硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，是以如下原料，發(fā)泡制備得到：聚醚/聚酯多元醇、復合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、水、混合發(fā)泡劑、多異氰酸酯、含羥基的二氧化硅氣凝膠溶液。本發(fā)明的優(yōu)點在于：1）工藝簡單，可大規(guī)模工業(yè)化生產；2）含羥基的二氧化硅氣凝膠樹脂的加入，提高了泡沫的機械強度和保溫性能，可適用入更加極端的超低溫環(huán)境。
【專利說明】硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沬塑料及制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硬質聚氨酯復合泡沫塑料及其制備方法，具體涉及一種低密度硬質聚氨酯(PU)-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料的制備方法。
【背景技術】
[0002]常規(guī)聚氨酯泡沫塑料是由聚醚多元醇和異氰酸酯在發(fā)泡劑作用下制得的泡沫制品，具有優(yōu)良的保溫性能、力學性能、電學性能、聲學性能和耐化學品性能，特別是具有優(yōu)異的絕熱性能，而廣泛應用于冰箱、冷柜、冷庫板、夾心板、管道保溫、冷藏集裝箱、建筑節(jié)能等絕熱保溫領域。
[0003]但是PU泡沫存在機械強度不足、阻燃性能偏差等缺點，限制了其在特種材料領域的應用。用于儲罐保冷絕熱的材料應滿足導熱系數小、密度小、吸濕性小、吸水率小、抗凍性強、極低溫下不會開裂、耐火性好、煙密度小、無氣味、不易霉爛、對人體無害、能防止蟲蛀鼠咬、機械強度高、經久耐用、價格低及施工方便等要求。[0004]因此通過材料復合對聚氨酯硬質泡沫材料進行改性，使其在保證良好導熱性能的前提下，具備良好的靜態(tài)和動態(tài)壓縮強度、沖擊強度、剛度、尺寸穩(wěn)定性以及較高的斷裂性能，以被廣泛應用到液化天然氣(LNG)低溫儲罐超低溫保溫絕熱材料中。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供低密度硬質聚氨酯(PU) -氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術存在的缺陷。
[0006]本發(fā)明的技術解決方案是:
一種硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，其特征是:是以如下重量份數的原料，發(fā)泡制備得到:
聚醚/聚酯多元醇100份 復合催化劑0.5-3份 泡沫穩(wěn)定劑1.5-3.5份 水1-3份
混合發(fā)泡劑15-25份
多異氰酸酯150-300份
含羥基的二氧化硅氣凝膠溶液10-50份。
[0007]所述的聚醚多元醇選自:
由以蔗糖和二甘醇為起始劑與環(huán)氧丙烷經加成反應制得的聚醚多元醇a、以山梨醇和甘油為起始劑與環(huán)氧丙烷經加成反應制得的聚醚多元醇b、以季戊四醇為起始劑與環(huán)氧丙烷經加成反應制得的聚醚多元醇C、以甲苯二胺為起始劑與環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷經加成反應制得的聚醚多元醇d、以PET和二乙二醇為原料反應制得的芳烴聚酯多元醇e、以苯酐和二乙二醇為原料反應制得的苯酐聚酯多元醇f、以酚醛樹脂為起始劑與環(huán)氧丙烷經加成反應制得的聚醚多元醇g或小分子多元醇h中的兩種或兩種以上。
[0008]以所述的聚醚多元醇中的一種為主，其余的輔，為主的聚醚多元醇與為輔的聚醚多元醇的重量比為2-5:1。
[0009]所述的聚醚多元醇a羥值為400_440mgK0H/g ；
聚醚多元醇b羥值為260-300mgK0H/g ；
蒙醚多元醇c羥值為420-460mgK0H/g ；
聚醚多元醇d羥值為740-780mgK0H/g ；
芳烴聚酯多元醇e羥值為380-420mgK0H/g ；
苯酐聚酯多元醇f羥值為300-340mgK0H/g ；
阻燃聚醚多元醇g羥值為450-500mgK0H/g ；
小分子多元醇g為甘油、乙二醇、丁二醇或三乙醇胺的一種以上。
[0010]所述的復合催化劑選自胺類催化劑和有機錫類催化劑的復合物；所述胺類催化劑為三乙醇胺、二甲基環(huán)己胺、三乙烯二胺、五甲基二亞乙基三胺中的一種以上；所述有機錫類催化劑選自辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫或二馬來酸二丁基錫中的一種以上；胺類催化劑和有機錫類催化劑的重量比為0.5-3:1。
[0011]所述的泡沫穩(wěn)定劑選自聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物，如美思德公司牌號為AK8805、中山東峻公司牌號為3633等的產品；
所述的混合發(fā)泡劑選自一氟二氯乙烷(HCFC-141b)、五氟丙烷(HFC-254fa)、環(huán)戊烷、五氟丁烷(HFC-365mfc)或異戊烷中的一種以上。
[0012]所述的多異氰酸酯為多亞甲基苯基多異氰酸酯，NCO含量在29~33重量％ ;所述的含羥基的二氧化硅氣凝膠羥值為50-100mgK0H/g。
[0013]一種硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料的制備方法，其特征是:包括如下步驟:將各個組分混合后在模具中發(fā)泡，發(fā)泡溫度為20~40°C，即可獲得硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料；
