一种低温反应型聚氨酯复合保温材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种低温反应型聚氨酯复合保温材料及其制备方法。包括A组分和B组分，A组分包括以下重量份的原料：填料15

【技术实现步骤摘要】
一种低温反应型聚氨酯复合保温材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种基于特殊填料的应用于高原高寒工程领域的低温反应型聚氨酯复合保温材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在我国的西北和东北，尤其在青藏高原地区,冻土广布。在冻土分布地区，冻胀、消融沉陷，椎起、凸丘、滑塌等不良地质现象常有发生，动土的存在,使得土壤的不稳定性增加，对基础设施建设和建筑物有着至关重要的影响。
[0003]高原高寒地区表面土层大部分时间处于冰冻状态，仅在夏季有短暂消融，地表的消融造成土体力学性能急剧变化，严重危害地表基础设施的稳定，固需要在地表下设立绝热层，要求材料放热小，最高反应温度低，避免对冻土产生扰动。此外材料还要求导热系数低，具有很好的隔热性；抗压强度高，具有一定的支撑能力；粘度较小，反应时间适宜，具有较好的可注性。
[0004]用于绝热层的注浆材料种类较多，一般分为无机类注浆材料和有机类注浆材料。无机类材料应用较为广泛的是水玻璃水泥双液灌浆，材料优点是成本低，反应基本不放热，但导热系数高，基本没有隔热功能。有机类注浆材料有丙烯酰胺类化学注浆材料、环氧树脂类化学注浆材料、甲基丙烯酸甲酯类化学注浆材料、脲醛树脂类化学注浆材料以及聚氨酯化学注浆材料，其中聚氨酯泡沫注浆材料凭借其粘度适中、凝结时间可调、反应速度快、力学性能好、导热系数低、施工方法便利等诸多优点，成为高原高寒工程领域用于地下隔热的最优选择。但是传统的聚氨酯材料在形成的过程中会放出大量的热量，对冻土有严重的扰动作用。如何降低聚氨酯泡沫的最高反应温度，同时又能保持材料优异的保温性能和可注性，一直是人们研究的热点。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对在高温高寒工程领域，传统的聚氨酯保温泡沫材料具有放热量大，对冻土具有严重扰动的问题。提供一种低温反应型聚氨酯复合保温材料及其制备方法，该保温材料反应温度低，韧性好，释放热量少，能降低对高原高寒冻土的扰动，导热系数低，无有毒挥发物和腐蚀性物质，满足高原高寒地基隔热工程对保温材料的要求。
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种低温反应型聚氨酯复合保温材料，包括A组分和B组分，其特殊之处在于：
[0007]A组分包括以下重量份的原料：
[0008]填料15
‑
25份；
[0009]液体硅酸钠60
‑
95份；
[0010]水5
‑
10份；
[0011]催化剂0.5
‑
5份；
[0012]所述填料包括以下原料：正二十二烷、硅基大孔材料、聚碳酸酯多元醇、水、防沉
剂、浓硫酸，上述原料的重量比为：(35
‑
37)：(10
‑
12)：(15
‑
18)：(45
‑
47):(0.5
‑
1.5)：(0.5
‑
1.5)。
[0013]B组分包括以下重量份的原料：
[0014]异氰酸酯预聚体100份。
[0015]所述A组分中的液体硅酸钠为硅酸钠的水溶液，其波美度为40
‑
41，所述催化剂为双吗啉基乙基醚；
[0016]所述A组分中的液体硅酸钠为青岛海湾化学股份有限公司的SSL1941，所述催化剂为新典化学材料(上海)有限公司的双吗啉基乙基醚；
[0017]所述B组分是在乙二醇丁醚醋酸酯为溶剂的条件下，聚四亚甲基醚二醇和多亚甲基多苯基多异氰酸酯聚合后，附配表面活性剂形成的异氰酸酯预聚体，其NCO含量为20％～23％；
[0018]所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯，采用万华化学集团股份有限公司的聚四亚甲基醚二醇采用巴斯夫公司的2000分子量聚四亚甲基醚二醇；乙二醇丁醚醋酸酯采用济南鑫沃化工有限公司的乙二醇丁醚醋酸酯；表面活性剂为封端硅氧烷表面活性剂，采用安徽艾约塔硅油有限公司的IOTA 1203。
[0019]本专利技术的目的之二是提供一种低温反应型聚氨酯复合保温材料的制备方法，其特殊之处在于包括以下步骤：
[0020]1)制备填料
[0021]将正二十二烷加入反应釜中，并逐步升温至150℃，待正二十二烷充分融化后，按比例逐步加入硅基大孔材料，充分搅拌1小时；
