專利名稱：一種改性聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新建筑材料及其制作方法，尤其是涉及一種改性聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料及其制作方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯硬質(zhì)泡沫是由異氰酸酯(俗稱黑料)和聚醚多元醇(俗稱白料)或聚醚多元醇與聚酯多元醇組合料經(jīng)過高分子聚合反應(yīng)結(jié)成的具有微泡孔構(gòu)造的固體。由于其泡孔構(gòu)造具有一定強(qiáng)度，在不同密度條件下，聚氨酯硬質(zhì)泡沫呈現(xiàn)出符合特定使用需要的強(qiáng)度、剛度、韌性、尺寸穩(wěn)定性、耐水性、耐溫性、耐老化性、電絕緣性、低導(dǎo)熱性、吸音隔音以及充分的可加工性，被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域 I、食品等行業(yè)冷凍冷藏設(shè)備如冰箱、冰柜、冷庫、冷藏車等，聚氨酯硬泡是冷凍冷藏設(shè)備的最理想的絕熱材料。2、工業(yè)設(shè)備保溫如儲(chǔ)罐、管道等。3、建筑材料在歐美發(fā)達(dá)國家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡總消耗量的一半左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上。4、交通運(yùn)輸業(yè)如汽車頂篷、內(nèi)飾件等。5、仿木材高密度聚氨酯硬泡或玻璃纖維增強(qiáng)硬泡是結(jié)構(gòu)泡沫塑料，又稱仿木材，具有強(qiáng)度高、韌性好、結(jié)皮致密堅(jiān)韌、成型工藝簡單、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，強(qiáng)度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各類高檔制品。6、灌封材料。但是，普通聚氨酯硬質(zhì)泡沫作為純高分子材料有以下幾點(diǎn)弱勢(shì)1、原材料價(jià)格較高；2、中等密度材料表面硬度不足；3、容易燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種改性聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料及其制作方法，其解決的技術(shù)問題是普通聚氨酯硬質(zhì)泡沫作為純高分子材料存在硬度不足、容易燃燒以及成本較高缺陷。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案
一種聚氨酯的改性材料的制作方法，包括以下步驟
步驟I、選擇黑料為異氰酸酯液態(tài)料，選擇白料為聚醚多元醇液態(tài)料或聚醚多元醇與聚酯多元醇組合液態(tài)料，向黑料中摻入無機(jī)粉料，或向白料中摻入無機(jī)粉料，或向黑料和白料中同時(shí)摻入無機(jī)粉料；
步驟2、將摻入無機(jī)粉料后的黑、白料進(jìn)行混合，使得無機(jī)粉料、異氰酸酯液態(tài)料和聚醚多元醇液態(tài)料混合充分均勻，或無機(jī)粉料、異氰酸酯液態(tài)料和聚醚多元醇與聚酯多元醇組合料液態(tài)料混合充分均勻；
步驟3、將步驟2所得的混合物以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。
進(jìn)一步，所述無機(jī)粉料為400目以上的滑石粉、100目以上的膨脹石墨、400目以上的水渣礦粉、200目以上的硅酸鈣粉、400目以上的火山巖粉、200目以上的氫氧化鋁以及200目以上的高嶺土中一種或多種混合物。進(jìn)一步，異氰酸酯和聚醚多元醇組成的液態(tài)料與無機(jī)粉料的質(zhì)量比為3:7 — 7:3。進(jìn)一步，異氰酸酯和聚醚多元醇與聚酯多元醇組合料組成的液態(tài)料與無機(jī)粉料的質(zhì)量比為3:7 — 7:3。進(jìn)一步，當(dāng)選用兩種不同的無機(jī)粉料時(shí)，兩種不同無機(jī)粉料之間的質(zhì)量比為I: I一1:100。
進(jìn)一步，異氰酸酯液態(tài)料和聚醚多元醇液態(tài)料之間的質(zhì)量比為I. 1:1—1.6:10進(jìn)一步，異氰酸酯液態(tài)料與聚醚多元醇與聚酯多元醇組合料之間的質(zhì)量比為I. 1:1—1. 6:1。一種改性聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料，該改性聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料使用到以下制作方法步驟I、選擇黑料為異氰酸酯液態(tài)料，選擇白料為聚醚多元醇液態(tài)料或聚醚多元醇與聚酯多元醇組合液態(tài)料，向白料或黑料或白料中摻入無機(jī)粉料，或者白料和黑料中同時(shí)摻入無機(jī)粉料；
步驟2、將摻入無機(jī)粉料后的黑、白料進(jìn)行混合，使得無機(jī)粉料、異氰酸酯液態(tài)料和聚醚多元醇液態(tài)料混合充分均勻，或無機(jī)粉料、異氰酸酯液態(tài)料和聚醚多元醇與聚酯多元醇組合料液態(tài)料混合充分均勻；
步驟3、將步驟2所得的混合物以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料及其制作方法與傳統(tǒng)的聚氨酯相比，具有以下有益效果
