本發(fā)明屬于保溫材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料及制備方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯硬質(zhì)泡沫因其具有保溫隔熱性能好，隔音吸音效果佳，密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低，阻燃、環(huán)保、化學(xué)性能溫度、無(wú)毒無(wú)害、價(jià)格低廉、使用周期長(zhǎng)等突出優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于保溫材料領(lǐng)域的各個(gè)方面。
凹凸棒土是一種具有高比表面積的纖維狀鎂鋁硅酸鹽礦物。凹凸棒土具有獨(dú)特的分散性、耐高溫、吸附能力強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于涂料、鞣革、飼料添加劑、橡塑填充、化學(xué)品脫色等領(lǐng)域。我們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，利用凹凸棒土突出的高比表面積、對(duì)樹脂的強(qiáng)吸附能力，以及特殊的纖維狀結(jié)構(gòu)，將凹凸棒土加入聚氨酯硬質(zhì)泡沫中，可有效提異氰酸酯和聚醚的滲透性，從而有效提高聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫產(chǎn)品的質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料，將改性的凹凸棒加入聚氨酯硬質(zhì)泡沫中，可有效提異氰酸酯和聚醚的滲透性，從而有效提高聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫產(chǎn)品的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明一方面提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料，所述低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料包括如下重量份數(shù)的原料：聚氨酯硬質(zhì)泡沫38-45份、改性的凹凸棒19-22份、花崗巖細(xì)粉10-20份、工業(yè)純堿1-5份、氯化鈉2-7份、早強(qiáng)劑6-12份、成膜助劑2-8份、甲基硅酸鈉3-7份和發(fā)孔劑0.3-0.9份。
優(yōu)選地，聚氨酯硬質(zhì)泡沫39-42份、改性的凹凸棒19-21份、花崗巖細(xì)粉13-18份、工業(yè)純堿2-4份、氯化鈉3-6份、早強(qiáng)劑7-11份、成膜助劑4-7份、甲基硅酸鈉4-6份和發(fā)孔劑0.4-0.7份。
優(yōu)選地，聚氨酯硬質(zhì)泡沫40份、改性的凹凸棒20份、花崗巖細(xì)粉16份、工業(yè)純堿3份、氯化鈉5份、早強(qiáng)劑8份、成膜助劑6份、甲基硅酸鈉5份和發(fā)孔劑0.5份。
優(yōu)選地，所述改性的凹凸棒包括如下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀26-33份；尿素16-23份和凹凸棒土9-15份。
優(yōu)選地，所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步驟：
步驟（1）：凹凸棒的提純：將凹凸棒研磨粉碎、篩分至2mm以下，然后將凹凸棒與去離子水混合，攪拌、靜置、過(guò)濾和干燥；
步驟（2）：凹凸棒土的活化：將步驟（1）制得的凹凸棒土從室溫升到230℃后，通過(guò)惰性氣體20-60min，進(jìn)一步升高溫度至300-350℃，保持1-2小時(shí)后，開(kāi)始降溫，并停止加入水蒸氣，待溫度降至室溫后，取出凹凸棒；
步驟（3）：向步驟（2）的凹凸棒中加入高錳酸鉀和尿素，混合均勻即可。
優(yōu)選地，所述花崗巖細(xì)粉粒經(jīng)為50-70目。
優(yōu)選地，所述早強(qiáng)劑為硫酸鈉、氯化鈣或三乙醇胺中的一種或幾種的混合物。
優(yōu)選地，所述發(fā)氣劑為鋁粉，其粒徑為16-20μm。
本發(fā)明一方面提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料的制備方法，所述隔音保溫材料的制備方法如下：
步驟（1）：將聚氨酯硬質(zhì)泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加熱，超聲分散，得粘性液體，所述水浴加熱的水溫控制在60-80℃；
步驟（2）：在步驟（1）所制得的粘性液體中加入花崗巖細(xì)粉、工業(yè)純堿、氯化鈉、早強(qiáng)劑和甲基硅酸鈉，高速攪拌分散，得分散液，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1100-1200r/min；
步驟（3）：將步驟（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合顆粒；
步驟（4）：將步驟（3）制得的混合顆粒、成膜助劑和發(fā)孔劑加入球磨機(jī)中球磨，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，制得泡沫陶瓷保溫材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
（1）本發(fā)明在以聚氨酯硬質(zhì)泡沫為基材的基礎(chǔ)上加入花崗巖細(xì)粉，降低了導(dǎo)熱性；
