專利名稱：一種改性硬泡聚氨酯復合板及其制作方法
技術領域：
本發明屬于建筑保溫材料技術領域，具體涉及一種改性硬泡聚氨酯復合板及其制作方法。
背景技術：
隨著國際社會對臭氧層保護的關注和人們環境保護意識的增強，硬泡聚氨酯傳統發泡劑CHC-Il在世界大多數國家已經被禁止使用，我國在泡沫行業也于今年全面停止使用氯氟烴類化合物做發泡劑。目前用來代替CHC-Il的發泡劑主要有環戊烷、正戊烷、 HCHC-141b、HCHC-123、水及(X)2等發泡劑，其氣相導熱系數都較CHC-Il高，尺寸穩定性相對較低，尤以板材料或者澆注料，由于發泡過程相對比較緩慢，即使使用高端硅油，聚氨酯泡沫的閉孔率也較難保障，導熱系數普遍較使用CHC-Il做發泡劑的聚氨酯高。現有技術中公開了一個申請號為200510045523. 9的硬泡聚氨酯復合板，它包括硬泡聚氨酯層和其上面及下面的聚合物片材層，聚合物片材內均設有無紡布，這種硬泡聚氨酯復合板中聚氨酯為一般的氨基甲酸酯或氨基甲酸酯改性的聚異氰脲酸酯，穩定生產的閉孔率只有90%，開孔率偏高，導熱系數相對偏大；聚合物片材為普通的界面卷材，主要起界面增強作用，其防水抗滲性能低、強度差、更無阻燃性能，從而使制得硬泡聚氨酯復合板不僅防水抗滲差，而且不具有阻火性能，不能很好的滿足建筑物外墻外保溫的防火設計要求。現有技術中還公開了一個申請號為200810013655. 7的阻火硬泡聚氨酯復合板， 它包括硬泡聚氨酯層和其上面及下面的聚合物片材層，聚合物片材中也均設有無紡布，其特點是聚合物片材為阻燃片材，生產聚氨酯的組合聚醚為阻燃聚醚，這種阻燃片材雖然具有良好的阻燃性，但防水抗滲性能差，同樣聚氨酯泡沫開孔率偏高，導熱系數偏大，從而使得這種硬泡聚氨酯復合板雖可以有效阻燃，然而不能很好的使整個墻體防水抗滲。只適合做防火隔離帶，而不適合在建筑物外墻大面積使用。在現有技術中，所采用的硬泡聚氨酯復合板的閉孔率較低，導熱系數及泡沫吸水率較高，保溫性及防水抗滲性相對較差，復合在硬泡聚氨酯復合板兩面的聚合物卷材都是采用有胎基或者有配筋加強網的卷材，或者采用單雙面合成板做復合層，這些面層的復合在增加聚氨酯復合板抗沖擊強度同時，在高溫或者火災情況下，不能有效適應聚氨酯單面局部溫度過高所產生的變形，造成面層與聚氨酯的脫落，使外保溫系統穩定性變差。
發明內容
本發明的目的是想克服上述現有技術中存在的不足，提供一種改性硬泡聚氨酯復合板及其制作方法，采用該方法制作的復合板不僅具有優異保溫性能，而且防水抗滲性能高，尤其是防火性能更加突出，可用于建筑物外墻大面積的保溫、防水、防火工程，其使用方便，施工效率高。為實現本發明的上述目的所采用的技術方案是一種改性硬泡聚氨酯復合板，包括由多異氰酸酯和組合聚醚發泡而成的硬泡聚氨酯保溫層和在聚氨酯發泡過程中直接復合在保溫層兩面的聚合物卷材層，其特征在于在硬泡聚氨酯保溫層內添加氣凝膠材料，聚合物卷材層為防水防火卷材。一種制作上述改性硬泡聚氨酯復合板的方法，包括預先制作聚合物卷材及在多異氰酸酯和組合聚醚發泡成硬泡聚氨酯保溫層的過程中直接將聚合物卷材復合在硬泡聚氨酯保溫層兩面工序，其特征在于在硬泡聚氨酯保溫層內添加氣凝膠材料，其添加量為聚氨酯泡沫重量的0. 05-6. 5%，所述的聚合物卷材為防水防火卷材。所述的氣凝膠材料可為現有技術中經過常壓或超臨界工藝干燥得到的納米二氧化硅氣凝膠，在硬泡聚氨酯泡沫中其添加量優選為聚氨酯泡沫重量的0. 3-5%。