[发明专利]一种含有机-无机杂化材料的硬质聚氨酯泡沫及其制备方法

权利要求书

1.一种含有机-无机杂化材料硬质聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于包括如下内容：

（1）合成有机-无机杂化材料：将天然无机层状硅酸盐材料与金属硝酸盐水溶液混合，搅拌均匀；向所得混合物中加入一定浓度的氢氧化钠水溶液，搅拌均匀；然后对所得混合物进行过滤、干燥、焙烧处理；最后将所得改性材料放入化学气相沉积炉，以惰性气体吹扫炉管，随后通入氢气，升高温度至450℃～550℃，再以乙烯和氢气的混合气体替换氢气，继续升高温度至600℃～1200℃，优选为700℃～900℃，达到指定温度后恒温1h～5h，得到碳纳米管-无机层状硅酸盐杂化材料；

（2）将步骤（1）的有机-无机杂化材料脱水干燥，随后添加到B组分异氰酸酯中，一定温度下搅拌均匀制得B组分混合物；

（3）采用硬质聚氨酯泡沫全水发泡基本配方，将B组分混合物冷却至室温后倒入包括聚醚多元醇、去离子水、催化剂和匀泡剂等的A组分混合物中，快速搅拌均匀后倒入发泡模具中固化，制得含有机-无机杂化材料的硬质聚氨酯泡沫。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的天然无机层状硅酸盐材料选自硅藻土、高岭土、蒙脱土和天然丝光沸石中的一种或几种；金属硝酸盐选自硝酸铜、硝酸铝、硝酸铁和硝酸铬中的一种或几种。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的金属硝酸盐水溶液的质量浓度是0.05%～0.5%；天然无机层状硅酸盐与金属硝酸盐水溶液的固液体积比是1：（1～10）。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述氢氧化钠水溶液中OH^-与金属硝酸盐水溶液金属离子的摩尔比为（0.1～20）：1；天然无机层状硅酸盐材料与氢氧化钠水溶液的固液体积比是1：（0.1～1）。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的干燥温度在80℃～150℃，干燥时间为12h～24h；焙烧温度在300℃～500℃，焙烧时间为1h～10h。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中以惰性气体吹扫炉管时，吹扫时间为10min～40min；向炉管内通入氢气时，氢气流速在15mL/min～45mL/min；从室温起升温，升温速率为5℃/min～10℃/min；以乙烯和氢气的混合气体替换纯氢气后，继续提高反应温度，升温速率为1℃/min～5℃/min。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）制备的有机-无机杂化材料使用前在80℃～130℃下脱水干燥10h～30h。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的有机-无机杂化材料的加入量为A组分和B组分总质量的0.5wt%～10wt%，优选为1.0wt%～5.0wt%。

9.按照权利要求1或8所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述向B组分中添加有机-无机杂化材料后，在温度45℃～150℃下搅拌均匀。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的聚醚多元醇的羟值为350mgKOH/g～600mgKOH/g；催化剂选自二甲基乙醇胺、二甲氨基环己胺、三丙胺、三丁胺和三乙醇胺中的一种或多种；匀泡剂选自二甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油和甲基含氢硅油中的一种或多种；异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）中的一种或多种。

11.按照权利要求1或10所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的A组分中催化剂的加入量为聚醚多元醇质量的0.3wt%～2.0wt%，匀泡剂加入量为聚醚多元醇质量的1.0wt%～4.0wt%，去离子水加入量为聚醚多元醇质量的2.0wt%～5.0wt%；聚醚多元醇和B组分的质量比是1:1.2～1:1.8。

12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的A组分混合物的混合过程，搅拌转速在2000rpm～5000rpm，时间10～40s；将B组分混合物倒入A组分混合物后，在2000rpm～4000rpm搅拌10～40s；所述的固化为先在室温固化1～5h，然后入炉固化2～10h，炉温80～130℃。

13.一种含有机-无机杂化材料的硬质聚氨酯泡沫，其特征在于采用权利要求1～12任一所述方法制备的。