一种隔热保温高分子材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种隔热保温高分子材料及其制备方法和应用，所述隔热保温高分子材料的制备原料包括醇类单体、酸类单体、支链化单体、聚合物多元醇、醚化聚乙二醇、异氰酸酯和催化剂；通过添加支链化单体参与聚合反应，成功在聚酯链段的中间引入了羟基，从而可以在后续反应中将醚化聚乙二醇结构引入聚酯的侧链，使得到的聚酯材料具有较高的相变焓，提高了其储热和放热能力。热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种隔热保温高分子材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于保温材料
，具体涉及一种隔热保温高分子材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]多元醇与多元酸经催化酯化和真空缩聚后得到的一类高分子化合物统称为聚酯，聚酯的特点为主链以酯键为主，综合性能优异，作为原料被大量应用于化纤行业，同时也被用于工程塑料、瓶类以及薄膜等用途，在汽车、电器、装修和包装等领域得到普遍应用。
[0003]在能源利用领域，环保日渐成为不可忽视的需求，而保温材料也成为了研究热点。其中，基于物质的相变过程来设计隔热保温材料吸引了许多研究者的目光。众所周知，材料在相变的同时伴随着吸放热，且该过程是可逆过程，因此可以利用材料的相变进行储热和放热，以达到保温的目的，进而也使得相变储热材料在采暖、节能以及废热的回收等方面具有广阔的应用前景。
[0004]CN102604500A公开了一种相变隔热保温内墙涂料，其特征在于其组成为：弹性乳液、水、分散剂、润湿剂、增稠剂、防腐剂、空心聚氨酯微球、纳米二氧化钛、不透明聚合物、和水。其中，空心聚氨酯微球内包覆了聚乙二醇，其分子量在1000～2000之间；该专利技术充分运用了聚乙二醇在不同温度下发生相变产生放热和吸热的物理变化从而实现对温度的调节，同时纳米二氧化钛对光反射的作用又起到辐射隔热的作用，所述的空心膨胀微球以及不透明聚合物的存在降低了传导系数，综合相变，辐射，传导三种隔热保温机理，特别适合于室内作为饰面层的隔热保温的涂料。但是，由于聚乙二醇为物理包裹在微球内，在反复的相变过程中，液态的聚乙二醇易从微球中流出，导致涂料失去原本的温度调节功能。
[0005]CN109762133A公开了一种新型高分子定型相变储热材料及其制备方法，该储热材料选择聚乙二醇单甲醚和聚对苯二甲酸乙二酯作为原材料，以4,4
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二苯甲烷二异氰酸酯作为交联剂，顺丁烯二酸二丁基锡作为催化剂制成，4,4
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二苯甲烷二异氰酸酯作为交联剂，将聚对苯二甲酸乙二酯的端羟基与聚乙二醇单甲醚的端羟基连接，在相变材料聚乙二醇单甲醚与骨架材料聚对苯二甲酸乙二酯之间引入化学键，使其具有固
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固相变性质；虽然该方法克服了用物理方法制备的高分子相变材料易泄露的缺点。但是，通过聚对苯二甲酸乙二酯的端羟基引入的聚乙二醇单甲醚数目较少，使得最终材料的储热能力有限。
[0006]因此，为解决上述问题，急需开发一种具有优异储热放热性能的隔热保温高分子材料。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种隔热保温高分子材料及其制备方法和应用，所述隔热保温高分子材料通过添加支链化单体参与聚合反应，成功在聚酯链段的中间引入了羟基，从而可以在后续反应中将醚化聚乙二醇结构引入聚酯的侧链，使得到的高分子材料具有较高的相变焓，进而具有优异的储热放热性能，同时还具有优异的机
械性能和阻燃性能。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种隔热保温高分子材料，所述隔热保温高分子材料的制备原料包括醇类单体、酸类单体、支链化单体、聚合物多元醇、醚化聚乙二醇、异氰酸酯和催化剂。
[0010]本专利技术提供的隔热保温高分子材料的制备原料包括醇类单体、酸类单体、支链化单体、聚合物多元醇、醚化聚乙二醇、异氰酸酯和催化剂；采用醇类单体、酸类单体、支链化单体和聚合物多元醇四者进行搭配，由于加入了支链化单体，可以在聚酯链段的中间引入羟基，该羟基可以与异氰酸酯、醚化聚乙二醇发生反应，在聚酯的侧链引入醚化聚乙二醇，使最终共聚后得到的聚酯的分子链的链中含有聚乙二醇结构，且链端和侧链中含有醚化聚乙二醇，使得最终得到的材料在链中、链端以及侧链均含聚乙二醇软段结构，进而保证了最终得到的高分子材料具有优异的机械性能和阻燃性能的前提下，使其具有较高的相变焓，具有较高的储热放热能力。
[0011]优选地，所述醇类单体和酸类单体的摩尔比为(1.5～2):1，例如1.55:1、1.6:1、1.65:1、1.7:1、1.75:1、1.8:1、1.85:1、1.9:1或1.95:1等。
[0012]优选地，所述醇类单体包括小分子二元醇。
[0013]优选地，所述小分子二元醇包括乙二醇、新戊二醇、1,2
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丙二醇、4,8
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三环[5.2.1.O2,7]癸烷二甲醇、1,4
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环己烷二甲醇或2
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甲基
‑
1,3
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丙二醇中的任意一种或至少两种的组合。
[0014]优选地，所述酸类单体包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、苯酐或2,6
