一种环保型全水发泡硬质聚氨酯高效外保温材料及其制造方法

一种环保型全水发泡硬质聚氨酯高效外保温材料及其制造方法

技术领域：

本发明公开了一种新型环保全水发泡硬质聚氨酯高效外保温材料，同时还公开了该保温 材料的制造方法，属于建筑节能材料生产及建筑节能技术领域。

背景技术：

我国是一个气候特征复杂的大国，如严寒的东北地区，夏热冬寒的长江中游地区，这使 得我国建筑建材的能耗非常大。北方地区的冬季保暖等，其能耗占全国总能耗的47.3％。 但是由于材料、技术和工艺的问题，我国传统建筑单位面积采暖能耗是国际上气候条件相近 的发达国家的2～3倍。国家颁布的《节能中长期专项规划》规定，“十一五”期间新建建筑 要严格执行节能标准，同时对现有建筑要逐步施行绝热保温改造。

目前，我国使用的保温节能材料主要包括以下几种：泡沫型保温材料、复合硅酸盐保温 材料、硅酸钙绝热制品保温材料。在国内使用的泡沫型保温材料主要是EPS保温材料，而聚 氨酯(PU)保温材料与EPS保温材料相比，导热系数更低，50mm厚的PU硬质泡沫塑料的保 温效果相当于80mm厚的EPS。并且与EPS相比，PU与水泥基层的粘合性更好，使得“外保温 饰面系统”与外墙面更好地结合。特别是在北方寒冷地区实现节能65％时，EPS过厚难以施工， 脱落现象更加严重。硬质聚氨酯泡沫塑料一般采用低沸点烃类化合物氟氯烃(CFCS)作为发 泡剂，然而近年来发现被该类化合物是破坏地球臭氧层的元凶，氢氯氟烃(HCFC)类也具有 一定的臭氧除去功能和产生温室效应，所以原有的聚氨酯发泡系统必须被替代，因此全水发 泡技术越来越受到了人们的青睐。而全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料存在许多不足，如体系粘 度太大，流动性差，发泡不均而导致泡孔粗大，导热系数偏大，泡沫体发脆等，本发明利用 硅藻土、纳米氧化物对其进行了成功有效的改进，克服了全水硬质聚氨酯泡沫塑料上述缺陷， 提高了保温性能、强度和耐热性能。

发明内容：

本发明公开了一种环保型全水发泡硬质聚氨酯高效外保温材料，同时还公开了该保温材 料的制造方法。

本发明环保型全水发泡硬质聚氨酯高效外保温材料的具体配方如下(按重量份数比)：

聚醚多元醇100份、复合催化剂0.5～5份、蒸馏水1～5份、异氰酸酯100～150份、硅 藻土0.5～20份、纳米氧化物0.5～10份。

所述的复合催化剂选用三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡；纳米氧化物选用纳米氧化硅、纳 米氧化钛。

本发明的技术解决方案如下：按上述比例称取原材料。用硅烷类偶联剂KH‑550(其化学 名称为γ‑氨丙基三乙氧基硅烷)将纳米氧化物进行表面处理，抽滤后烘干待用。硅藻土在 使用前，可采用酸浸法提纯，去除体系中的粘土及有机杂质，提高纯度并改善孔结构，用硅 烷类偶联剂KH‑550进行表面处理，抽滤后烘干待用。

首先采用功率超声将纳米氧化物微粒分散在异氰酸酯中。将定量的聚醚多元醇、复合催 化剂、硅藻土、蒸馏水加入到容器中，搅拌均匀，再倒入异氰酸酯中，高速搅拌，然后发泡， 熟化后，即得本发明的环保型全水发泡硬质聚氨酯高效外保温材料。

本发明的积极效果在于，不含有低沸点烃类化合物氟氯烃和氢氯氟烃类化合物，用全水 发泡，不破坏臭氧层、不产生温室效应，环保。本发明利用硅藻土、纳米氧化物对全水硬质 聚氨酯泡沫塑料进行有效的改进，克服了全水硬质聚氨酯泡沫塑料体系粘度太大，流动性差， 发泡不均而导致泡孔粗大，导热系数偏大，泡沫体发脆、强度低等缺陷，提高了全水硬质聚 氨酯泡沫塑料保温性能、强度和耐热性能。和同类产品相比具有明显的技术优势和经济优势， 为建筑节能提供了环保高效保温材料，可在建筑领域中广泛使用，将产生巨大的经济效益和 社会效益。

具体实施方式：

实施例1

聚醚多元醇100份、三乙醇胺份0.5份、二月桂酸二丁基锡1份、蒸馏水2份、异氰酸 酯140份、硅藻土12份。

用硅烷类偶联剂KH‑550对硅藻土进行表面处理。将定量的聚醚多元醇、复合催化剂、硅 藻土、蒸馏水加入到容器中，搅拌均匀，再倒入异氰酸酯中，高速搅拌，然后发泡，熟化。 制成环保型全水发泡硬质聚氨酯高效外保温材料。

实施例2

聚醚多元醇100份、三乙醇胺份1份、二月桂酸二丁基锡4份、蒸馏水3份、异氰酸酯 140份、纳米氧化硅4份、硅藻土4份。

首先用硅烷类偶联剂KH‑550对纳米氧化硅和硅藻土进行表面处理。首先采用功率超声将 纳米SiO2微粒分散在异氰酸酯中。将定量的聚醚多元醇、复合催化剂、硅藻土、蒸馏水加入 到容器中，搅拌均匀，再倒入异氰酸酯中，高速搅拌，然后发泡，熟化。制成环保型全水发 泡硬质聚氨酯高效外保温材料。

实施例3

聚醚多元醇100份、三乙醇胺份2份、二月桂酸二丁基锡2份、蒸馏水3份、异氰酸酯 150份、纳米氧化硅3份、硅藻土15份。

首先用硅烷类偶联剂KH‑550对纳米氧化硅和硅藻土进行表面处理。采用功率超声将纳米 SiO₂微粒分散在异氰酸酯中。将定量的聚醚多元醇、复合催化剂、硅藻土、蒸馏水加入到容 器中，搅拌均匀，再倒入异氰酸酯中，高速搅拌，然后发泡，熟化。制成环保型全水发泡硬 质聚氨酯高效外保温材料。

实施例4

聚醚多元醇100份、三乙醇胺份0.5份、二月桂酸二丁基锡3份、蒸馏水1份、异氰酸 酯135份、纳米氧化钛2份、硅藻土10份。

首先用硅烷类偶联剂KH‑550对纳米氧化钛和硅藻土进行表面处理。采用功率超声将纳米 氧化钛微粒分散在异氰酸酯中。将定量的聚醚多元醇、复合催化剂、硅藻土、蒸馏水加入到 容器中，搅拌均匀，再倒入异氰酸酯中，高速搅拌，然后发泡，熟化。制成环保型全水发泡 硬质聚氨酯高效外保温材料。