所述的防水防火卷材分為無胎基或無配筋加強網及有胎基或有配筋加強網的卷材，優選無胎基或無配筋加強網的卷材。所述的防水防火卷材的制作方法為采用高分子聚合物膠與無機粉料按 1 0.6-1. 1的重量比例混合，用常規方法制得無胎基或無加強筋的防水防火卷材。所述的防水防火卷材的另一種制作方法為采用高分子聚合物膠、無機粉料按 1 0.6-1. 1的重量比例混合后，在聚合物卷材生產線上引入胎基或配筋加強網，再按常規方法制得有胎基或有加強筋的防水防火卷材。所述的無機粉料可采用無水泥基無機粉料或有水泥基無機粉料中的至少一種。所述的高分子聚合物膠是由下列重量配比的原料制成的75-90%的高分子聚合物乳液、0. 5-1. 5%的成膜助劑、0-0. 8%的增稠劑、0. 1-0. 5%的消泡劑、0. 4-1. 2%的分散劑、3-6 %的阻燃劑、6-15 %的水。所述的高分子聚合物乳液可采用純丙乳液、硅丙乳液、VAE乳液中的中的至少一種；所述的成膜助劑可采用十二醇酯、丙二醇、乙二醇、0E300及二丁酯中的至少一種； 所述的增稠劑可采用TE-936、TT-935、612NC中的至少一種；所述的消泡劑可采用NXZ、 BD303、SPA-802、SPA-202、T206 中的至少一種；所述的分散劑可采用 8045、SN_5040、8420、 FSY-3010、4410中的至少一種；所述的阻燃劑可為TCPP、TCEP、TDCPP、DMMP、氯化石蠟、水性聚磷酸銨中的至少一種。所述的無水泥基無機粉料可采用下列重量配比的原料制成65-85%的填料、 15- %的阻燃劑。所述的填料可采用下列物質中的至少一種滑石粉、輕鈣、重鈣、石英粉、灰鈣粉、 絹云母粉、鈦白粉，其細度優選為400目-1250目；所述的阻燃劑可采用下列物質中的至少
一種十溴二苯醚、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻。所述的有水泥基無機粉料采用下列重量配比的原料制成30-45%的水泥、 40-55%的填料、10- %的阻燃劑。所述的填料采用下列物質中的至少一種輕鈣、重鈣、滑石粉、灰鈣粉、鈦白粉、硅灰石粉，原料的細度優選為400-1250目；所述的阻燃劑采用下列物質中的至少一種十溴二苯醚、氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻。制作防水防火卷材，高分子聚合物膠與無水泥基無機粉料的重量配比為 1 0.6-1. 1;高分子聚合物膠與有水泥基無機粉料的重量配比為1 0.6-1. 1，優選為 1 0. 85-1. 1。高分子聚合物膠和無水泥基無機粉料按1 0.6-1. 1的重量配比制成無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材。高分子聚合物膠和有水泥基無機粉料按1 0. 85-1. 1的重量配比制成無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材。高分子聚合物膠和無水泥基無機粉料按1 0. 6-1. 1的重量配比混合后，引入胎基或配筋加強網，制成有胎基或有配筋加強網的防水防火卷材。高分子聚合物膠和有水泥基無機粉料按1 0. 85-1. 1的重量配比混合后，引入胎基或配筋加強網，制成有胎基或有配筋加強網的防水防火卷材。