[发明专利]一种填充玻化微珠的聚氨酯泡沫材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫材料，特别是一种填充玻化微珠的聚氨酯泡沫材料。

背景技术

聚氨酯泡沫塑料是异氰酸酯和羟基化合物经聚合发泡制成，按其硬度可分为软质和硬质两类，其中软质为主要品种。一般来说，它具有极佳的弹性、柔软性、伸长率和压缩强度；化学稳定性好，耐许多溶剂和油类；耐磨性优良，较天然海绵大20倍；还有优良的加工性、绝热性、粘合性等性能，是一种性能优良的缓冲材料，但价格较高。聚氨酯泡沫塑料一般只用于高档精密仪器、贵重器械、高档工艺品等的缓冲包装或衬垫缓冲材料，也可制成精致的、保护性极好的包装容器；还可采用现场发泡对物品进行缓冲包装。

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。

凹凸棒土是含水富镁硅酸盐晶体矿物，具有独特的层链状结构、不同寻常的胶体性能和强大的吸附能力；另外，凹凸棒土具有众多平行于棒晶方向的纳米级沸石孔道，因而具有相当大的内表面积；同时其晶体颗粒非常小，外表面积也很大。凹凸棒土的吸附作用分为物理吸附及化学吸附。天然的凹凸棒石黏土包含一些矿物杂质，如蒙脱石、高岭石、碳酸盐、少量微粒石英和长石，可能堵塞孔道，降低表面积，削弱了整体的物化性能，从而使凹凸棒石黏土的胶体性、吸附性等在工业使用中受到很大的影响。活化改性的方法可以除去天然凹凸棒石黏土的杂质，增加比表面积，提高其吸附和离子交换性能，使凹凸棒石黏土广泛地应用于吸附、脱色、胶体泥浆、催化剂及载体等领域。凹凸棒土中含有沸石水和结晶水，当泡沫塑料燃烧时释放出来的水可以降低泡沫塑料的温度，从而起到一定的阻燃作用；另外，凹凸棒土中含有Mg、Si元素，燃烧时生成的氧化物覆盖在泡沫塑料表面隔绝氧气，从而达到阻燃的目的。

发明内容

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填充玻化微珠的聚氨酯泡沫材料。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种填充玻化微珠的聚氨酯泡沫材料，由下列重量份的A、B料混合、浇注、反应、熟化制成：

A料：聚醚多元醇100、玻化微珠10-12、纳米碳5-6、乌洛托品1-2、三乙醇胺2-3、水3-4、五氧化二钒1-3、氢氧化铝3-5、三聚磷酸钠2-3、聚乙烯醇2-4、改性凹凸棒土6-8；

B料：二苯基甲烷二异氰酸酯20-23。

所述改性凹凸棒土通过以下方法制备：称取下列重量份的原料：凹凸棒土150-155、玉石3-4、玫瑰精油1-2、秸秆灰烬50-55、硅烷偶联剂KH550 1-2、碳酸氢钠2-3、季戊四醇三丙烯酸酯2-3、甘油三醋酸酯1-2、交联剂 TAC1-2、氢氧化铝3-4；制备方法是将凹凸棒土、玉石放入煅烧炉中，在610-630℃下煅烧3-4小时，取出，与秸秆灰烬、碳酸氢钠混合，研磨至得到300-400目粉末，然后，再加入季戊四醇三丙烯酸酯、氢氧化铝、硅烷偶联剂KH550混合，继续研磨30-45分钟，至充分分散，再加入其它剩余成分，继续研磨30-45分钟后，在1500-1800转/分下搅拌15-30分钟，即得改性凹凸棒土。

本发明所述填充玻化微珠的聚氨酯泡沫材料，由以下具体步骤制备而成：

将A料各原料混合，在常温下研磨20-30分钟，得到浆料；再将B料加入A料中，200-300转/分搅拌30-45秒；浇注到模具中自由发泡，获得模坯；然后，连同模具一起将模坯送入隧道式烘箱中，分段升温：40-45℃下，反应15-25分钟；再在55-65℃下，反应10-15分钟；再在75-85℃下，反应5-10分钟；最后在90-100℃下熟化5-7小时。