[發明專利]一種硬質聚氨酯/膨脹玻化微珠復合泡沫材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310081703.7
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103231480A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 王羅新;劉露;吳靜;王樺;蔡靜平;羅淑湘;劉偉華
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: B29C44/02
• 分類號: B29C44/02;B29C44/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種硬質聚氨酯/膨脹玻化微珠復合泡沫材料的制備方法，屬保溫材料的制造。

背景技術

聚氨酯泡沫塑料以其相對密度低，比模量和比強度高，以及較好的絕熱、隔音、耐化學腐蝕的優異性能，在航空結構件、航海結構件及體育運動器材，各種防撞緩沖包裝或襯墊材料，保溫隔熱材料，建筑節能，通風管道、建筑外墻保溫和鋼結構等領域有著廣泛的應用。作為承載結構材料應用中的聚氨酯泡沫塑料，除了具有上述優點以外，還要求有較高的強度、模量和形變穩定，聚氨酯泡沫材料的彎曲強度和沖擊強度等技術指標往往不能滿足使用要求，因而限制了它的廣泛使用。近年來采用增強性材料制備聚氨酯泡沫復合材料得到了廣泛的研究，這種方法在提高了材料的力學性能的同時降低了成本。目前采用的增強材料主要包括粒子和纖維這兩種，其中粒子包括玻璃微珠，二氧化硅粒子，碳酸鈣和石墨等；纖維包括玻璃纖維，有機纖維，植物纖維，以及碳纖維，金屬纖維等。雖然所述填料對聚氨酯泡沫材料的力學性能和燃燒性等有所改善，但限于聚氨酯發泡材料體積膨脹倍率高，原料體積用量小，傳統的直接往原料里混入填充相的填充方法往往只能填入極少量的填充物，起不到降低成本的目的。另外，如上所述填料的大量填入會降低聚氨酯復合材料的保溫性能，使制得材料保溫效果變差。

在現有技術與報道中，航空學報2006年9月第27卷第5期中“空心微珠填充聚氨酯復合泡沫塑料的宏、細觀力學性能”一文介紹了關于空心微珠填充聚氨酯復合泡沫塑料的宏、細觀力學性能研究，復合材料學報2006年4月第23卷第2期中“玻璃微珠增強硬質聚氨酯泡沫塑料的壓縮性能及熱穩定性”一文介紹了玻璃微珠增強硬質聚氨酯泡沫塑料的壓縮性能及熱穩定性的相關研究，但報到的相關填充聚氨酯復合泡料材料研究中填充相的填充量少，制品的導熱系數升高的同時成本降低幅度很小。中國專利公開號CN1404503A，公開日2003年3月19日，發明名稱為“硬質聚氨酯泡沫塑料”，該申請案公開了一種填充有玻璃微球的硬質聚氨酯泡沫塑料及其制備方法，其制備方法采用先將玻璃微球與異氰酸酯成分混合再與多元醇成分反應發泡的方法，制品因玻璃微球的填入增加了異氰酸酯成分粘度，降低了制品容積密度，增加了壓縮系數。但該技術方案中玻璃微球導熱系數較大且填充量小，一定程度的填充會使制品導熱系數增加，保溫性能下降。中國專利公開號CN1834130A，公開日2006年9月20日，發明名稱為“玻璃纖維增強的聚氨酯/聚異氰脲酸酯泡沫塑料”；中國專利公開號CN101265358A，公開日2008年9月17日，發明名稱“硬質聚氨酯泡沫、其制備方法以及應用”；中國專利公開號CN1724577A，公開日2006年1月25日，發明名稱“可膨脹石墨填充高密度硬質聚氨酯泡沫塑料的制備”；中國專利公開號CN101724255A，公開日2010年6月9日，發明名稱“家具用木粉增強聚氨酯仿木材料及其生產方法”等上述技術方案采用的制備方法均為將填充相與聚氨酯的任一組分預先混合，然后再與聚氨酯的另一組分混合進行發泡的方法，該種技術方案中填充相填充量均較小。

發明內容

針對上述填充聚氨酯泡沫材料在制備技術上存在的問題，本發明的目的在于提供一種強度高，剛性和抗沖擊性能好，導熱系數低且制造工藝簡單的硬質聚氨酯/膨脹玻化微珠復合泡沫材料及其制備方法。為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種硬質聚氨酯/膨脹玻化微珠復合泡沫材料的制備方法，所述制備方法按以下步驟進行：

a膨脹玻化微珠干燥

將膨脹玻化微珠置于真空烘箱內，120℃下恒溫保持5h，真空氛圍下冷卻至室溫，備用。

b裝模及預處理

將干燥后的膨脹玻化微珠充滿至封閉模具內，封閉模具的最小間距的對稱壁面上分別設置均勻的注射孔，封閉模具的內壁涂覆有脫模劑，保持封閉模具箱體溫度在40℃。

c注射發泡

按封閉模具內膨脹玻化微珠質量的1-4倍的比例配制聚氨酯發泡料，將配制好的聚氨酯發泡料裝入注射裝置內，將連接注射裝置上的注射頭分別插入設置在封閉模具對稱壁面上的注射孔中，同步向膨脹玻璃微珠中注射聚氨酯發泡材料，注射完畢后，快速將注射頭分離封閉模具，發泡時間為10min。

所述的注射頭的腹身分布有均勻的噴射孔。

d脫模

脫模后即獲得硬質聚氨酯/膨脹玻化微珠復合泡沫材料。

所述的膨脹玻化微珠粒徑為0.1-3.0mm。

所述膨脹玻化微珠漂浮率大于95％，成球玻化率大于95％，容重為50-100kg/m3，導熱系數0.028-0.054W/m·K。