對于有胎基或有配筋加強網的防水防火卷材，所使用的胎基或加強網可采用滌綸無紡布、丙綸無紡布、聚酯無紡布、玻璃絲纖維氈、耐酸堿且耐水解的玻璃纖維網格布中的至少一種。本發明是在預先制作防水防火卷材和發泡料的基礎上進行生產的，防水防火卷材生產時先將高分子聚合物膠和無機粉料按一定的比例攪拌均勻，然后在專業生產線上生產出無胎基(或無配筋加強網)的防水防火卷材或者有胎基(或有配筋加強網)的防水防火卷材；然后將選定的防水防火卷材作為復合層，采用聚氨酯發泡機將聚氨酯發泡料及氣凝膠混合，在發泡成硬泡聚氨酯保溫層的同時將防水防火卷材復合到硬泡聚氨酯保溫層的兩面，制成改性硬泡聚氨酯復合板。復合在硬泡聚氨酯保溫層二面的防水防火卷材最好至少一面為無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材，優選為二面均為無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材。所述的硬泡聚氨酯保溫層可根據需要采用現有技術中公開的任何制作硬泡聚氨酯的原料制作，本發明優選的制作硬泡聚氨酯保溫層的原料的重量配比為多異氰酸酯 54-65%、聚醚多元醇2-6%、阻燃聚酯多元醇11-22%、增鏈劑0_4%、勻泡劑0. 03-0. 9%, 催化劑 0. 6-1. 5%、阻燃劑 4. 3-12. 5%。為提高泡沫的耐老化能力，在上述的發泡料中最好再加入0. 1-0. 3%的抗氧劑和 0. 07-0. 3%的紫外線吸收劑。上述的發泡原料聚醚多元醇、阻燃聚酯多元醇、增鏈劑、勻泡劑、催化劑、阻燃劑以及抗氧劑、紫外線吸收劑的混合物統稱為組合聚醚，納米二氧化硅氣凝膠優先采用與組合聚醚混合，混合均勻后，再與多異氰酸酯進行混合反應。按照本發明的方法制作的改性硬泡聚氨酯復合板同已有的技術相比可產生如下積極效果在聚氨酯保溫層中添加氣凝材料，可以有效提高硬泡聚氨酯閉孔率，使硬泡聚氨酯的閉孔率達到95-97%，有助于熱傳導和泡沫吸水率的降低，可使硬泡聚氨酯的導熱系數降低2-6%，從而使保溫性能及防水抗滲性能提高。聚合物卷材采用的防水防火卷材，使聚氨酯復合板具有一道優良的防水防火屏障，防水抗滲性能好，強度高，能夠有效防止火災的發生，尤其是無胎基或無配筋加強網卷材復合的聚氨酯復合板，高溫時，更能夠有效適應硬泡聚氨酯的局部變形，增加外墻保溫系統的安定性。
圖1為本發明一種實施例的結構示意圖。圖2為本發明另一種實施例的結構示意圖。圖3為本發明第三種實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細的描述，然而所述的實施例不應以限制的方式解釋。實施例1 按照本實施例的方法制作的改性硬泡聚氨酯復合板可參考圖1，它展示的是在硬泡聚氨酯保溫層的二面均復合無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材，由圖中1可看出， 它是在保溫層2的兩面皆復合無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材1，硬泡聚氨酯保溫層2是在聚氨酯泡沫中添加了 3. 5%聚氨酯泡沫重量的經過常壓干燥得到的納米二氧化硅氣凝膠。具體制作過程如下高分子聚合物膠的制作按下列重量配比稱取原料90%純丙乳液、0. 5%的成膜助劑、0. 消泡劑、0.4%分散劑、3%阻燃劑、6%水，加入攪拌釜混合均勻。