（2）本發(fā)明利用凹凸棒土突出的高比表面積、對(duì)樹脂的強(qiáng)吸附能力，以及特殊的纖維狀結(jié)構(gòu)，將凹凸棒土加入聚氨酯硬質(zhì)泡沫中，可有效提異氰酸酯和聚醚的滲透性，從而有效提高聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)降低了導(dǎo)熱性；
（3）本發(fā)明在保溫材料的配方中加入發(fā)氣劑鋁粉，可以增加保溫材料的孔隙率，從而降低保溫材料的導(dǎo)熱性；
（4）本發(fā)明的成膜助劑它能極好地溶解、偶聯(lián)油和脂，使保溫材料制備過(guò)程中聚氨酯硬質(zhì)泡沫溶解更加徹底，促進(jìn)成品的生成；
（5）本發(fā)明制得的保溫材料經(jīng)檢測(cè)導(dǎo)熱系數(shù)為0.024-0.031w/(m·k)，比普通的保溫材料低。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
根據(jù)本發(fā)明一方面提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料，所述低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料包括如下重量份數(shù)的原料：聚氨酯硬質(zhì)泡沫38-45份、改性的凹凸棒19-22份、花崗巖細(xì)粉10-20份、工業(yè)純堿1-5份、氯化鈉2-7份、早強(qiáng)劑6-12份、成膜助劑2-8份、甲基硅酸鈉3-7份和發(fā)孔劑0.3-0.9份。
本發(fā)明在以聚氨酯硬質(zhì)泡沫為基材的基礎(chǔ)上加入花崗巖細(xì)粉，降低了導(dǎo)熱性；
本發(fā)明利用凹凸棒土突出的高比表面積、對(duì)樹脂的強(qiáng)吸附能力，以及特殊的纖維狀結(jié)構(gòu)，將凹凸棒土加入聚氨酯硬質(zhì)泡沫中，可有效提異氰酸酯和聚醚的滲透性，從而有效提高聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)降低了導(dǎo)熱性；
本發(fā)明在保溫材料的配方中加入發(fā)氣劑鋁粉，可以增加保溫材料的孔隙率，從而降低保溫材料的導(dǎo)熱性；
本發(fā)明的成膜助劑它能極好地溶解、偶聯(lián)油和脂，使保溫材料制備過(guò)程中聚氨酯硬質(zhì)泡沫溶解更加徹底，促進(jìn)成品的生成。
優(yōu)選地，所述改性的凹凸棒包括如下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀26-33份；尿素16-23份和凹凸棒土9-15份。
優(yōu)選地，所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步驟：
步驟（1）：凹凸棒的提純：將凹凸棒研磨粉碎、篩分至2mm以下，然后將凹凸棒與去離子水混合，攪拌、靜置、過(guò)濾和干燥；
步驟（2）：凹凸棒土的活化：將步驟（1）制得的凹凸棒土從室溫升到230℃后，通過(guò)惰性氣體20-60min，進(jìn)一步升高溫度至300-350℃，保持1-2小時(shí)后，開(kāi)始降溫，并停止加入水蒸氣，待溫度降至室溫后，取出凹凸棒；
步驟（3）：向步驟（2）的凹凸棒中加入高錳酸鉀和尿素，混合均勻即可。
優(yōu)選地，所述花崗巖細(xì)粉粒經(jīng)為50-70目。
優(yōu)選地，所述早強(qiáng)劑為硫酸鈉、氯化鈣或三乙醇胺中的一種或幾種的混合物。
優(yōu)選地，所述發(fā)氣劑為鋁粉，其粒徑為16-20μm。
本發(fā)明一方面提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料的制備方法，所述隔音保溫材料的制備方法如下：
步驟（1）：將聚氨酯硬質(zhì)泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加熱，超聲分散，得粘性液體，所述水浴加熱的水溫控制在60-80℃；
步驟（2）：在步驟（1）所制得的粘性液體中加入花崗巖細(xì)粉、工業(yè)純堿、氯化鈉、早強(qiáng)劑和甲基硅酸鈉，高速攪拌分散，得分散液，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1100-1200r/min；
步驟（3）：將步驟（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合顆粒；
步驟（4）：將步驟（3）制得的混合顆粒、成膜助劑和發(fā)孔劑加入球磨機(jī)中球磨，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，制得泡沫陶瓷保溫材料。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料，所述低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料包括如下重量份數(shù)的原料：聚氨酯硬質(zhì)泡沫45份、改性的凹凸棒19份、花崗巖細(xì)粉20份、工業(yè)純堿1份、氯化鈉7份、早強(qiáng)劑6份、成膜助劑8份、甲基硅酸鈉3份和發(fā)孔劑0.9份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀33份；尿素16份和凹凸棒土15份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步驟：
步驟（1）：凹凸棒的提純：將凹凸棒研磨粉碎、篩分至2mm以下，然后將凹凸棒與去離子水混合，攪拌、靜置、過(guò)濾和干燥；
