本發(fā)明涉及保溫材料，尤其涉及聚氨酯隔熱保溫材料。
背景技術(shù)：
隨著能源日益緊缺和環(huán)保壓力的不斷增大，世界各國都開始力推開發(fā)可再生能源，其中太陽能為利用和開發(fā)最廣、發(fā)展前景最好的可再生能源，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，太陽能熱水器行業(yè)就是其中之一。我國蘊(yùn)藏著豐富的太陽能資源，太陽能利用前景廣闊，目前已是世界上太陽能熱水器的第一使用國和生產(chǎn)國。
眾所周知，對(duì)太陽能熱水器來說，水箱保溫材料的選擇是至關(guān)重要的，目前能用作水箱的保溫材料主要有聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、超細(xì)纖維等。聚氨酯泡沫是由異氰酸酯與聚醚組合物混合澆注至模具或水箱空腔內(nèi)發(fā)泡制得，其中聚醚組合物含有聚醚多元醇、發(fā)泡劑、催化劑、固化劑、阻燃劑、穩(wěn)定劑等，由于聚氨酯泡沫具有成型工藝簡單、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)勢(shì)，是水箱主要采用的保溫材料。
聚氨酯硬泡沫在生產(chǎn)過程中，因其本身特性、生產(chǎn)工藝以及生產(chǎn)工人操作技能等各方面的原因，普遍存在泡沫收縮的問題，容易導(dǎo)致泡沫與外殼部分脫落或全部脫落，最終導(dǎo)致外殼變形，真空管口泡沫開裂，更有甚者，內(nèi)膽和外殼之間的聚氨酯硬泡沫橫向或縱向開裂，大大地降低了水箱的保溫效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種聚氨酯隔熱保溫材料。該聚氨酯隔熱保溫材料擁有更優(yōu)良的抗壓強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能，同時(shí)克服了發(fā)泡成型后收縮性大的缺點(diǎn)，避免水箱變形、起鼓起楞甚至開裂的現(xiàn)象，并保證了熱水器水箱的保溫性能。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
聚氨酯隔熱保溫材料，所述聚氨酯隔熱保溫材料由以下重量份數(shù)的原料混合發(fā)泡而得：異氰酸酯50-100份，山梨醇聚醚多元醇70-100份，包膜膨脹蛭石3-6份，納米二氧化硅5-8份，一氟二氯己烷10-20份，催化劑1-5份及泡沫穩(wěn)定劑1-5份。
進(jìn)一步地，所述山梨醇聚醚多元醇的羥值為480-520mgKOH/g，25℃時(shí)粘度為4000-8000 mPa.s。
進(jìn)一步地，所述包膜膨脹蛭石的制備方法為：
（1）取150-200份膨脹蛭石加入到包衣機(jī)中加熱至200-250℃，并加入10-20份滑石粉，攪拌均勻；
（2）接著包衣機(jī)一端噴灑蒸餾水將膨脹蛭石浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌20-40min，即得包膜膨脹蛭石。
進(jìn)一步地，所述包膜膨脹蛭石的粒徑為50-100μm。
進(jìn)一步地，所述納米二氧化硅為二氧化硅納米線或空心介孔二氧化硅納米球。
進(jìn)一步地，所述催化劑為二乙醇單異丙醇胺或羥乙基乙二胺。
進(jìn)一步地，所述泡沫穩(wěn)定劑為月桂酰異丙醇胺或3-[聚(乙二醇-共聚-丙二醇)單甲基醚]丙基三烷氧基硅烷。
本發(fā)明采用山梨醇聚醚多元醇與異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)制備聚氨酯硬泡，增加聚氨酯硬泡保溫材料的強(qiáng)度。相對(duì)于由普通聚醚多元醇制備的硬泡，這種山梨醇基聚氨酯泡沫材料在拉伸強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等方面表現(xiàn)更好。
膨脹蛭石是一種層狀結(jié)構(gòu)的含鎂的水鋁硅酸鹽次生變質(zhì)礦物，原礦外似云母，其為由生蛭石片經(jīng)過高溫焙燒后，其體積能迅速膨脹數(shù)倍至數(shù)十倍后得到的蛭石。膨化后的蛭石呈顆粒狀，有隔熱、耐凍、抗菌、防火、吸聲等優(yōu)異性能，本發(fā)明對(duì)膨脹蛭石先進(jìn)行包膜，充分利用了膨脹蛭石耐火、保溫、持久、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，降低了膨脹蛭石易吸水膨脹的缺點(diǎn)，本發(fā)明采用的是粒徑為40-70μm的包膜膨脹蛭石，包膜膨脹蛭石可適當(dāng)?shù)脑黾泳郯滨ビ才菽拈_孔率，并能延緩發(fā)泡凝膠和固化速度，防止泡沫因短時(shí)間內(nèi)積聚力量大而容易擠壓內(nèi)膽和外壁，減少“不良泡沫”的產(chǎn)生，同時(shí)減少泡沫成型后的收縮率。
納米二氧化硅是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，其具有比表面積大，表面吸附力強(qiáng)，化學(xué)純度高、分散性能好、熱阻等特異的性能，以其優(yōu)越的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性、增稠性和觸變性，在眾多學(xué)科及領(lǐng)域內(nèi)獨(dú)具特性，有著不可取代的作用。本文采用的納米二氧化硅為二氧化硅納米線或空心介孔二氧化硅納米球，發(fā)泡原料混合后，納米二氧化硅會(huì)分布在泡孔壁、泡沫材料的骨架中，起到增強(qiáng)孔壁和泡沫剛度的作用，且不會(huì)影響泡孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)摻雜納米二氧化硅還會(huì)提高聚氨酯隔熱保溫材料的強(qiáng)度。