無水泥基無機粉料的制作按下列重量配比稱取原料65%填料(其中包括15% 輕鈣、10%重鈣、20%石英粉、20%滑石粉)、35%氫氧化鎂，加入攪拌釜中混合均勻。無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材制作將高分子聚合物膠和無水泥基無機粉料按1 1.1比例攪拌均勻，在聚合物卷材生產線上經過涂敷、烘干、收卷等工序生產出無胎基或配筋加強網的防水防火卷材。發泡料的制作按下列重量配比稱取發泡原料65%的多異氰酸酯、2%的聚醚多元醇、22%阻燃聚酯多元醇、4%增鏈劑、0. 9%勻泡劑、1. 5%催化劑、4. 3%阻燃劑、0. 抗氧劑、0. 2%紫外線吸收劑，稱取3. 5%上述發泡原料重量(相當于聚氨酯泡沫重量)的經過常壓干燥得到的納米二氧化硅氣凝膠加入到上述35 %的組合聚醚原料中，快速攪拌分散均勻，然后將上述所有的發泡原料經過聚氨酯發泡機快速分散混合，進入以無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材為復合層的層壓機模腔中，在50-80°C的溫度下制成改性硬泡聚氨酯復合板。實施例2 按照本實施例的方法制作的另一種改性硬泡聚氨酯復合板可參考圖2，它展示的是在保溫層的一面復合無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材，另一面則復合有胎基或有加強網的防水防火卷材，由圖中2可看出，它是在保溫層2的一面復合無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材1，另一面則復合有胎基或配筋加強網4的防水防火卷材3，胎基或配筋加強網4可采用玻璃纖維氈，保溫層2為在聚氨酯泡沫中添加了 5%聚氨酯泡沫重量的經過常壓干燥得到的納米二氧化硅氣凝膠。具體制作過程如下高分子聚合物膠的制作按下列重量配比稱取原料75%硅丙乳液、1. 5%的成膜助劑、0.8%增稠劑、0.5%消泡劑、1.2%分散劑、6%阻燃劑、15%7jC，加入攪拌釜內混合均勻。有水泥基無機粉料的制作按下列重量配比稱取原料45%水泥、45%填料(其中包括10%輕鈣、7%重鈣、14%石英粉、14%滑石粉)、10%三氧化二銻，加入攪拌釜中混合均勻。
無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材制作將高分子聚合物膠和有水泥基無機粉料按1 0.9比例攪拌均勻，在聚合物卷材生產線上經涂敷、烘干、收卷等工序生產出無胎基或無配筋加強網的防水防火卷材。有胎基或有配筋加強網的防水防火卷材制作將高分子聚合物膠和有水泥基無機粉料按1 0.6比例攪拌均勻，在聚合物卷材生產線上引入胎基或者配筋加強網，經過涂敷、烘干、收卷等工序生產出有胎基或配筋加強網的防水防火卷材。發泡料的制作按下列重量配比稱取發泡原料 %多異氰酸酯、6%聚醚多元醇、22%阻燃聚酯多元醇、3. 4%增鏈劑、0. 5%勻泡劑、催化劑、12. 5%阻燃劑、0. 3%抗氧劑、0.3%紫外線吸收劑。稱取5%上述發泡原料重量(相當于聚氨酯泡沫重量)的經過常壓干燥得到的納米二氧化硅氣凝膠加入到上述46%的組合聚醚原料中，快速攪拌分散均勻。然后將上述所有的發泡原料經過聚氨酯發泡機快速分散混合，進入以一面為無胎基或無配筋加強網防水防火卷材另一面為有胎基或配筋加強網的防水防火卷材為復合層的層壓機模腔中，在50-80°C的溫度下制成改性硬泡聚氨酯復合板。