步驟（2）：凹凸棒土的活化：將步驟（1）制得的凹凸棒土從室溫升到230℃后，通過(guò)惰性氣體60min，進(jìn)一步升高溫度至300℃，保持2小時(shí)后，開(kāi)始降溫，并停止加入水蒸氣，待溫度降至室溫后，取出凹凸棒；
步驟（3）：向步驟（2）的凹凸棒中加入高錳酸鉀和尿素，混合均勻即可。
所述花崗巖細(xì)粉粒經(jīng)為50目。
所述早強(qiáng)劑為三乙醇胺。
所述發(fā)氣劑為鋁粉，其粒徑為20μm。
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料的制備方法，所述隔音保溫材料的制備方法如下：
步驟（1）：將聚氨酯硬質(zhì)泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加熱，超聲分散，得粘性液體，所述水浴加熱的水溫控制在60℃；
步驟（2）：在步驟（1）所制得的粘性液體中加入花崗巖細(xì)粉、工業(yè)純堿、氯化鈉、早強(qiáng)劑和甲基硅酸鈉，高速攪拌分散，得分散液，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1200r/min；
步驟（3）：將步驟（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合顆粒；
步驟（4）：將步驟（3）制得的混合顆粒、成膜助劑和發(fā)孔劑加入球磨機(jī)中球磨，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，制得泡沫陶瓷保溫材料。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料，所述低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料包括如下重量份數(shù)的原料：聚氨酯硬質(zhì)泡沫38份、改性的凹凸棒22份、花崗巖細(xì)粉10份、工業(yè)純堿5份、氯化鈉2份、早強(qiáng)劑12份、成膜助劑2份、甲基硅酸鈉7份和發(fā)孔劑0.3份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀33份；尿素16份和凹凸棒土15份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步驟：
步驟（1）：凹凸棒的提純：將凹凸棒研磨粉碎、篩分至2mm以下，然后將凹凸棒與去離子水混合，攪拌、靜置、過(guò)濾和干燥；
步驟（2）：凹凸棒土的活化：將步驟（1）制得的凹凸棒土從室溫升到230℃后，通過(guò)惰性氣體20min，進(jìn)一步升高溫度至350℃，保持1小時(shí)后，開(kāi)始降溫，并停止加入水蒸氣，待溫度降至室溫后，取出凹凸棒；
步驟（3）：向步驟（2）的凹凸棒中加入高錳酸鉀和尿素，混合均勻即可。
所述花崗巖細(xì)粉粒經(jīng)為70目。
所述早強(qiáng)劑為氯化鈣。
所述發(fā)氣劑為鋁粉，其粒徑為16μm。
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料的制備方法，所述隔音保溫材料的制備方法如下：
步驟（1）：將聚氨酯硬質(zhì)泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加熱，超聲分散，得粘性液體，所述水浴加熱的水溫控制在80℃；
步驟（2）：在步驟（1）所制得的粘性液體中加入花崗巖細(xì)粉、工業(yè)純堿、氯化鈉、早強(qiáng)劑和甲基硅酸鈉，高速攪拌分散，得分散液，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1100r/min；
步驟（3）：將步驟（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合顆粒；
步驟（4）：將步驟（3）制得的混合顆粒、成膜助劑和發(fā)孔劑加入球磨機(jī)中球磨，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，制得泡沫陶瓷保溫材料。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料，所述低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料包括如下重量份數(shù)的原料：聚氨酯硬質(zhì)泡沫42份、改性的凹凸棒19份、花崗巖細(xì)粉18份、工業(yè)純堿2份、氯化鈉6份、早強(qiáng)劑7份、成膜助劑7份、甲基硅酸鈉4份和發(fā)孔劑0.7份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀33份；尿素16份和凹凸棒土15份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步驟：
步驟（1）：凹凸棒的提純：將凹凸棒研磨粉碎、篩分至2mm以下，然后將凹凸棒與去離子水混合，攪拌、靜置、過(guò)濾和干燥；
步驟（2）：凹凸棒土的活化：將步驟（1）制得的凹凸棒土從室溫升到230℃后，通過(guò)惰性氣體50min，進(jìn)一步升高溫度至330℃，保持1小時(shí)后，開(kāi)始降溫，并停止加入水蒸氣，待溫度降至室溫后，取出凹凸棒；
步驟（3）：向步驟（2）的凹凸棒中加入高錳酸鉀和尿素，混合均勻即可。
所述花崗巖細(xì)粉粒經(jīng)為60目。
所述早強(qiáng)劑為硫酸鈉、氯化鈣的混合物。
所述發(fā)氣劑為鋁粉，其粒徑為19μm。
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料的制備方法，所述隔音保溫材料的制備方法如下：