物料混合順序為:
(1)將聚醚/聚酯多元醇、復合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、水、混合發(fā)泡劑和含羥基的二氧化硅氣凝膠樹脂混合，獲得混合物A ；
(2)將多異氰酸酯與混合物A混合后在模具中發(fā)泡。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:1)工藝簡單，可大規(guī)模工業(yè)化生產；2)含羥基的二氧化硅氣凝膠樹脂的加入，提高了泡沫的機械強度和保溫性能，可適用入更加極端的超低溫環(huán)境。
[0015]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0016]實施例1-6，組分的配比和所制泡沫的各項性能見表1。
[0017]表1泡沫組分配比及各項性能參數
【權利要求】
1.一種硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，其特征是:是以如下重量份數的原料，發(fā)泡制備得到: 聚醚/聚酯多元醇100份 復合催化劑0.5-3份 泡沫穩(wěn)定劑1.5-3.5份 水1-3份 混合發(fā)泡劑15-25份 多異氰酸酯150-300份 含羥基的二氧化硅氣凝膠溶液10-50份。
2.根據權利要求1所述的硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，其特征是:所述的聚醚多元醇選自: 由以蔗糖和二甘醇為起始劑與環(huán)氧丙烷經加成反應制得的聚醚多元醇a、以山梨醇和甘油為起始劑與環(huán)氧丙烷經加成反應制得的聚醚多元醇b、以季戊四醇為起始劑與環(huán)氧丙烷經加成反應制得的聚醚多元醇C、以甲苯二胺為起始劑與環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷經加成反應制得的聚醚多元醇d、以PET和二乙二醇為原料反應制得的芳烴聚酯多元醇e、以苯酐和二乙二醇為原料反應制得的苯酐聚酯多元醇f、以酚醛樹脂為起始劑與環(huán)氧丙烷經加成反應制得的聚醚多元醇g或小分子多元醇h中的兩種或兩種以上。
3.根據權利要求2所述的硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，其特征是:以所述的聚醚多元醇中的一種為主，其余的輔，為主的聚醚多元醇與為輔的聚醚多元醇的重量比為2-5:1。
4.根據權利要求2所述的硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，其特征是:所述的聚醚多元醇a羥值為400-440mgK0H/g ； 聚醚多元醇b羥值為260-300mgK0H/g ； 蒙醚多元醇c羥值為420-460mgK0H/g ； 聚醚多元醇d羥值為740-780mgK0H/g ； 芳烴聚酯多元醇e羥值為380-420mgK0H/g ； 苯酐聚酯多元醇f羥值為300-340mgK0H/g ； 阻燃聚醚多元醇g羥值為450-500mgK0H/g ； 小分子多元醇g為甘油、乙二醇、丁二醇或三乙醇胺的一種以上。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，其特征是:所述的復合催化劑選自胺類催化劑和有機錫類催化劑的復合物；所述胺類催化劑為三乙醇胺、二甲基環(huán)己胺、三乙烯二胺、五甲基二亞乙基三胺中的一種以上；所述有機錫類催化劑選自辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫或二馬來酸二丁基錫中的一種以上；胺類催化劑和有機錫類催化劑的重量比為0.5-3:1。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，其特征是:所述的泡沫穩(wěn)定劑選自聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物。
7.根據權利要求1、2、3或4所述的硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，其特征是:所述的混合發(fā)泡劑選自一氟二氯乙烷、五氟丙烷、環(huán)戊烷、五氟丁烷或異戊烷中的一種以上。
8.根據權利要求1、2、3或4所述的硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料，其特征是:所述的多異氰酸酯為多亞甲基苯基多異氰酸酯，NCO含量在29~33重量％ ;所述的含羥基的二氧化硅氣凝膠羥值為50-100mgK0H/g。
9.一種權利要求1所述的硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料的制備方法，其特征是:包括如下步驟 :將各個組分混合后在模具中發(fā)泡，發(fā)泡溫度為20~40°C，即可獲得硬質聚氨酯-氣凝膠二氧化硅復合泡沫塑料； 物料混合順序為: (1)將聚醚/聚酯多元醇、復合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、水、混合發(fā)泡劑和含羥基的二氧化硅氣凝膠樹脂混合，獲得混合物A ； (2)將多異氰酸酯與混合物A混合后在模具中發(fā)泡。
【文檔編號】C08G18/42GK103951966SQ201410164858
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權日:2014年4月23日
【發(fā)明者】林永飛, 崔愛華 申請人:江蘇綠源新材料有限公司