專利名稱:固相堿金屬硅酸鹽復合泡沫材料的制作方法
本發明屬于高分子化合物組成，具體地說是涉及聚氨酯成分的改性。
復合泡沫材料做為保溫材料近年來已引起人們的極大注意，人們把研制高效、廉價的保溫材料看作是節能的一項重要措施。聚氨酯泡沫塑料具有導熱系數低、工藝簡單的優點，但耐高溫、耐老化性能差且造價昂貴。人們企圖找出一種新型的泡沫材料，使之既有導熱系數低、工藝簡單的優點，同時又具備耐高溫、耐老化、價格低廉的優點。英國專利1476799(1977)利用液體堿金屬硅酸鹽與含羥基的有機化合物混合后與異氰酸酯反應，借助催化劑、發泡劑作用形成聚脲-聚硅泡沫塑料，具有高強度、彈性和熱穩定性。但該專利以及以后的專利如日本特許公報J5647145等都沒有給出完整組分的配比，而這些專利最大缺點還在于它們選用堿金屬硅酸鹽水溶液，由于有大量水的存在與異氰酸酯作用按下列反應式生成脲。
這種聚脲是脆性的、機械強度低、抗壓強度小于1公斤/厘米2，不能滿足工程要求。在含羥基的有機溶劑方面，該專利提到1-9個碳原子的有機組分與堿金屬硅酸鹽均勻混合可以改善這種狀況，實際上多數有機物都不宜采用，唯有醇類如丙三醇可以混溶，發泡效果也好，但是解決不了含水量大、吸水率高的缺點，而且工業甘油本身含水就達10%，所以一般材料中水可多達25-30%。這些水分的存在既影響保溫效果也會造成保溫設施腐蝕，所以這種保溫材料雖然見諸專利，但無工業實用性。
針對上述缺點，本發明就是要選擇一種含水量少、導熱系數小、機械強度高而又造價低適于工程應用的泡沫保溫材料。
為了達到上述目的，本發明采取下列措施1.為了克服液相堿金屬硅酸鹽泡沫材料吸水性大、含水率高的缺點，本發明究其根源為液體水玻璃所致。固選用固相堿金屬硅酸鹽。該材料堿金屬氧化物與二氧化硅之比(Me2O/SiO2)高者，發泡倍數較大，容重較低，導熱系數也低。通常選用Me2O/SiO2＞0.33堿金屬硅酸鹽粉末的細度關系到復合材料能否充分反應，顆粒越細、容重越低、導熱系數也低。堿性硅酸鹽的摻量直接關系到造價問題，摻量越多，造價越低，但太多則影響材質和輸送、混拌。按要求在20-35%(重量)之間為宜，最佳配比為25%。
2.本發明采用不同羥值組合的聚醚材料，一般在350-800之間，其含量為35-50%(重量)，最佳配比為42%，本發明省去溶劑，聚醚兼有溶劑作用。
3.鑒于原用丙三醇作為有羥基溶劑，吸水性偏大，導熱系數偏高(0.025-0.028千卡/米、時、度)本發明舍棄甘油。
4.背景技術選用三乙胺為催化劑，氣味太大不適用。本發明采用醇胺類作催化劑，醇胺能加速異氰酸酯與含活潑氫化合物的反應。產生較高的熱量，使發泡劑汽化，且含水量少，用1-3%(重量)為宜。
本發明仍采用有機錫為催化劑，氟利昂為發泡劑，硅油作穩定劑。
綜上所述，本發明A組分配方為(按重量比)固體堿性硅酸鹽 20-35%羥值在350-800的聚醚 35-50%醇胺(三乙醇胺) 1-3%有機錫(二月桂酸二丁基錫) 0.5-2%氟利昂 10-15%硅油 2-5%5.本發明B組分為異氰酸酯，其NCO含量不低于29%，從導熱系數和吸水性來看多用異氰酸酯是有利的，但從強度來看，多用異氰酸酯使泡沫發脆，強度降低，表明有多余的NCO未參加反應。本發明選用市售的多苯基多次甲基多異氰酸酯以及MR，CMDI，三種型號B組分，效果完全一樣。
本發明選用A組分∶B組分＝1.1∶1-1.6∶1
