[發明專利]一種用于門窗型材的聚氨酯泡沫隔熱材料及其生產工藝

在審

• 申請號: 201410719592.2
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN105713165A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 陳林;趙磊
• 申請（專利權）人: 南京理工大學常熟研究院有限公司;陳林
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08G18/67;C08G18/18;C08J9/08;E06B3/263
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技術領域

本發明涉及一種型材，具體涉及一種用于門窗型材的聚氨酯泡沫隔熱材料及其生產工藝。

背景技術

隨著工業化的發展和人口的急劇增加，環保和節能已經成為全社會共同關注的問題。聚氨酯由于其具有非常低的導熱系數，很好地適應了現代保溫材料保溫節能的發展需要。目前市場上的節能門窗由外框和內框，以及連接外框和內框的隔熱條組成，但因型材空腔空氣對流的存在，型材隔熱效果仍然不夠理想，同時門窗總體質量依然較大。專利申請CN103967390A公開了一種金屬門窗或玻璃幕墻或中空玻璃用隔熱條，如圖1所示（圖中1為隔熱條，2為空腔），該隔熱條由聚氨酯樹脂、聚合物纖維和/或聚合物纖維織物制作而成，但空腔的存在，其隔熱性能有限，同時金屬用量仍然較多。

專利申請CN103628772A公開了一種泡沫填充型材，如圖2所示（圖中1為型材本體，2為發泡材料），其包括帶有腔體的型材本體和填充于型材本體腔體內的聚氨酯發泡材料，提高了型材的保溫性能。但該型材保溫性能非常有限，仍然屬于傳統的金屬門窗型材。

聚氨酯泡沫塑料的很多優異的物理化學性能，如保溫隔熱性能、力學性能等，都和其泡孔結構有較大聯系。

發明內容

本發明的目的在于針對背景技術中存在的門窗型材隔熱性能有限、金屬用量較多的問題而提供一種用于門窗型材的聚氨酯泡沫隔熱材料。

本發明的另一個目的在于提供一種用于門窗型材的聚氨酯泡沫隔熱材料的生產工藝。

實現本發明目的的技術方案為：一種用于門窗型材的聚氨酯泡沫隔熱材料，以重量百分比計，包括100份聚醚多元醇、60-90份二苯甲烷二異氰酸酯、5-20份乙烯基硅油、1-2份α硅烷偶聯劑、1.5-2.5份三乙醇胺催化劑和20-30份水。

本發明所述的聚醚多元醇優選為具有2～4個官能團，以及2000～4000的數均分子量。本發明所述的聚醚多元醇，可為乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、新戊二醇、甘油、季戊四醇、三羥甲基丙烷、山梨糖醇或蔗糖中添加環氧烷如環氧乙烷或環氧丙烷而獲得的聚醚多元醇。聚醚基多元醇可以以兩種以上的混合物形式使用。優選地，所述的聚醚多元醇的羥值為300-600mgKOH/g。

優選地，所述的α硅烷偶聯劑包括：二乙氨基甲基三乙氧基硅烷、二乙氨基甲基甲基二乙氧基硅烷、正丁氨基甲基三乙氧基硅烷、正丁氨基甲基甲基二乙氧基硅烷、二正丁氨基甲基三乙氧基硅烷、己二氨基甲基甲基二乙氧基硅烷中的一種或幾種。

優選地，所述的乙烯基硅油的結構式為：

，

其中，R1、R2代表甲基或乙基，m和n是10-10000的整數。本發明選用該乙烯基硅油能調節體系的粘度，其活性更好，能更好地進行交聯固化。

本發明的組成成分中，以質量百分比計，還包括5-15份硬脂酸鈉。

優選地，以質量百分比計，還包括5-15份液晶EP。

進一步優選地，以質量百分比計，還包括阻燃劑。

本發明一種生產用于門窗型材的聚氨酯泡沫隔熱材料的工藝，其工藝步驟如下：

1）將100份聚醚多元醇、5-20份乙烯基硅油、1-2份α硅烷偶聯劑、1.5-2.5份三乙醇胺催化劑和20-30份水混合均勻，作為A組分；將60-90份二苯甲烷二異氰酸酯作為B組分；

2）調節A組分、B組分及模具的溫度15-35℃，混合后攪拌10-30秒，立即倒入模具進行自由發泡；

3）進行熟化步驟，熟化溫度為40-60℃，熟化時間5-30分鐘。

優選地，對模具加熱采用硅片進行加熱，模具受熱更均勻，可梯度分段加熱。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1）采用本發明高性能聚氨酯材料直接發泡構成型材主體，可輕松實現整窗U值（熱導系數）1.0W/m·K以下，從而達到節能80%。

2）本發明的聚氨酯泡孔縮小，泡孔封閉率提高，泡孔均勻分布，通過在型材內部填充聚氨酯泡沫材料，降低因型材空腔空氣對流造成的溫度損失。

3）本發明填充的的聚氨酯泡沫材料，具有連接強度高、重量輕的優點，而鋁合金蓋板僅作為表面裝飾作用。

4）本發明聚氨酯泡沫隔熱材料的門窗型材，具有便于維護、密封效果好、隔音效果好和強度高等優點。

5）本發明選用的液晶EP由于其材料本身的多相性和液晶結構的各向異性，提高了聚合物的機械性能，同時賦予體系較高的熱性能。

6）本發明選用的聚醚多元醇，降低體系粘度，具有可操作性和易于加工的優點。