一種聚氨酯硬泡沫塑料的制作方法
【專利摘要】本發明涉及聚氨酯發泡硬塑料【技術領域】，更具體地說是涉及一種聚氨酯硬泡沫塑料。本發明聚氨酯硬泡沫塑料材料由組分異氰酸酯和聚醚組合物混合發泡而得，其中，聚醚組合物由包括原料組合聚醚70～85份、二甲醚3～7份、莫來石8～15份、碳化硅細粉4～8份組成。本發明能夠克服現有硬泡沫塑料力學性能差的缺點，在保證原有耐高溫、耐火等性能外，還具有良好的強度與韌性。
【專利說明】一種聚氨酯硬泡沬塑料
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚氨酯發泡硬塑料【技術領域】，更具體地說是涉及一種聚氨酯硬泡沫塑料。
【背景技術】
[0002]聚氨酯硬泡沫塑料具有質輕、保溫、耐寒耐溶劑、吸音及緩沖抗震等優良性能，廣泛用于冰箱、冰柜、冷庫、冷藏車等箱體絕緣熱層的絕熱材料，建筑物、儲罐及管道保溫材料，少量用于非絕熱場合，如彷木材、包裝材料等，但由于其力學性能較差，達不到結構材料的使用要求。
[0003]作為結構材料，要求有一定的強度、剛度和韌性等。為提高聚氨酯硬泡塑料力學性能，常用的方法是提高材料密度或添加增強劑，其中增強劑對聚氨酯硬泡塑料力學性能的影響已成為當前研究的熱點之一。已報道的增強劑有無機填料和增強纖維，有機填料主要是二氧化硅、碳酸鈣和中空玻璃微粒等，增強纖維主要是玻璃纖維、有機纖維及碳纖維等。
[0004]莫來石是一系列由鋁硅酸鹽組成的礦物統稱，因最初發現于莫來島而得名，它在自然界中很少存在，主要采用鋁硅酸鹽在高溫下進行人工合成，其主要成分是3Al203 *2Si02或2 Al2O3 *Si02。莫來石現在主要用于制作高性能陶瓷、耐火、耐高溫、電子封裝和光學材料等，也可以與其它材料符合而成為性能優越的復合材料。
[0005]中國專利(申請號 :201210427347.5)公開了一種用于陶瓷剎車片的摩擦材料組合物，其主要由下列組分按重量百分比制成:莫來石陶瓷纖維14-18%、噴膠硅酸鋁纖維10-13%、芳綸漿柏10-12%、紫銅纖維8-9%、鈦酸鉀晶須8_10%、納米氧化鐵3_5%、氫氧化鋁0.8-1%、重晶石7-12%、鉀長石8-10%、鉻鐵礦3-5%、氫氧化鎂1-1.5%、氧化鋅0.2-0.5%、石墨顆粒7-11%、膨脹石墨6-9%、丁腈橡膠1_2%、腰果殼油改性酚醛樹脂6-10%。該發明中的莫來石陶瓷纖維是一種纖維狀輕質耐火材料，具有重量輕、耐高溫、熱穩定性好、導熱率低、比熱小及耐機械震動等優點，與其他材料合理搭配后，有效改善了剎車片表面硬度、摩擦系數，也改善了傳熱性能和加工性能，相對于現有的陶瓷剎車片，該剎車片高溫時的機械及制動性能更好。
[0006]中國專利(申請號:200710131655.2)公開了一種耐磨耐火可塑料，其是由60 —80wt%剛玉和/或莫來石和/或A1203≥80%礬土熟料，5 —10wt%≤4 μ m氧化鋁微粉，6 - 15wt%≤ 0.025mm鉻剛玉細粉，2 - 6wt%≤ 1μm硅微粉，5 — 10?%藍晶石或紅柱石或娃線石組成，外加12 — 15wt%雙氫磷酸招或硫酸招結合劑,及0.5 — 3wt%招酸韓或帆土水泥促凝劑。與現有技術相比，該耐磨耐火可塑料具有致密度高，耐壓強度高，耐磨性能好，抗渣性和抗侵蝕能力強，使用溫高，大大延長了使用壽命，可以滿足更高要求使用。
[0007]然而，在檢索到的現有資料中，仍沒有一種方案將材料莫來石應用到聚氨酯硬泡塑料制備領域上，通過組合物各組分的合理配比，制成具有良好性能的聚氨酯硬泡塑料。
【發明內容】
[0008]針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種具有良好力學性能的聚氨酯硬泡沫塑料，該材料可以用作防木材、防石材材料，具有耐高溫、耐火等性能，還具有良好的強度與韌性。
[0009]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種聚氨酯硬泡沫塑料，由組分異氰酸酯和聚醚組合物混合發泡而得，其中聚醚組合物包括以下重量份數的組分:組合聚醚70~85份；二甲醚3~7份；莫來石8~15份；碳化硅細粉4~8份。所述的聚醚組合物和異氰酸酯按質量比為1:1~1: 1.4混合發泡后即得所述聚氨酯硬泡沫塑料。
[0010]本發明所用的異氰酸酯主要有甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、多次甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)等及少量做特殊用途的其他脂肪族和芳香族的有機異氰酸酯。
[0011]以上所述組合聚醚采用以下重量份數的主要原料混合制成:甘油聚醚樹脂5~7份、乙二醇醚樹脂3~5份、泡沫穩定劑水溶性硅油0.2~0.3份、催化劑五甲基二乙烯三胺0.2~0.4份、固化劑二月桂酸二丁基錫0.1~0.3份、去離子水2~4份。
[0012]本發明材料按常規制備方法制備:在常溫下，將原料異氰酸酯與聚醚組合物混合澆注至模具中，擠壓制成模型，待物料固化后，取出，然后進行后續工序例如噴涂顏料等，即得所述聚氨酯硬泡沫塑料。
[0013]上述反應采 用CO2為發泡劑，或利用異氰酸酯和水反應生產的CO2 (水發泡)作為發泡劑，具有無毒、安全、不存在回收利用問題及不需要投資改造發泡設備的優點，是目前一種比較理想的發泡劑。
[0014]二甲醚(DME)在常溫常壓下是一種無色氣體或壓縮液體，具有惰性、無腐蝕性、無致癌性，還具有優良的混溶性，易溶于水，能同大多數極性和非極性有機溶劑混溶；沸點低，易燃，但與水混合后可獲得高沸點及不燃性物質的特性；化學性質穩定，可長期儲存而不分解或轉化，在大氣層中的壽命很短，約10天左右，即可被降解為二氧化碳和水，ODP值為0，因而不會造成環境污染和破壞臭氧層。由于現有技術中用水作為發泡劑時，聚氨酯硬泡沫存在泡沫強度低的缺陷，部分企業通過提高原料異氰酸酯的用量或提高泡沫密度來解決上述問題，這就會導致生產成本升高，阻礙全水發泡技術的推廣。二甲醚可與水互溶的特性使其很容易用于全水發泡技術中，有助于改善全水發泡聚氨酯硬泡沫強度低、穩定性差、絕熱性差的缺陷，并可以減少異氰酸酯用量；此外，由于二甲醚的低粘度與低表面張力特性，用于全水發泡體系中可顯著降低體系黏度，并提高體系中各組分混勻性，使成型的發泡保溫材料孔泡分布均勻，保溫性能穩定；同時二甲醚與聚醚多元醇的互溶性有利于提高聚氨酯硬泡沫的發泡效率和尺寸穩定性；再加上二甲醚價格低、來源廣的優點，其可以作為發泡助劑用于各種聚氨酯硬泡沫的生產，并可有效的提高聚氨酯硬泡沫的使用性能。
[0015]莫來石是一種優質的耐火材料，它具有膨脹均勻、熱震穩定性極好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性好等特點。作為發泡硬質塑料的增強填充劑能改善塑料的力學性能。
[0016]碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料通過電阻爐高溫冶煉而成。它具有耐高溫、強度大、導熱性能良好、抗沖擊等優點。本發明原料碳化硅細粉粒徑在I~7微米之間。[0017]與現有技術相比，本發明聚氨酯硬泡沫塑料采用莫來石作為增強填充劑，能很好地改善材料的力學性能，在保證原有耐高溫、耐火等性能外，還具有良好的強度與韌性，達到防真石材、木材的要求。而且由于采用ODP值為O的發泡劑CO2，避免了傳統發泡劑對環境的危害。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式并不局限于實施例表示的范圍。
[0019]實施例1
按質量份數稱取5份甘油聚醚樹脂、5份乙二醇醚樹脂、0.2份泡沫穩定劑水溶性硅油、0.2份催化劑五甲基二乙烯、0.3份固化劑二月桂酸二丁基錫、2份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照80公斤組合聚醚加入5公斤二甲醚、10公斤莫來石和5公斤碳化硅細粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質量比1:1.4混合、壓板，固化后即得聚氨酯硬質泡沫塑料。
[0020]實施例2 按質量份數稱取6份甘油聚醚樹脂、4份乙二醇醚樹脂、0.3份泡沫穩定劑水溶性硅油、0.3份催化劑五甲基二乙烯、0.2份固化劑二月桂酸二丁基錫、3份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照80公斤組合聚醚加入5公斤二甲醚、8公斤莫來石和7公斤碳化硅細粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質量比1:1.3混合、壓板，固化后即得聚氨酯硬質泡沫塑料。
[0021]實施例3
按質量份數稱取7份甘油聚醚樹脂、3份乙二醇醚樹脂、0.2份泡沫穩定劑水溶性硅油、0.4份催化劑五甲基二乙烯、0.2份固化劑二月桂酸二丁基錫、3份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照70公斤組合聚醚加入7公斤二甲醚、15公斤莫來石和8公斤碳化硅細粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質量比1:1.4混合、壓板，固化后即得聚氨酯硬質泡沫塑料。
[0022]實施例4
按質量份數稱取6份甘油聚醚樹脂、4份乙二醇醚樹脂、0.3份泡沫穩定劑水溶性硅油、0.3份催化劑五甲基二乙烯、0.3份固化劑二月桂酸二丁基錫、4份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照85公斤組合聚醚加入3公斤二甲醚、8公斤莫來石和4公斤碳化硅細粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質量比1:1.1混合、壓板，固化后即得聚氨酯硬質泡沫塑料。
[0023]實施例5
按質量份數稱取5份甘油聚醚樹脂、5份乙二醇醚樹脂、0.2份泡沫穩定劑水溶性硅油、0.2份催化劑五甲基二乙烯、0.3份固化劑二月桂酸二丁基錫、2份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照75公斤組合聚醚加入4公斤二甲醚、15公斤莫來石和6公斤碳化硅細粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質量比1:1.0混合、壓板，固化后即得聚氨酯硬質泡沫塑料。
[0024]實施例6按質量份數稱取6份甘油聚醚樹脂、4份乙二醇醚樹脂、0.3份泡沫穩定劑水溶性硅油、
0.3份催化劑五甲基二乙烯、0.3份固化劑二月桂酸二丁基錫、3份水，混合后形成原料組合聚醚，然后按照80公斤組合聚醚加入4公斤二甲醚、12公斤莫來石和4公斤碳化硅細粉，混合均勻形成聚醚組合物，然后在容器中同異氰酸酯按質量比1:1.2混合、壓板，固化后即得聚氨酯硬質泡沫塑料。`
【權利要求】
1.一種聚氨酯硬泡沫塑料，由組分異氰酸酯和聚醚組合物混合發泡而得，其特征在于，所述的聚醚組合物包括以下重量份數的組分: 組合聚醚70~85份； 二甲醚3~7份； 莫來石8~15份； 碳化硅細粉4~8份； 所述的聚醚組合物和異氰酸酯按質量比為1:1~1: 1.4混合發泡后即得所述聚氨酯硬泡沫塑料。
2.根據權利要求1所述的聚氨酯硬泡沫塑料，其特征在于，所述組合聚醚采用以下重量份數的主要原料混合制成: 甘油聚醚樹脂5~7份； 乙二醇醚樹脂3~5份； 泡沫穩定劑水溶性硅油0.2~0.3份； 催化劑五甲基二乙烯三胺0.2~0.4份； 固化劑二月桂酸二丁基錫0.1~0.3份； 去離子水2~4份。
【文檔編號】C08J9/08GK103739806SQ201310710235
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月22日 優先權日:2013年12月22日
【發明者】藍麗, 張娜, 柳春, 賈艷樺, 倪海明, 陶靖, 農韋健, 阮付賢 申請人:廣西弘耀祥科技有限公司