實施例3:按照本實施例的方法制作的第三種改性硬泡聚氨酯復合板可參考圖3，它展示的是在保溫層的二面均復合有胎基或有配筋加強網的防水防火卷材，由圖3中可看出，它是在保溫層2兩面分別復合有胎基或配筋加強網4的防水防火卷材3，胎基或配筋加強網4為玻璃纖維氈，保溫層2為在聚氨酯泡沫中添加了 1. 5%聚氨酯泡沫重量的經過常壓干燥得到的納米二氧化硅氣凝膠。具體制作過程如下高分子聚合物膠的制作按下列重量配比稱取原料85% VAE乳液、的成膜助劑、0. 5%增稠劑、0. 3%消泡劑、0. 9%分散劑、4%阻燃劑、8. 3%水，加入攪拌釜中混合均勻。無水泥基無機粉料的制作按下列重量配比稱取原料85%填料(其中包括20% 輕鈣、15%重鈣、25%石英粉、25%滑石粉)、15%氫氧化鋁，加入攪拌釜中混合均勻。有水泥基無機粉料的制作按下列重量配比稱取原料30%水泥、42%填料(其中包括10%輕鈣、6%重鈣、14%石英粉、12%滑石粉)、觀％十溴二苯醚，加入攪拌釜中混合均勻。有胎基或有配筋加強網的防水防火卷材制作將高分子聚合物膠和有水泥基無機粉料按1 1.1比例攪拌均勻，在聚合物卷材生產線上引入胎基或者配筋加強網，經過涂敷、烘干、收卷等工序生產出有胎基或配筋加強網的防水防火卷材。發泡料的制作按下列重量配比稱取發泡原料63%多異氰酸酯、4%聚醚多元醇、18. 1 %阻燃聚酯多元醇、3 %增鏈劑、0. 03 %勻泡劑、0. 6 %催化劑、11 %阻燃劑、0. 2 %抗氧劑、0. 07%紫外線吸收劑。稱取1. 5%上述發泡原料重量(相當于聚氨酯泡沫重量)的經過常壓干燥得到的納米二氧化硅氣凝膠加入到上述的37%的組合聚醚原料中，快速攪拌分散均勻。然后將所有發泡料經過聚氨酯發泡機快速分散混合，進入以有胎基或配筋加強網的防水防火卷材為復合層的層壓機模腔中，在50-80°C的溫度下制成改性硬泡聚氨酯復合
7板。實施例4 本實施例與實施例1的區別在于納米二氧化硅氣凝膠的添加量為聚氨酯泡沫重量的5. 5%。抗氧劑添加量為0. 12%，紫外線吸收劑添加量為0. 1%。實施例5 本實施例與實施例1的區別在于經過超臨界工藝得到的納米二氧化硅氣凝膠的添加量為聚氨酯泡沫重量的1 %。抗氧劑添加量為0. 15 %，紫外線吸收劑添加量為0. 09 %。實施例6 本實施例與實施例5的區別在于納米二氧化硅氣凝膠添加量為聚氨酯泡沫重量的0.05%。抗氧劑添加量為0. 15%，紫外線吸收劑添加量為0. 12%。實施例7 本實施例與實施例2的區別在于納米二氧化硅氣凝膠的添加量為聚氨酯泡沫重量的6%，防水防火卷材的胎基或配筋加強網為玻璃纖維網格布。抗氧劑添加量為0.21%， 紫外線吸收劑添加量為0. 18%。實施例8 本實施例與實施例2的區別在于經過超臨界工藝得到的納米二氧化硅氣凝膠的添加量為聚氨酯泡沫重量的0. 9%，防水防火卷材的胎基或配筋加強網為丙綸無紡布。抗氧劑添加量為0. 25%，紫外線吸收劑添加量為0. 23%。實施例9 本實施例與實施例3的區別在于納米二氧化硅氣凝膠的添加量為聚氨酯泡沫重量的6.5%，防水防火卷材的胎基或配筋加強網為滌綸無紡布。抗氧劑添加量為0. 0. 22%, 紫外線吸收劑添加量為0. 27%。實施例10 本實施例與實施例3的區別在于經過超臨界工藝得到的納米二氧化硅氣凝膠的添加量為聚氨酯泡沫重量的0. 05%，防水防火卷材的胎基或配筋加強網為聚酯無紡布。抗氧劑添加量為0. 23%，紫外線吸收劑添加量為0.觀％。本發明所述的專業生產線皆為現有技術公開的任何可用來制作聚合物卷材和聚氨酯復合板的生產線。
