[发明专利]玻化微珠聚氨酯泡沫复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法。

背景技术

由于我国大部分建筑的保温效果较差，建筑物能耗很高，每年约有36％的能源消耗在室内取暖或降温，建筑节能已成为提高社会能源使用效率的重要方面。而在建筑中，围护保温要承担大约70％的节能任务，墙体又占其2/3，因此，墙体保温材料的选择对于建筑节能极为重要。当前，我国外墙保温材料主要是聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫，其中聚苯乙烯泡沫保温材料因为成本最低、保温性良好，应用最为广泛；而聚氨酯泡沫的隔热、隔音性能是目前所有合成材料中最优异的，并具有极佳的耐磨性、耐油性、防水性，在国际上被公认为性能理想的保温材料。然而，聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫都是易燃的有机材料，阻燃性能差，作为保温材料存在十分严重的安全隐患。

近年因保温材料引发的多起特大火灾，再次强烈引发人们对我国墙体保温材料的防火安全进行深刻反思，防止因易燃有机保温材料引发的建筑火灾问题已成为我国民生安全的大问题。我国每年新增建筑面积22亿m²，全年需进行节能施工和节能改造面积达35亿m²左右，因此，市场对于阻燃性能和保温性能优良、成本和使用方便性与有机泡沫相当的理想墙体保温材料的需求十分巨大。

无机材料具有优异的防火阻燃性能，因此将诸如珍珠岩、玻化微珠等防火泡沫材料与聚氨酯等有机材料复合，可以获得阻燃性能优良的复合材料。

例如，在申请号为200710070529.0关于“发泡聚氨酯-膨胀珍珠岩复合建筑节能材料及其现场喷涂施工工艺”的发明专利以及申请号为200710070530.3关于“膨胀珍珠岩-聚氨酯复合保温板材及其生产工艺”的发明专利中，采用膨胀珍珠岩为骨料、聚氨酯为胶粘材料，通过将雾化聚氨酯喷入在转筒中翻滚的膨胀珍珠岩，然后再模压硬化和切割，制备一种膨胀珍珠岩-聚氨酯复合保温板材；因为采用吸水性珍珠岩为原料，该墙体保温材料易吸潮导致保温性能下降和冻胀危害，因此珍珠岩已被禁止用作保温材料。

在申请号为201010540557.6关于“一种膨胀玻化微珠防火保温板及其制备方法”的发明专利中，以膨胀玻化微珠为主要原料，将有机粘结剂粘合的无机膨胀玻化微珠通过模具成型和烧结，制备得到保温性能优良的防火保温材料；但是制备过程需要在氮气保护下的烧结处理，导致该保温材料制备的能耗大、成本高。

发明内容

本发明是为了解决现有保温材料成本高、阻燃性与保温性难以同步提高的技术问题，提供了一种玻化微珠聚氨酯泡沫复合材料及其制备方法。

玻化微珠聚氨酯泡沫复合材料按质量份数由200～270份粒度为32～120目经过预处理的玻化微珠、100份聚氨酯白料、120～150份聚氨酯黑料与35～45份固体阻燃剂混合后，经过微波辅助加热、发泡复合和熟化制得；

所述的聚氨酯白料按照重量份数由45～55份聚醚4110、3～10份聚醚403、35～45份聚醚210、1～2份催化剂、2～5份水和5～15份二氯一氟乙烷组成；

所述的催化剂为锡类催化剂和/或胺类催化剂，所述的锡类催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁锡，所述的胺类催化剂为三乙烯二胺、2，2’-二吗啉基二乙醚、N，N-二甲基环己胺或二乙醇胺；

所述的聚氨酯黑料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯；

所述的固体阻燃剂按照重量份数由40～70份膨胀石墨与30～60份聚磷酸铵组成，所述的聚磷酸铵粒径为0.05～0.15mm；

或者所述的固体阻燃剂按照重量份数由20～60份膨胀石墨、20～50份聚磷酸铵和20～50份三聚氰胺组成，所述的聚磷酸铵粒径为0.05～0.15mm。

玻化微珠聚氨酯泡沫复合材料的制备方法如下：

一、玻化微珠预处理：筛网筛分粒度为32～120目的玻化微珠，加入水中翻搅5分钟，再静置10～20分钟，捞取漂浮在水上的玻化微珠并且于105℃～120℃的条件下烘至恒重，然后冷却到室温，即得到经过预处理的玻化微珠；

二、称取200～270质量份经过预处理的玻化微珠、100质量份聚氨酯白料、120～150质量份聚氨酯黑料与35～45质量份固体阻燃剂；

三、将固体阻燃剂与经过预处理的玻化微珠混合均匀，加入聚氨酯白料混合均匀，然后加入聚氨酯黑料，混合均匀，即得混合料；

四、微波辅助加热、发泡复合：将混合料装到模具内，再将模具置于微波加热器内进行微波辅助加热，等到泡沫开始生长时停止微波加热，当泡沫不再增长时，得到泡沫复合材料的初级产品；