本發(fā)明聚氨酯硬泡配方原料混合噴射后，可以使泡沫形成球狀或橢圓球狀且分布均勻細(xì)密的泡孔，發(fā)泡材料保溫性能穩(wěn)定，并增加泡孔壁的強(qiáng)度，減少泡沫成型時(shí)因內(nèi)外壓差出現(xiàn)的材料壓縮現(xiàn)象，同時(shí)適當(dāng)增加泡沫的開孔率，減少泡沫成型后的收縮率。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明在發(fā)泡配方中采用山梨醇聚醚多元醇，制得的山梨醇基硬泡材料與傳統(tǒng)方法所制備的泡沫材料相比，具有更優(yōu)良的抗壓強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。
（2）本發(fā)明在發(fā)泡配方中添加了包膜膨脹蛭石及納米二氧化硅等無機(jī)材料，減少泡沫成型后的收縮率的同時(shí)，還具有增強(qiáng)孔壁和泡沫剛度的作用。
（3）本發(fā)明聚氨酯隔熱保溫材料與現(xiàn)有技術(shù)相比，除了具備普通聚氨酯泡沫材料高保溫性能外，還減少了因其本身特性、生產(chǎn)工藝以及生產(chǎn)工人操作技能等各方面原因造成的泡沫收縮問題，避免水箱變形、起鼓起楞甚至開裂的現(xiàn)象。
具體實(shí)施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
實(shí)施例1
先制備包膜膨脹蛭石，過程如下：
（1）取150份膨脹蛭石加入到包衣機(jī)中加熱至250℃，并加入10份滑石粉，攪拌均勻；
（2）接著包衣機(jī)一端噴灑蒸餾水將膨脹蛭石浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌20min，即得包膜膨脹蛭石。
一種聚氨酯隔熱保溫材料，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料混合發(fā)泡而得：稱取羥值為480mgKOH/g，25℃時(shí)粘度為8000 mPa.s的山梨醇聚醚多元醇70份，粒徑為50μm的包膜膨脹蛭石3份，二氧化硅納米線5份，一氟二氯己烷10份，二乙醇單異丙醇胺2份及月桂酰異丙醇胺2份混合均勻，然后與異氰酸酯50份混合發(fā)泡，經(jīng)過固化后即可得到本發(fā)明所述的聚氨酯隔熱保溫材料。
實(shí)施例2
先制備包膜膨脹蛭石，過程如下：
（1）取200份膨脹蛭石加入到包衣機(jī)中加熱至200℃，并加入20份滑石粉，攪拌均勻；
（2）接著包衣機(jī)一端噴灑蒸餾水將膨脹蛭石浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌40min，即得包膜膨脹蛭石。
一種聚氨酯隔熱保溫材料，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料混合發(fā)泡而得：稱取羥值為520mgKOH/g，25℃時(shí)粘度為4000mPa.s的山梨醇聚醚多元醇100份，粒徑為100μm的包膜膨脹蛭石6份，二氧化硅納米線8份，一氟二氯己烷20份，二乙醇單異丙醇胺5份及3-[聚(乙二醇-共聚-丙二醇)單甲基醚]丙基三烷氧基硅烷2份混合均勻，然后與異氰酸酯100份混合發(fā)泡，經(jīng)過固化后即可得到本發(fā)明所述的聚氨酯隔熱保溫材料。
實(shí)施例3
先制備包膜膨脹蛭石，過程如下：
（1）取180份膨脹蛭石加入到包衣機(jī)中加熱至220℃，并加入15份滑石粉，攪拌均勻；
（2）接著包衣機(jī)一端噴灑蒸餾水將膨脹蛭石浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌30min，即得包膜膨脹蛭石。
一種聚氨酯隔熱保溫材料，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料混合發(fā)泡而得：稱取羥值為500mgKOH/g，25℃時(shí)粘度為7000mPa.s的山梨醇聚醚多元醇80份，粒徑為80μm的包膜膨脹蛭石5份，空心介孔二氧化硅納米球6份，一氟二氯己烷15份，羥乙基乙二胺3份及月桂酰異丙醇胺2份混合均勻，然后與異氰酸酯90份混合發(fā)泡，經(jīng)過固化后即可得到本發(fā)明所述的聚氨酯隔熱保溫材料。
實(shí)施例4
先制備包膜膨脹蛭石，過程如下：
（1）取180份膨脹蛭石加入到包衣機(jī)中加熱至220℃，并加入15份滑石粉，攪拌均勻；
（2）接著包衣機(jī)一端噴灑蒸餾水將膨脹蛭石浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌30min，即得包膜膨脹蛭石。
一種聚氨酯隔熱保溫材料，由以下重量分?jǐn)?shù)的原料混合發(fā)泡而得：稱取羥值為500mgKOH/g，25℃時(shí)粘度為7000mPa.s的山梨醇聚醚多元醇90份，粒徑為50μm的包膜膨脹蛭石5份，空心介孔二氧化硅納米球6份，一氟二氯己烷15份，二乙醇單異丙醇胺3份及月桂酰異丙醇胺2份混合均勻，然后與異氰酸酯100份混合發(fā)泡，經(jīng)過固化后即可得到本發(fā)明所述的聚氨酯隔熱保溫材料。
分別對(duì)實(shí)施例1-4制備得到的聚氨酯隔熱保溫材料的物理性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1
由表可見，本發(fā)明以上實(shí)施例制備的聚氨酯隔熱保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強(qiáng)度、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性能及閉孔率等指標(biāo)都比現(xiàn)有的保溫材料有明顯地提高，經(jīng)冷凍或高溫條件下無收縮、變形、膨脹、開裂等現(xiàn)象，是一種性能優(yōu)異的保溫材料。
本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。