本发明专利技术涉及一种硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料的制备方法，属保温材料的制造。本发明专利技术采用注射模内发泡成型的制备方法，对充满有膨胀玻化微珠的封闭模具内进行注射模内发泡，制造出包含有20-50wt％、粒径为0.1-3.0mm、均匀分散膨胀玻化微珠的硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料，改变了以往在聚氨酯发泡料原料中掺混填充相的复合泡沫材料制备方法中填充量小的不足，本技术方案中膨胀玻化微珠填充量高，最高可达到50wt％，制备的硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料强度高，刚性和抗冲击性能好，导热系数低且制造工艺简单，大大的降低了生产成本，可广泛应用于工程建筑材料，吸音隔热保温等功能性材料领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属保温材料的制造。
技术介绍
聚氨酯泡沫塑料以其相对密度低，比模量和比强度高，以及较好的绝热、隔音、耐化学腐蚀的优异性能，在航空结构件、航海结构件及体育运动器材，各种防撞缓冲包装或衬垫材料，保温隔热材料，建筑节能，通风管道、建筑外墙保温和钢结构等领域有着广泛的应用。作为承载结构材料应用中的聚氨酯泡沫塑料，除了具有上述优点以外，还要求有较高的强度、模量和形变稳定，聚氨酯泡沫材料的弯曲强度和冲击强度等技术指标往往不能满足使用要求，因而限制了它的广泛使用。近年来采用增强性材料制备聚氨酯泡沫复合材料得到了广泛的研究，这种方法在提高了材料的力学性能的同时降低了成本。目前采用的增强材料主要包括粒子和纤维这两种，其中粒子包括玻璃微珠，二氧化硅粒子，碳酸钙和石墨等；纤维包括玻璃纤维，有机纤维，植物纤维，以及碳纤维，金属纤维等。虽然所述填料对聚氨酯泡沫材料的力学性能和燃烧性等有所改善，但限于聚氨酯发泡材料体积膨胀倍率高，原料体积用量小，传统的直接往原料里混入填充相的填充方法往往只能填入极少量的填充物，起不到降低成本的目的。另外，如上所述填料的大量填入会降低聚氨酯复合材料的保温性能，使制得材料保温效果变差。在现有技术与报道中，航空学报2006年9月第27卷第5期中“空心微珠填充聚氨酯复合泡沫塑料的宏、细观力学性能”一文介绍了关于空心微珠填充聚氨酯复合泡沫塑料的宏、细观力学性能研究，复合材料学报2006年4月第23卷第2期中“玻璃微珠增强硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩性能及热稳定性”一文介绍了玻璃微珠增强硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩性能及热稳定性的相关研究，但报到的相关填充聚氨酯复合泡料材料研究中填充相的填充量少，制品的导热系数升高的同时成本降低幅度很小。中国专利公开号CN1404503A，公开日2003年3月19日，专利技术名称为“ 硬质聚氨酯泡沫塑料”，该申请案公开了一种填充有玻璃微球的硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，其制备方法采用先将玻璃微球与异氰酸酯成分混合再与多元醇成分反应发泡的方法，制品因玻璃微球的填入增加了异氰酸酯成分粘度，降低了制品容积密度，增加了压缩系数。但该技术方案中玻璃微球导热系数较大且填充量小，一定程度的填充会使制品导热系数增加，保温性能下降。中国专利公开号CN1834130A，公开日2006年9月20日，专利技术名称为“玻璃纤维增强的聚氨酯/聚异氰脲酸酯泡沫塑料”；中国专利公开号CN101265358A，公开日2008年9月17日，专利技术名称“硬质聚氨酯泡沫、其制备方法以及应用”;中国专利公开号CN1724577A，公开日2006年I月25日，专利技术名称“可膨胀石墨填充高密度硬质聚氨酯泡沫塑料的制备”;中国专利公开号CN101724255A，公开日2010年6月9日，专利技术名称“家具用木粉增强聚氨酯仿木材料及其生产方法”等上述技术方案采用的制备方法均为将填充相与聚氨酯的任一组分预先混合，然后再与聚氨酯的另一组分混合进行发泡的方法，该种技术方案中填充相填充量均较小。
技术实现思路
针对上述填充聚氨酯泡沫材料在制备技术上存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种强度高，刚性和抗冲击性能好，导热系数低且制造工艺简单的硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为:，所述制备方法按以下步骤进行:a膨胀玻化微珠干燥将膨胀玻化微珠置于真空烘箱内，120°C下恒温保持5h，真空氛围下冷却至室温，备用。b装模及预处理 将干燥后的膨胀玻化微珠充满至封闭模具内，封闭模具的最小间距的对称壁面上分别设置均匀的注射孔，封闭模具的内壁涂覆有脱模剂，保持封闭模具箱体温度在40°C。c注射发泡按封闭模具内膨胀玻化微珠质量的1-4倍的比例配制聚氨酯发泡料，将配制好的聚氨酯发泡料装入注射装置内，将连接注射装置上的注射头分别插入设置在封闭模具对称壁面上的注射孔中，同步向膨胀玻璃微珠中注射聚氨酯发泡材料，注射完毕后，快速将注射头分离封闭模具，发泡时间为lOmin。所述的注射头的腹身分布有均匀的喷射孔。d 脱模脱模后即获得硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料。所述的膨胀玻化微珠粒径为0.1-3.0mm。所述膨胀玻化微珠漂浮率大于95%，成球玻化率大于95%，容重为50-100kg/m3，导热系数 0.028-0.054ff/m K。所述聚氨酯发泡料由异氰酸酯与组合料以体积比1-1.5: I在25°C配制而成，配制的聚氨酯发泡料在25°C具有30倍以上的膨胀比。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)其中的一种。由于采用了以上技术方案，本专利技术的硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料的制备方法具有以下特点:①本专利技术采用注射模内发泡成型的制备方法，改变了以往在聚氨酯发泡料原料中掺混填充料的技术方案中填充量小的不足，本技术方案中膨胀玻化微珠填充量高，最高可达到50wt%，大幅度提高了硬质聚氨酯复合泡沫材料强度，同时大大的降低了生产成本，具有较高的性价比。②本专利技术采用的制备方法避免了传统技术方案中搅拌混合填充相致使填充相破裂的方法，使膨胀玻化微珠在各注射点的聚氨酯发泡料膨胀渗透作用下粘结在一起，膨胀玻化微珠的完整性好，导热系数小。③本专利技术的技术方案中，膨胀玻化先被填充至封闭模具内，然后从模具壁面上均匀分布的注射孔内同步注射聚氨酯发泡料，各聚氨酯发泡料发泡点在膨胀玻化微珠内均匀分布，在各发泡点同步发泡推挤作用下，膨胀玻化微珠在模具内呈均匀分布。④本专利技术制备方法为一次模塑法，且脱模产品无需后处理，生产周期短，生产工艺简单，易于实现工业化的生产。⑤本专利技术中填充相为无机膨胀玻化微珠，因其漂浮率大于95%，成球玻化率大于95%,容重为50-100kg/m3，导热系数0.028-0.054ff/m-K,使硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料导热系数低、容重小。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细描述。 ，所述制备方法按以下步骤进行:a膨胀玻化微珠干燥将膨胀玻化微珠置于真空烘箱内，120°C下恒温保持5h，真空氛围下冷却至室温，降低膨胀玻化微珠所含水份参与聚氨酯发泡料的反应的影响。b装模及预处理将干燥后的膨胀玻化微珠充满至封闭模具内，封闭模具的最小间距的对称壁面上分别设置均匀的注射孔，在最小间距的对称壁面上设置注射孔进行注射时，对注射头的长度要求最短，降低因注射长度增加注射压力衰减产生的注射不均匀的现象。封闭模具的内壁涂覆有脱模剂，保持封闭模具箱体温度在40°C，使聚氨酯发泡料发泡反应时间缩短，减小因聚氨酯发泡料不同步发泡产生的不均匀现象。c注射发泡按封闭模具内膨胀玻化微珠质量的1-4倍的比例配制聚氨酯发泡料，将配制好的聚氨酯发泡料装入注射装置内，将连接注射装置上的注射头分别插入设置在封闭模具对称壁面上的注射孔中，同步向膨胀玻璃微珠中注射聚氨酯发泡材料，注射完毕后，快速将注射头分离封闭模具，发泡时间为lOmin。所述的注射头的腹身分布有均匀的喷射孔。d 脱模脱模后即获得硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料。所述的膨胀玻化微珠粒径为0.1-3.0mm。所述膨胀玻化微珠漂浮率大于95%，成球玻化率大于95%，容重为50_100kg/m3，导热系数 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法按以下步骤进行：a膨胀玻化微珠干燥将膨胀玻化微珠置于真空烘箱内，120℃下恒温保持5h，真空氛围下冷却至室温，备用；b装模及预处理将干燥后的膨胀玻化微珠充满至封闭模具内，封闭模具的最小间距的对称壁面上分别设置均匀的注射孔，封闭模具的内壁涂覆有脱模剂，保持封闭模具箱体温度在40℃；c注射发泡按封闭模具内膨胀玻化微珠质量的1?4倍的比例配制聚氨酯发泡料，将配制好的聚氨酯发泡料装入注射装置内，将连接注射装置上的注射头分别插入设置在封闭模具对称壁面上的注射孔中，同步向膨胀玻璃微珠中注射聚氨酯发泡材料，注射完毕后，快速将注射头分离封闭模具，发泡时间为10min；所述的注射头的腹身分布有均匀的喷射孔；d脱模脱模后即获得硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王罗新，刘露，吴静，王桦，蔡静平，罗淑湘，刘伟华，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
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