一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及泡沫材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料；由聚苯乙烯泡沫層和硬質(zhì)聚氨酯層交替排列組成，所述硬質(zhì)聚氨酯層的原料的質(zhì)量份組成如下：芳族聚酯多元醇100份、催化劑3-8份、水40-60份、發(fā)泡劑18-45份、泡沫穩(wěn)定劑2-10份、阻燃劑10-60份、聚二苯甲烷二異腈酸酯120-160份。該發(fā)明的泡沫的孔徑小，能有效降低泡沫體系的導(dǎo)熱系數(shù)；提高絕熱層的保溫性能，耐熱性能高；而且由于平均芯密度低，還可以節(jié)約原材料，抗壓強(qiáng)度高，再加上聚苯乙烯泡沫塑料的價(jià)格遠(yuǎn)低于硬質(zhì)聚氨酯泡沫的價(jià)格，可以進(jìn)一步降低成本；本發(fā)明中采用的阻燃劑，能夠在很大程度上一直外界熱量向芯材部分的傳遞，因此可以實(shí)現(xiàn)聚氨酯泡沫表面的阻燃。
【專利說明】一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沬塑料復(fù)合型吸能材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料防撞系統(tǒng)的泡沫材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料。

【背景技術(shù)】
[0002]石油、化工管道為了保證介質(zhì)的正常輸送，通常采用管道外加保溫層進(jìn)行保溫輸送，油田集油管線采用摻輸或伴熱流程以保證原油的正常輸送，伴熱管線保溫預(yù)支成硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料夾克管存在無法解決的問題，站內(nèi)管線由于距離短，焊接接口、彎頭較多，使用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料夾克管十分不便。伴熱管線和站內(nèi)管線的保溫、防水材料的使用受到一定的限制。
[0003]為解決上述技術(shù)問題，中國專利號CN200510123491中公布了一種硬質(zhì)聚氨酯聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合保溫管殼，是由在做成形的聚苯乙烯泡沫塑料殼體外包覆一層硬質(zhì)聚氨酯構(gòu)成，硬質(zhì)聚氨酯(PU)泡沫塑料的基本原料是由黑料、白料和助劑組成，黑料、白料和助劑按重量比例為黑料:白料:助劑=1:1:1或1: 1.1:1;黑料是多異氰酸酯、浙青或635聚醚單體；白料是聚醚多元醇；助劑是表面活性劑和發(fā)泡劑，表面活性劑包括二甲基環(huán)己胺、三乙烯二胺、二乙醇胺、三乙醇胺、MDI或TDI —到兩種，發(fā)泡劑包括CFC-11、無氟氯烴或戊烷。
[0004]但是聚氨酯遇到熱源或是火源極易燃燒，且火焰?zhèn)鞑ニ俣确浅？?，因此，該材料在建筑、化工、石油領(lǐng)域使用時(shí)需要進(jìn)一步提高其阻燃性能。而且硬質(zhì)聚氨酯聚苯乙烯泡沫塑料的硬度及抗壓強(qiáng)度都有待提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種硬度高、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率低、阻燃性能好的硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料，由聚苯乙烯泡沫層和硬質(zhì)聚氨酯層交替排列組成，所述硬質(zhì)聚氨酯層的原料的質(zhì)量份組成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化劑3-8份、水40-60份、發(fā)泡劑18-45份、泡沫穩(wěn)定劑2-10份、阻燃劑10-60份、聚二苯甲烷二異腈酸酯120-160份。
[0008]進(jìn)一步的，所述芳族聚酯多元醇中芳環(huán)含量為55-60%，羥值為120-250mgK0H/g，官能度為4-7。
[0009]進(jìn)一步的，所述催化劑選自:N，N-二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇、五甲基二乙烯三胺、30%的醋酸鉀溶液、N-甲基二環(huán)己基胺中的一種或幾種。
[0010]進(jìn)一步的，所述發(fā)泡劑選自正戊烷、環(huán)己烷中的至少一種。
[0011]進(jìn)一步的，所述泡沫穩(wěn)定劑選用含磺酸基的表面活性劑。
[0012]進(jìn)一步的，所述阻燃劑的組成如下:氫氧化鎂:紅磷:三聚氰胺:季戊四醇:甲基膦酸二甲酯=1:2:1.1:1.2:1.7。
[0013]進(jìn)一步的，由聚苯乙烯泡沫層和硬質(zhì)聚氨酯層交替排列組成，所述硬質(zhì)聚氨酯層的原料的質(zhì)量份組成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化劑5份、水50份、發(fā)泡劑30份、泡沫穩(wěn)定劑6份、阻燃劑35份、聚二苯甲烷二異腈酸酯140份。
[0014]采用本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是:
[0015](I)該發(fā)明的泡沫的孔徑小，不易變形，耐溶劑耐熱輻射，能有效降低泡沫體系的導(dǎo)熱系數(shù)；提高絕熱層的保溫性能，耐熱性能高；而且由于平均芯密度低，還可以節(jié)約原材料，再加上聚苯乙烯泡沫塑料的價(jià)格遠(yuǎn)低于硬質(zhì)聚氨酯泡沫的價(jià)格，可以進(jìn)一步降低成本；
[0016](2)本發(fā)明中采用的阻燃劑，能夠在很大程度上一直外界熱量向芯材部分的傳遞，因此可以實(shí)現(xiàn)聚氨酯泡沫表面的阻燃；而且，由于多異腈酸酯、聚醚多元醇和助劑等對聚苯乙烯泡沫塑料有微溶作用，兩者結(jié)合更牢固，抗壓強(qiáng)度和阻燃效果更好。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0018]實(shí)施例1
[0019]一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料，由聚苯乙烯泡沫層和硬質(zhì)聚氨酯層交替排列組成，所述硬質(zhì)聚氨酯層的原料的質(zhì)量份組成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化劑3份、水40份、發(fā)泡劑18份、泡沫穩(wěn)定劑2份、阻燃劑10份、聚二苯甲烷二異腈酸酯120份。