步驟（1）：將聚氨酯硬質(zhì)泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加熱，超聲分散，得粘性液體，所述水浴加熱的水溫控制在65℃；
步驟（2）：在步驟（1）所制得的粘性液體中加入花崗巖細(xì)粉、工業(yè)純堿、氯化鈉、早強(qiáng)劑和甲基硅酸鈉，高速攪拌分散，得分散液，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1150r/min；
步驟（3）：將步驟（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合顆粒；
步驟（4）：將步驟（3）制得的混合顆粒、成膜助劑和發(fā)孔劑加入球磨機(jī)中球磨，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，制得泡沫陶瓷保溫材料。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料，所述低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料包括如下重量份數(shù)的原料：聚氨酯硬質(zhì)泡沫39份、改性的凹凸棒21份、花崗巖細(xì)粉13份、工業(yè)純堿4份、氯化鈉3份、早強(qiáng)劑11份、成膜助劑4份、甲基硅酸鈉6份和發(fā)孔劑0.4份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀29份；尿素18份和凹凸棒土11份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步驟：
步驟（1）：凹凸棒的提純：將凹凸棒研磨粉碎、篩分至2mm以下，然后將凹凸棒與去離子水混合，攪拌、靜置、過(guò)濾和干燥；
步驟（2）：凹凸棒土的活化：將步驟（1）制得的凹凸棒土從室溫升到230℃后，通過(guò)惰性氣體25min，進(jìn)一步升高溫度至320℃，保持2小時(shí)后，開(kāi)始降溫，并停止加入水蒸氣，待溫度降至室溫后，取出凹凸棒；
步驟（3）：向步驟（2）的凹凸棒中加入高錳酸鉀和尿素，混合均勻即可。
所述花崗巖細(xì)粉粒經(jīng)為55目。
所述早強(qiáng)劑為硫酸鈉、氯化鈣或三乙醇胺幾種的混合物。
所述發(fā)氣劑為鋁粉，其粒徑為17μm。
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料的制備方法，所述隔音保溫材料的制備方法如下：
步驟（1）：將聚氨酯硬質(zhì)泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加熱，超聲分散，得粘性液體，所述水浴加熱的水溫控制在65℃；
步驟（2）：在步驟（1）所制得的粘性液體中加入花崗巖細(xì)粉、工業(yè)純堿、氯化鈉、早強(qiáng)劑和甲基硅酸鈉，高速攪拌分散，得分散液，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1140r/min；
步驟（3）：將步驟（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合顆粒；
步驟（4）：將步驟（3）制得的混合顆粒、成膜助劑和發(fā)孔劑加入球磨機(jī)中球磨，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，制得泡沫陶瓷保溫材料。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料，所述低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料包括如下重量份數(shù)的原料：聚氨酯硬質(zhì)泡沫40份、改性的凹凸棒20份、花崗巖細(xì)粉16份、工業(yè)純堿3份、氯化鈉5份、早強(qiáng)劑8份、成膜助劑6份、甲基硅酸鈉5份和發(fā)孔劑0.5份。
所述改性的凹凸棒包括如下重量份數(shù)的原料：高錳酸鉀31份；尿素21份和凹凸棒土13份。
所述改性的凹凸棒改性方法包括如下步驟：
步驟（1）：凹凸棒的提純：將凹凸棒研磨粉碎、篩分至2mm以下，然后將凹凸棒與去離子水混合，攪拌、靜置、過(guò)濾和干燥；
步驟（2）：凹凸棒土的活化：將步驟（1）制得的凹凸棒土從室溫升到230℃后，通過(guò)惰性氣體25min，進(jìn)一步升高溫度至320℃，保持1小時(shí)后，開(kāi)始降溫，并停止加入水蒸氣，待溫度降至室溫后，取出凹凸棒；
步驟（3）：向步驟（2）的凹凸棒中加入高錳酸鉀和尿素，混合均勻即可。
所述花崗巖細(xì)粉粒經(jīng)為60目。
所述早強(qiáng)劑為硫酸鈉。
所述發(fā)氣劑為鋁粉，其粒徑為17μm。
本實(shí)施例提供的一種低導(dǎo)熱凹凸棒保溫材料的制備方法，所述隔音保溫材料的制備方法如下：
步驟（1）：將聚氨酯硬質(zhì)泡沫和改性的凹凸棒溶于水中，水浴加熱，超聲分散，得粘性液體，所述水浴加熱的水溫控制在63℃；
步驟（2）：在步驟（1）所制得的粘性液體中加入花崗巖細(xì)粉、工業(yè)純堿、氯化鈉、早強(qiáng)劑和甲基硅酸鈉，高速攪拌分散，得分散液，高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1120r/min；
步驟（3）：將步驟（2）所得的分散液干燥、球磨和造粒，得混合顆粒；
步驟（4）：將步驟（3）制得的混合顆粒、成膜助劑和發(fā)孔劑加入球磨機(jī)中球磨，然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，制得泡沫陶瓷保溫材料。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。