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萘二甲酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合。
[0015]优选地，以所述酸类单体的摩尔数为100％计，所述支链化单体的摩尔数为1.0～5.0％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％或5.5％等。
[0016]优选地，所述支链化单体包括官能度不低于3(例如4、5、6、7、8或9等)的多元醇和/或多元酸，进一步优选为三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油或偏苯三酸酐中的任意一种或至少两种的组合。
[0017]优选地，以所述酸类单体的摩尔数为100％计，所述聚合物多元醇的摩尔数为3.0～6.0％，例如3.5％、4％、4.5％、5％或5.5％等。
[0018]优选地，所述聚合物多元醇包括聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]优选地，以所述支链化单体的摩尔数为100％计，所述醚化聚乙二醇的摩尔数为90～110％，例如92％、94％、96％、98％、100％、102％、104％、106％或108％等。
[0020]优选地，所述醚化聚乙二醇包括聚乙二醇单甲醚(mPEG)和/或聚乙二醇单丁醚。
[0021]优选地，以所述支链化单体的摩尔数为100％计，所述异氰酸酯的摩尔数为120～160％，例如125％、130％、135％、140％、145％、150％或155％等。
[0022]优选地，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、4,4'
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或L
‑
赖氨酸二异氰酸酯(LDI)中的任意一种或至少两种的组合。
[0023]优选地，本专利技术对催化剂的用量没有特殊限定，具体按照本领域常规添加量进行
添加即可。
[0024]优选地，所述催化剂包括钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、二丁基氧化锡、氯化锡、辛酸亚锡或顺丁烯二酸二丁基锡中的任意一种或至少两种的组合。
[0025]优选地，所述隔热保温高分子材料的制备原料还包括溶剂、阻燃剂或其他助剂中的任意一种或至少两种的组合。
[0026]优选地，所述溶剂包括丙酮和/或二甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔热保温高分子材料，其特征在于，所述隔热保温高分子材料的制备原料包括醇类单体、酸类单体、支链化单体、聚合物多元醇、醚化聚乙二醇、异氰酸酯和催化剂。2.根据权利要求1所述的隔热保温高分子材料，其特征在于，所述醇类单体和酸类单体的摩尔比为(1.5～2):1；优选地，所述醇类单体包括小分子二元醇；优选地，所述小分子二元醇包括乙二醇、新戊二醇、1,2
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丙二醇、4,8
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三环[5.2.1.O2,7]癸烷二甲醇、1,4
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环己烷二甲醇或2
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甲基
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1,3
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丙二醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述酸类单体包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、苯酐或2,6
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萘二甲酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，以所述酸类单体的摩尔数为100％计，所述支链化单体的摩尔数为1.0～5.0％；优选地，所述支链化单体包括官能度不低于3的多元醇和/或多元酸，进一步优选为三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油或偏苯三酸酐中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的隔热保温高分子材料，其特征在于，以所述酸类单体的摩尔数为100％计，所述聚合物多元醇的摩尔数为3.0～6.0％；优选地，所述聚合物多元醇包括聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1～3任一项所述的隔热保温高分子材料，其特征在于，以所述支链化单体的摩尔数为100％计，所述醚化聚乙二醇的摩尔数为90～110％；优选地，所述醚化聚乙二醇包括聚乙二醇单甲醚和/或聚乙二醇单丁醚；优选地，以所述支链化单体的摩尔数为100％计，所述异氰酸酯的摩尔数为120～160％；优选地，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或L
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赖氨酸二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述催化剂包括钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、二丁基氧化锡、氯化锡...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹浩，袁其岳，吕顺，
申请(专利权)人：苏州瀚海新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：