[发明专利]一种硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，发明名称为“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，发明名称为“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，发明名称“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1月25日，发明名称“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，发明名称“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。

发明内容

针对上述填充聚氨酯泡沫材料在制备技术上存在的问题，本发明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，本发明的技术方案为：

一种硬质聚氨酯/膨胀玻化微珠复合泡沫材料的制备方法，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。

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0.028-0.054W/m·K。