(I)本發(fā)明將異氰酸酯和聚醚多元醇或與聚醚多元醇與聚酯多元醇組合液態(tài)料混合不同類型的無機(jī)粉料單體或混合物，這些無機(jī)粉料在與聚氨酯原材料混合后表現(xiàn)安定，反應(yīng)完成后不會(huì)摧毀聚氨酯聚氨酯硬質(zhì)泡沫泡孔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在保持和提高聚氨酯各項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)參數(shù)，特別是明顯提高與抗燃燒性能直接相關(guān)的氧指數(shù)和燃燒殘余量以及明顯提高了材料的硬度。(2)本發(fā)明由于使用了大量的無機(jī)粉料，這些無機(jī)粉料相對(duì)于異氰酸酯和聚醚多元醇明顯了降低制品生產(chǎn)成本，使改性后的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料應(yīng)用領(lǐng)域得以拓寬。(3)本發(fā)明由于所選無機(jī)材料本身為不可燃物，在遇到火源時(shí)將對(duì)原有聚氨酯的燃燒過程產(chǎn)生干擾，能夠現(xiàn)有聚氨酯音質(zhì)泡沫氧指數(shù)從32提高到50以上。(4)本發(fā)明由于所選無機(jī)材料填充在聚氨酯泡孔之中能夠?qū)ε菘桩a(chǎn)生支撐效應(yīng)，當(dāng)密度達(dá)到350公斤/立方米以上時(shí)，改性聚氨酯制品硬度比之純聚氨酯提高10%以上。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例I :選取400目以上的滑石粉100g，全部摻入到105g異氰酸酯液態(tài)料中，將混合料與95g聚醚多元醇液態(tài)料進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為303公斤/立方米。
本發(fā)明的實(shí)施例2 :選取100目以上的膨脹石墨lg，選取200目以上的碳酸鈣99g，混合后得到IOOg混合粉料，將混合粉料全部摻入到105g異氰酸酯液態(tài)料中，將混合料與95g聚醚多元醇液態(tài)料再進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為357公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例3 :選取420目以上的水渣礦粉100g，全部摻入到95g聚醚多元醇液態(tài)料中，將混合料與異氰酸酯液態(tài)料105g進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為309公斤/立方米。水渣礦粉是把熱熔狀態(tài)的高爐渣置于水中急速冷卻的產(chǎn)物，又稱高爐水淬礦渣，是高爐煉鐵產(chǎn)生的副產(chǎn)品。本發(fā)明的實(shí)施例4 :選取200目以上的硅酸鈣粉80g，選取600目以上的火山巖粉20g，混合后得到IOOg混合粉料，將混合粉料全部摻入到95g聚醚多元醇液態(tài)料中，將混合料與異氰酸酯液態(tài)料105g進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為 306公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例5 :選取600目以上的火山巖粉30g，選取420目以上的水渣礦粉70g，混合后得到IOOg混合粉料，將混合粉料其中50g摻入到95g聚醚多元醇液態(tài)料中，500g摻入105g異氰酸酯液態(tài)料中，將兩種混合物進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為308公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例6 :選取600目以上的高嶺土 30g，選取420目以上的水渣礦粉70g，混合后得到IOOg混合粉料，將混合粉料其中60g摻入到96g聚醚多元醇液態(tài)料中，400g摻入105g異氰酸酯液態(tài)料中，將上述兩種混合物進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為313公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例7 :選取400目以上的水渣礦粉99g，再選取100目以上的膨脹石墨lg，混合后得到IOOg混合粉料，全部摻入到IOOg聚醚多元醇與聚酯多元醇組合液態(tài)料中；再全部摻入到150g異氰酸酯液態(tài)料中，將上述4種混合物進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為356公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例8 :選取420目以上的水渣礦粉69g，和選取600目以上的火山巖粉30g，混合后得到99g混合粉料；再選取100目以上的膨脹石墨lg，三種粉體材料混合得到IOOg混合粉料，將其全部摻入到95g聚醚多元醇液態(tài)料中；再將上述混合料與105g異氰酸酯液態(tài)料再進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為311公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例9:選取400目以上的高嶺土 70g，選取600目以上的火山巖粉30g，全部摻入到IOOg聚醚多元醇與聚酯多元醇組合液態(tài)料中；將上述混合料與150g異氰酸酯液態(tài)料再進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為355公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例10:選取100目以上的膨脹石墨lg，選取200目以上的碳酸鈣99g,混合后得到IOOg混合粉料，將混合粉料全部摻入到105g異氰酸酯液態(tài)料中，將混合料與95g聚醚多元醇與聚酯多元醇組合液態(tài)料再進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為351公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例11 :選取600目以上的高嶺土 30g，選取420目以上的水渣礦粉70g，混合后得到IOOg混合粉料，將混合粉料其中60g摻入到96g聚醚多元醇與聚酯多元醇組合液態(tài)料中，400g摻入105g異氰酸酯液態(tài)料中，將上述兩種混合物進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為300公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例12 :選取420目以上的水渣礦粉69g，和選取600目以上的火山巖·粉30g，混合后得到99g混合粉料；再選取200目以上的氫氧化鋁lg，三種粉體材料混合得到IOOg混合粉料，將其全部摻入到95g聚醚多元醇液態(tài)料中；再將上述混合料與105g異氰酸酯液態(tài)料再進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為317公斤/立方米。本發(fā)明的實(shí)施例13 :400目以上的滑石粉20g、100目以上的膨脹石墨10g、400目以上的水渣礦粉15g、200目以上的硅酸鈣粉10g、400目以上的火山巖粉10g、200目以上的氫氧化鋁20g以及200目以上的高嶺土 14g，將其全部摻入到95g聚醚多元醇液態(tài)料中；再將上述混合料與105g異氰酸酯液態(tài)料再進(jìn)行充分混合，再以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。該改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料的密度為322公斤/立方米。上面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯的改性材料的制作方法，包括以下步驟 步驟I、選擇黑料為異氰酸酯液態(tài)料，選擇白料為聚醚多元醇液態(tài)料或聚醚多元醇與聚酯多元醇組合液態(tài)料，向黑料中摻入無機(jī)粉料，或向白料中摻入無機(jī)粉料，或向黑料和白料中同時(shí)摻入無機(jī)粉料； 步驟2、將摻入無機(jī)粉料后的黑、白料進(jìn)行混合，使得無機(jī)粉料、異氰酸酯液態(tài)料和聚醚多元醇液態(tài)料混合充分均勻，或無機(jī)粉料、異氰酸酯液態(tài)料和聚醚多元醇與聚酯多元醇組合料液態(tài)料混合充分均勻； 步驟3、將步驟2所得的混合物以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于所述無機(jī)粉料為400目以上的滑石粉、100目以上的膨脹石墨、400目以上的水渣礦粉、200目以上的硅酸鈣粉、400目以上的火山巖粉、200目以上的氫氧化鋁以及200目以上的高嶺土中一種或多種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于異氰酸酯和聚醚多元醇組成的液態(tài)料與無機(jī)粉料的質(zhì)量比為3:7—7:3。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于異氰酸酯和聚醚多元醇與聚酯多元醇組合料組成的液態(tài)料與無機(jī)粉料的質(zhì)量比為3:7— 7:3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于當(dāng)選用兩種不同的無機(jī)粉料時(shí)，兩種不同無機(jī)粉料之間的質(zhì)量比為I: I一 1:100。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于異氰酸酯液態(tài)料和聚醚多元醇液態(tài)料之間的質(zhì)量比為I. I: I一I. 6:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于異氰酸酯液態(tài)料與聚醚多元醇與聚酯多元醇組合料之間的質(zhì)量比為I. 1:1 一 1.6:1。
8.一種按照權(quán)利要求I至7任何一項(xiàng)制作方法制得的改性聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料及其制作方法，包括以下步驟選擇黑料為異氰酸酯液態(tài)料，選擇白料為聚醚多元醇液態(tài)料或聚醚多元醇與聚酯多元醇組合液態(tài)料，向黑料中摻入無機(jī)粉料，或向白料中摻入無機(jī)粉料，或向黑料和白料中同時(shí)摻入無機(jī)粉料；將摻入無機(jī)粉料后的黑、白料進(jìn)行混合；將所得的混合物以注入模具方式或自由發(fā)泡方式進(jìn)行聚合反應(yīng)，最終得到所需改性的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料。本發(fā)明將異氰酸酯和聚醚多元醇或聚醚多元醇與聚酯多元醇組合料混合不同類型的無機(jī)粉料，無機(jī)粉料在與聚氨酯原材料混合后表現(xiàn)安定，反應(yīng)完成后不會(huì)摧毀聚氨酯硬質(zhì)泡沫泡孔結(jié)構(gòu)，明顯提高與抗燃燒性能直接相關(guān)的氧指數(shù)和燃燒殘余量以及提高了材料的硬度。
文檔編號(hào)C08K3/00GK102898607SQ20121044212
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:湯燕, 張磊