[0020]所述芳族聚酯多元醇中芳環(huán)含量為55%，羥值為120mg KOH/g，官能度為4。
[0021]所述催化劑為N，N- 二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇。
[0022]所述發(fā)泡劑為正戊烷。
[0023]所述泡沫穩(wěn)定劑選用含磺酸基的表面活性劑。
[0024]所述阻燃劑的組成如下:氫氧化鎂:紅磷:三聚氰胺:季戊四醇:甲基膦酸二甲酯=1:2:1.1:1.2:1.7。
[0025]根據(jù)下列工序制備硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料:將可發(fā)型聚苯乙烯泡沫塑料板材，并切割成需要的形狀；按上述組分配比準(zhǔn)備原料，控制溫度為20°C，2500r.p.m混合均勻得到共混物，再將共混物注入模具，再放入聚苯乙烯泡沫塑料成型管殼待固化后得成品。然后在5X5X5cm樣品上測量抗壓強(qiáng)度。取0.5mm厚的成品，采用酒精燈點(diǎn)燃時(shí)，檢測聚氨酯硬泡保溫材料點(diǎn)燃時(shí)間。
[0026]實(shí)施例2中所述芳族聚酯多元醇中芳環(huán)含量為57%，羥值為140mg KOH/g,官能度為5。
[0027]實(shí)施例3中所述芳族聚酯多元醇中芳環(huán)含量為58.3%，羥值為160mg KOH/g,官能度為6。
[0028]實(shí)施例4中所述芳族聚酯多元醇中芳環(huán)含量為59%，羥值為200mg KOH/g,官能度為6。
[0029]實(shí)施例5中所述芳族聚酯多元醇中芳環(huán)含量為60%，羥值為250mg KOH/g,官能度為7。
[0030]實(shí)施例1-實(shí)施例5的組成和性能見表I。
[0031]
實(shí)施例1 實(shí)施例2 實(shí)施例3 實(shí)施例4 實(shí)施例5芳族聚酯多 100100100100100
元醇______
N, N- 二甲 3—I33I
氨基乙基-N-甲基氨基乙醇______
五甲基二乙 727I2
燦二胺______
30%的醋酸 7 2 2 2 4鉀溶液______
N-甲基二 77/3?
環(huán)己基胺______
水__40__45__50__55__60
正戊烷181016 一 1825
環(huán)己焼I 15 I 14 I 18 I 20
[0032]含磺酸基的 2367?0
表面活性劑______
氫氧化鎂 1.4335 _ 68.57
紅磷2.866 一 10 — 1217.1
三聚氰胺 1.573.35.56.69.43
季戊四醇 1.Π3.667.210.29
甲基膦酸二 2.435.18.510.214.57
甲酯______
聚二苯甲烷 120 125 130 140 160二異腈酸酯______
泡沫休測試膠凝時(shí)間4948 ? 474850
(S)
自由發(fā)泡密 30^3L23L93(λ3306
度(g/1)______
抗壓強(qiáng)度 170.1170 5173.2178.3169 8
(KPa)______
點(diǎn)燃時(shí)間推遲Ih以推遲48min推遲1.1h推遲SOmin推遲55min
_上 I 以上 I 以上 I 以上 I 以上
[0033]綜上所述，實(shí)施例3為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0034]盡管上述實(shí)施例已對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但是本發(fā)明的技術(shù)方案并不限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的思想和宗旨的情況下，對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的任何改動都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料，其特征在于，由聚苯乙烯泡沫層和硬質(zhì)聚氨酯層交替排列組成，所述硬質(zhì)聚氨酯層的原料的質(zhì)量份組成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化劑3-8份、水40-60份、發(fā)泡劑18-45份、泡沫穩(wěn)定劑2_10份、阻燃劑10-60份、聚二苯甲烷二異腈酸酯120-160份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料，其特征在于:所述芳族聚酯多元醇中芳環(huán)含量為55-60%，羥值為120-250mg KOH/g，官能度為4-7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料，其特征在于，所述催化劑選自:N，N- 二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇、五甲基二乙烯三胺、30%的醋酸鉀溶液、N-甲基二環(huán)己基胺中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料，其特征在于:所述發(fā)泡劑選自正戊烷、環(huán)己烷中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料，其特征在于:所述泡沫穩(wěn)定劑選用含磺酸基的表面活性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料，其特征在于，所述阻燃劑的組成如下:氫氧化鎂:紅磷:三聚氰胺:季戊四醇:甲基膦酸二甲酯=1:2:1.1:1.2:1.7。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)聚氨酯與聚苯乙烯泡沫塑料復(fù)合型吸能材料，其特征在于，由聚苯乙烯泡沫層和硬質(zhì)聚氨酯層交替排列組成，所述硬質(zhì)聚氨酯層的原料的質(zhì)量份組成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化劑5份、水50份、發(fā)泡劑30份、泡沫穩(wěn)定劑6份、阻燃劑35份、聚二苯甲烷二異腈酸酯140份。
【文檔編號】B32B27/32GK104191768SQ201410425502
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】卞清, 朱春鋒, 孫波 申請人:上海愛逸建筑科技有限公司