采用本發明的一個實施例是是制造200公斤復合泡沫材料，首先將固體硅酸鈉粉碎，細度達0.088，稱取30公斤，加入羥值在350-800之間的聚醚50公斤，三乙醇胺3公斤，有機錫(如二月桂酸二丁基錫)2公斤，硅油泡沫穩定劑5.0公斤，氟利昂15公斤，將上述原料混合，攪拌均勻，做A組分放置待用。
稱取異氰酸酯(本發明采用多苯基多次甲基多異氰酸酯)95公斤做B組分。
將A，B組分混合并高速攪拌、轉速越快混拌越均勻，反應越充分，因而強度越高，然后注模或涂覆，立即固化，為了提高泡沫體的閉孔率，在固化以后靜置5分鐘。
如果對泡沫強度有特殊要求，可以加入硅烷偶聯劑增強效果。
利用本發明配方制得的復合泡沫材料性能如下
耐溫性 用差熱分析方法分析熱分解溫度和閃點，表明復合材料的熱分解溫度和閃點均高于聚氨酯。
由下表可見，本發明熱變形遠小于聚氨酯
本發明用電子探針檢查孔隙結構，氣孔均為封閉型，分布均勻，氣孔壁薄，大氣孔為300μM本發明用于保溫在具體施工中的一個例子是，當輸油管道內油溫50℃，環境溫度14℃，風速0.2米/秒時未保溫瀝青防腐管道表面溫度32.2℃熱損失 190千卡/米2、時聚氨酯泡沫保溫管道表面溫度17.4℃熱損失 13.1千卡/米2、時本發明復合泡沫保溫材料 表面溫度16.9℃熱損失 12.3千卡/米2、時本發明在濮陽-臨邑長輸管線的高唐泵站出口段(φ377)進行了實際保溫試驗，效果較好。
用本發明制備的復合泡沫材料與聚氨酯保溫材料性質相同，但該材料耐溫性高，造價低適用于較大厚度的保溫和氣孔結構好，所以經濟效益顯著，便于推廣。
權利要求
1.一種由堿性硅酸鹽、聚醚、有機錫、氟利昂和硅油組成的組分與異氰酸酯反應生成的復合泡沫材料，其特征在于所說的堿性硅酸鹽是固體堿性硅酸鹽，并加入醇胺為催化劑，其配比按重量百分比計為固體堿性硅酸鹽 20-35%聚醚 35-50%醇胺 1-3%有機錫 0.5-2%氟里昂 10-15%硅油 2-5%異氰酸酯與上述配比為1.1∶1-1.6∶1。
2.按照權利要求
1所說的泡沫材料，其特征在于固體堿性硅酸鹽與聚醚最佳配比為25%和42%。
3.按照權利要求
1、2所說的泡沫材料，其特征在于固體堿性硅酸鹽中堿金屬氧化物與二氧化硅之比大于0.33。
4.按照權利要求
1、2所說的泡沫材料，其特征在于所說的聚醚羥值在350-800之間。
5.按照權利要求
1所說的泡沫材料，其特征在于所說的催化劑為醇胺類化合物。
6.按照權利要求
1，2所說的泡沫材料，其特征在于所說的異氰酸酯NCO含量不低于29%。
專利摘要
一種有機—無機復合泡沫材料的配比系采用固體堿性硅酸鹽20-35％(重量)與聚醚35-50％(重量)混合，加入催化劑三乙醇胺1-3％(重量)有機錫0.5-2％(重量)，發泡劑氟里昂10-15％(重量)，穩泡劑硅油2-5％(重量)攪拌均勻，再與異氰酸酯混合(配比為1.1∶1-1.6∶1)發泡制成。這種材料除具有聚氨酯的優點外，還具有吸水性小，導熱系數低，工藝簡單，造價低廉等優點。
文檔編號C08L75/00GK86100706SQ86100706
公開日1987年1月31日 申請日期1986年1月27日
發明者莫理京, 沙玉堅 申請人:石油工業部施工技術研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan