泡工艺简单，且添加两种定形材料可有效解决单一相变材料调温区域较窄的问题，能在中、低温两个温域实现相转变，更具有实际应用价值；除此之外，和同类型专利技术相比，符合建筑保温材料相关标准且具有更高的焓值。
[0017]2、本专利技术相变聚氨酯硬泡中定形相变材料均匀分布在聚氨酯泡层闭孔中，可根据环境温度发生相转变，进行吸收或释放热能，不仅保证了聚氨酯保温性能的有效发挥，还进一步优化了保温性能的长效性，起到调温控温作用，减少室内冷暖气使用时间，这种轻量化和功能化一体的复合材料，能进一步实现建材节能降耗。
[0018]3、本专利技术复合聚氨酯发泡制备工艺简便、绿色环保、通用性和可设计性强，所述原料易于获得，且价格相对低廉，具有良好的工程应用和市场前景，适合工业化大规模生产。
附图说明
[0019]图1为实施例1定形相变材料A通过扫描电子显微镜所得微观形貌图。
[0020]图2为实施例2定形相变材料A通过扫描电子显微镜所得微观形貌图。
[0021]图3为实施例3定形相变材料A通过扫描电子显微镜所得微观形貌图。
[0022]图4为实施例4定形相变材料B通过扫描电子显微镜所得微观形貌图。
[0023]图5为实施例5定形相变材料B通过扫描电子显微镜所得微观形貌图。
[0024]图6为实施例6定形相变材料B通过扫描电子显微镜所得微观形貌图。
[0025]图7为本专利技术所述方法制备流程图。
[0026]图8为实施例7经扫描电子显微镜所得微观形貌图。
[0027]图9为实施例7经差式扫描分析仪所得熔融曲线和结晶曲线图。
[0028]图10为实施例8经扫描电子显微镜所得微观形貌图。
[0029]图11为实施例8经差式扫描分析仪所得熔融曲线和结晶曲线图。
[0030]图12为实施例7和实施例8和对照组的调温性能升温过程曲线图。
[0031]图13为实施例7和实施例8和对照组的调温性能降温过程曲线图。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0033]一、一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料
[0034]本专利技术所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料包括A组分和B组分，将A组分和B组分搅拌混合后采用一步法全水发泡得到所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料。
[0035]其中，A组分按照质量份数计算配料如下：聚醚多元醇100份、发泡剂0.4份～0.8份、泡沫稳定剂6.2份～7.0份、泡沫催化剂0.4份～1.2份、定形相变材料A 30份～47.5份、定形相变材料B 30份～47.5份。
[0036]定形相变材料A以膨胀石墨为多孔载体材料、以十八烷为相变材料，其相变温度为24℃～28℃；定形相变材料B以膨胀石墨为多孔载体材料、以70#微晶蜡为相变材料，其相变温度为50℃～65℃。
[0037]B组分按照质量分数计算配料如下：多异氰酸酯110～130份。
[0038]在具体实施时，所述聚醚多元醇为聚丙二醇，羟值为330～350，且分子量为400～500；发泡剂为去离子水；泡沫催化剂为三乙烯二胺浓度为33％w本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料，其特征在于，包括A组分和B组分，将A组分和B组分搅拌混合后采用一步法全水发泡得到所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料；其中，A组分按照质量份数计算配料如下：聚醚多元醇100份、发泡剂0.4份~0.8份、泡沫稳定剂6.2份~7.0份、泡沫催化剂0.4份~1.2份、定形相变材料A 30份~47.5份、定形相变材料B 30份~47.5份；定形相变材料A以膨胀石墨为多孔载体材料、以十八烷为相变材料，其相变温度为24℃~28℃；定形相变材料B以膨胀石墨为多孔载体材料、以70#微晶蜡为相变材料，其相变温度为50℃~65℃；B组分按照质量分数计算配料如下：多异氰酸酯110～130份。2.根据权利要求1所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚丙二醇，羟值为330～350，且分子量为400～500；发泡剂为去离子水；泡沫催化剂为三乙烯二胺浓度为33%wt溶液；多异氰酸酯为4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯，其中
‑
NCO的质量百分数为30.5
‑
32%wt。3.根据权利要求1所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料，其特征在于，定形相变材料A和定形相变材料B复配混合使用，其中，定形相变材料A与定形相变材料B的质量分数比例为（10%~90%）：（90%~10%）。4.根据权利要求1所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料，其特征在于，在定形相变材料A中，相变材料和载体材料的质量分数比例为：（75%~95%）：（25%~5%）。5.根据权利要求1所述双温域相变聚氨酯硬泡复合材料，其特征在于，在定形相变材料B中，相变材料和载体材料的质量分数比例为：（75%~95%）：（25%~5%）。6.一种双温域相变聚氨酯硬泡复合材料的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李又兵，唐婷，张伟丽，高宁，夏天，杨朝龙，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：