[0022]加入100℃高温液化的聚碳酸酯多元醇，充分混合后滴加催化剂浓硫酸，逐步升温至150℃，在搅拌条件下充分反应1小时；
[0023]降温至60℃，加入40℃水，搅拌分散，然后静置，分层，过滤，取底层固液混合浊液；
[0024]使用一定浓度的氢氧化钠溶液将浊液中和，后加入防沉剂，充分分散即可得到填料，包装备用；
[0025]2)制备A组分
[0026]先将水、催化剂充分混合，形成混合物A，包装待用。将液体硅酸钠加入干净的反应釜中，然后在搅拌的条件下逐步加入混合物A，充分搅拌混合，然后逐步加入填料，充分混合形成A组分，分装待用；
[0027]3)A、B组分混合反应
[0028]将A组分、B组分按质量比(38
‑
40):30加入杯中，用电动搅拌器3000转/min搅拌10s，混合均匀后反应生成保温材料。
[0029]所述正二十二烷、硅基大孔材料、聚碳酸酯多元醇、水、防沉剂、浓硫酸重量比为：(35
‑
37)：(10
‑
12)：(15
‑
18)：(45
‑
47):(0.5
‑
1.5)：(0.5
‑
1.5)。
[0030]所述硅基大孔材料的孔道尺寸为50nm
‑
1μm；
[0031]所述硅基大孔材料采用大连海鑫化工有限公司的MCM41；所述聚碳酸酯多元醇采用宇部兴产株式会社的UH
‑
200(熔点50
±
3℃)；所述正二十二烷采用天门恒昌化工有限公司的正二十二烷(熔点为43～46℃)；所述水为纯净水；所述防沉剂采用佛山市千佑化工有限公司的AKN
‑
7020。
[0032]本专利技术将特殊填料引入了配方体系，特殊填料由硅基大孔材料，聚碳酸酯多元醇，正二十二烷，催化剂混合反应后形成的具有吸热功能的固液混合的特殊填料。硅基大孔材料内具有密集的孔道，且孔道尺寸在50nm～1μm之间，可以允许高分子化合物分子进入，在150℃高温下，正二十二烷融化并和硅基大孔材料充分作用，正二十二烷充分填充在硅基大孔材料内部孔道；然后将加热融化的聚碳酸酯多元醇加入反应釜中，由于硅基大孔材料中有30％以上的二氧化硅含量，其表面含有丰富的硅羟基，在150℃高温以及催化剂的作用下，聚碳酸酯多元醇中的羟基和硅羟基发生缩合脱水反应，生成醚键，硅基大孔材料和聚碳酸酯多元醇形成稳定的化学键联接(化学反应方程式详见1)，而且由于聚碳酸酯多元醇和硅基大分子材料之间的特殊作用，高分子链段会对颗粒进行紧密包裹。将温度降至60℃后，加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温反应型聚氨酯复合保温材料，包括A组分和B组分，其特征在于：A组分包括以下重量份的原料：填料15
‑
25份；液体硅酸钠60
‑
95份；水5
‑
10份；催化剂0.5
‑
5份；所述填料包括以下原料：正二十二烷、硅基大孔材料、聚碳酸酯多元醇、水、防沉剂、浓硫酸，上述原料的重量比为：(35
‑
37)：(10
‑
12)：(15
‑
18)：(45
‑
47):(0.5
‑
1.5)：(0.5
‑
1.5)；B组分包括以下重量份的原料：异氰酸酯预聚体100份。2.按照权利要求1所述的一种低温反应型聚氨酯复合保温材料，其特征在于：所述A组分中的液体硅酸钠为硅酸钠的水溶液，其波美度为40
‑
41，所述催化剂为双吗啉基乙基醚。3.按照权利要求1所述的一种低温反应型聚氨酯复合保温材料，其特征在于：所述A组分中的液体硅酸钠为青岛海湾化学股份有限公司的SSL1941，所述催化剂为新典化学材料(上海)有限公司的双吗啉基乙基醚。4.按照权利要求1所述的一种低温反应型聚氨酯复合保温材料，其特征在于：所述硅基大孔材料的孔道尺寸为50nm
‑
1μm。5.按照权利要求1所述的一种低温反应型聚氨酯复合保温材料的制备方法，其特征在于：所述硅基大孔材料采用大连海鑫化工有限公司的MCM41；所述聚碳酸酯多元醇采用宇部兴产株式会社的UH
‑
200，熔点50
±
3℃；所述正二十二烷采用天门恒昌化工有限公司的正二十二烷，熔点为43
‑
46℃；所述水为纯净水；所述防沉剂采用佛山市千佑化工有限公司的AKN
‑
7020。6.按照权利要求1所述的一种低温反应型聚氨酯复合保温材料，其特征在于：所述B组分是在乙二醇丁醚醋酸酯为溶剂的条件下，聚四亚甲基醚二醇和多亚甲基多苯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩延康，余郁，王磊，潘振勇，胡明圆，李晓静，王耀西，高迎第，
申请(专利权)人：万华节能科技烟台有限公司，
类型：发明
国别省市：