權利要求
1.一種改性硬泡聚氨酯復合板，包括由多異氰酸酯和組合聚醚發泡而成的硬泡聚氨酯保溫層及在硬泡聚氨酯發泡過程中直接復合在保溫層兩面的聚合物卷材層，其特征在于在硬泡聚氨酯保溫層內添加氣凝膠材料，所述的聚合物卷材層為防水防火卷材。
2.按照權利要求1所述的改性硬泡聚氨酯復合板，其特征在于復合在保溫層兩面的防水防火卷材，至少一面為無胎基或無加強筋的防水防火卷材。
3.一種制作權利要求1所述的改性硬泡聚氨酯復合板的方法，包括預先制作聚合物卷材及在多異氰酸酯和組合聚醚發泡成硬泡聚氨酯保溫層的過程中直接將聚合物卷材復合在硬泡聚氨酯保溫層兩面工序，其特征在于在硬泡聚氨酯保溫層內添加氣凝膠材料，其添加量為聚氨酯泡沫重量的0. 05 6. 5%，所述的聚合物卷材為防水防火卷材。
4.按照權利要求3所述的制作改性硬泡聚氨酯復合板的方法，其特征在于所述的氣凝膠材料為納米二氧化硅氣凝膠，其添加量為聚氨酯泡沫重量的0. 3 5%。
5.按照權利要求3所述的制作改性硬泡聚氨酯復合板的方法，其特征在于所述的防水防火卷材的制作方法為用高分子聚合物膠與無機粉料按1 0.6-1. 1的重量比例混合后， 用常規方法制得無胎基或無加強筋的防水防火卷材。
6.按照權利要求3所述的制作改性硬泡聚氨酯復合板的方法，其特征在于所述的防水防火卷材的制作方法為采用高分子聚合物膠、無機粉料按1 0.6-1. 1的重量比例混合后，在聚合物卷材生產線上引入胎基或配筋加強網，再按常規方法制得有胎基或有加強筋的防水防火卷材。
7.按照權利要求5或6所述的制作改性硬泡聚氨酯復合板的方法，其特征在于所述的高分子聚合物膠是由下列重量配比的原料制成的75-90%的高分子聚合物乳液、 0. 5-1. 5%的成膜助劑、0-0. 8%的增稠劑、0. 1-0. 5%的消泡劑、0. 4-1. 2%的分散劑、3_6% 的阻燃劑、6-15%的水。
8.按照權利要求5或6所述的制作改性硬泡聚氨酯復合板的方法，其特征在于所述的無機粉料采用無水泥基無機粉料或有水泥基無機粉料中的至少一種。
9.按照權利要求8所述的制作改性硬泡聚氨酯復合板的方法，其特征在于所述的無水泥基無機粉料采用下列重量配比的原料制得65-85%的填料、15-35%的阻燃劑；有水泥基無機粉料采用下列重量配比的原料制得30-45 %的水泥、40-55 %的填料、10-28 %的阻燃劑。
全文摘要
本發明公開了一種改性硬泡聚氨酯復合板及其制作方法，包括預先制作聚合物卷材及在多異氰酸酯和組合聚醚發泡成硬泡聚氨酯保溫層的過程中直接將聚合物卷材復合在硬泡聚氨酯保溫層兩面工序，其特征在于在硬泡聚氨酯保溫層內添加氣凝膠材料，其添加量為聚氨酯泡沫重量的0.05～6.5％，所述的聚合物卷材為防水防火卷材。按照本發明的方法制作的復合板不僅具有優異保溫性能，而且防水抗滲性能高，尤其是防火性能更加突出，可用于建筑物外墻大面積的保溫、防水、防火工程，其使用方便，施工效率高。
文檔編號B32B27/18GK102173147SQ201110005990
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月1日 優先權日2011年1月1日
發明者夏良強 申請人:夏良強