专利名称：聚氨酯泡沫墙体保温板及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑墙体保温板材及其生产方法，具体地说，它是一种聚氨酯泡沫墙体保温板及其生产方法。
背景技术：
近几年来，利用墙体保温实现建筑节能越来越被重视，国家已开始强制施行建筑节能措施。因此，市场上出现了各种不同材质的墙体保温板。衡量墙体保温板的一个最重要的指标是“导热系数”，导热系数越低，保温性能越好，而且应用厚度和容重也可相应减小，有利于节省建筑面积和减轻建筑物的承载率。目前，国内导热系数较好墙体保温板是聚苯泡沫保温板(EPS)和近期从国外进口的挤塑聚苯泡沫保温板(XPS)。所述的聚苯泡沫保温板(EPS)是用聚苯乙烯经过予发泡先制成聚苯颗粒，然后再经过二次发泡和热模压制成的成品。所述的挤塑聚苯泡沫保温板(XPS)是将聚苯乙烯放入挤塑机中经发泡、螺旋挤压、加热成液态半成品，然后再入模热压制成的成品。这两种墙体保温板采用都是聚苯乙烯材料，但是通过不同的加工方法而制成产品的特性不同。它们的主要特性比较见下表
通过上表可以看出，挤塑聚苯泡沫保温板(XPS)的性能明显好于聚苯泡沫保温板(EPS)。所以，挤塑聚苯泡沫保温板(XPS)已成为目前国内首选的墙体保温材料。但是，该种保温材料因是国外进口，市场售价非常昂贵(如在北京地区的售价高达170～180元/m2)。再者，上述两个产品都还存在不尽人意之处，一是阻燃性差，几乎不阻燃；二是耐热性不好，它们的溶点较低，为75℃，故安全性不高，三是热稳定性差，遇到明火后，象普通塑料一样，材料变软而收缩。因此，上述产品满足不了建筑消防安全的需求。
在已有的保温材料中还有一种是聚氨酯泡沫保温材料，它是一种公认的优质保冷材料，普遍用于制冷设备中，如中国专利ZL97221029.6也公开了一种用于冷藏汽车的聚氨酯泡沫保温板。该保温材料的导热系数小，保温特性好，但是目前一直未被用作墙体保温，其原因大致有三个，一是掉粉，因此会影响保温板与墙体的粘结力，使用寿命不能达标；二是强度低、韧性差(它在用于保冷设备时，通常要加设由薄钢板或铝合金板制成的外护层)，不适于用作墙体保温材料；三是聚氨酯比聚苯乙烯的材料成本高。由于上述三个原因，聚氨酯泡沫保温材料虽然导热系数小，保温特性好，但始终没有用于墙体保温。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种保温特性好、能满足建筑消防需求、不掉粉、强度高、韧性好的聚氨酯泡沫墙体保温板及其生产方法。
为实现上述目的，本发明的解决方案如下本发明所述的聚氨酯泡沫墙体保温板由甲组份、乙组份和丙组份按下列重量份配比组成，所述的甲组份包括①聚氨酯主料之一，采用聚醚多元醇，用量为95～105份；②发泡剂采用三氟三氯乙烷或二氯甲烷或水，用量为35～45份；③催化剂采用有叔胺类催化剂或有机锡催化剂，其中有叔胺类催化剂可以是三乙烯二胺、三乙醇胺、三乙胺，用量为3.5～5份；④催化交联剂采用乙二胺，用量为28～35份；⑤泡沫稳定剂采用硅油，用量为4.5～6份；⑥阻燃剂是无机或有机阻燃剂，其中无机阻燃剂可以是氧化锌、氧化锑、氢氧化铝、硼酸盐，有机阻燃剂可以是磷、三磷酸酯，用量为5～10份；⑦阻火助剂采用三氯乙基磷酸酯，用量为38～45份；所述的乙组份包括增韧剂，它可以是聚乙烯纤维或涤沦纤维或玻璃丝纤维，长度为3～5mm，用量为2～10份；所述的丙组份是聚氨酯主料之二，采用异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，用量为170～188份。
本发明较佳的甲组份、乙组分、丙组份的配方如下①聚醚多元醇，用量为100份；②发泡剂是三氟三氯乙烷，用量为40份；③催化剂是三乙醇胺，用量为4份；④催化交联剂是乙二胺，用量为30份；⑤泡沫稳定剂是硅油，用量为5份；⑥阻燃剂是氧化锑，用量为8份；⑦阻火助剂为三氯乙基磷酸酯，用量为40份；所述的乙组份是玻璃丝纤维，长度为3～5mm，用量为5份；所述的丙组份是异氰酸酯，用量为178份。
上述聚氨酯泡沫墙体保温板生产方法的步骤是将甲组份中的材料①～⑦按所述份数混合，搅拌均匀；再按所述份数加入乙组份，搅拌均匀；再按所述份数加入丙组份，搅拌均匀，入模开始发泡反应，控制发泡时间在4.5～6分钟之内，控制发泡反应的原料温度为20～30℃，控制环境温度为20～25℃，控制模具温度为40～60℃；最后热压制成成品。
通过上述解决方案可以看出，为了提高保温性能，本发明选用了优质保冷材料聚氨酯作为该墙体保温板的主料。为了解决聚氨酯发泡材料的掉粉和强度低、韧性差的问题，本发明进行了材料组方的合理设计，特别是确定了催化剂、发泡剂和丙组份的用量，并控制发泡时间及发泡期温度，使聚氨酯发泡后的组织结构变得紧密、细腻，其闭孔孔径变小，由普通发泡的φ0.3ˉ0.4μ减小到φ0.1ˉ0.2μ，同时，又通过加入增韧剂(玻璃丝纤维)，使单一微孔相互交联在一起，形成了网状结构，不仅解决了聚氨酯发泡材料的掉粉问题，同时，还增强了材料的强度和韧性。为了阻燃，本发明加入了阻燃剂，加入阻燃剂除了要使该保温板具有阻燃效果外，阻燃剂还可起到成核剂的作用，阻燃剂的物理形态为固体微粒体，它可使聚氨酯发泡材料中的粉状物质聚集成核，使材料组织更加紧密，强度提高。
本发明通过上述技术上的改进后，经过国家产品质量部门和陕西省产品质量部门的检测，它与挤塑聚苯泡沫保温板(XPS)的性能比较如下表
通过上表可以看出，本发明的导热系数比已有技术小，说明其保温特性好于已有技术，因此，它的应用厚度和容重都可以相应减小；本发明的耐热和耐寒性也明显好于已有技术，这主要是加入了阻燃剂和玻璃纤维的结果；本发明的阻燃和热稳定性也好于已有技术，不仅阻燃，且遇到明火后，其形状固定、不变形；本发明的材料密度比已有技术明显增大，韧性好、强度高。人工手搓检测，改进后的材料不掉粉。另外，由于本发明加入了价格较低的增韧剂、阻燃剂和阻火助剂等组份，不仅使材料性能提高，而且还使聚氨酯材料自身的成本降低了10～15％，使市场售价可控制在100元/m2以下，比挤塑聚苯泡沫保温板市场售价低得多。
具体实施例方式
实施例1聚氨酯泡沫保温板的配方之一如下表
甲组份的聚醚多元醇是聚氨酯泡沫塑料的两大原料之一，可以采用市场公开销售的MW3000聚醚三元醇和MW1000聚醚三元醇，还可以采用南京金陵石化二厂生产的3010聚醚多元醇，上海高分子树脂化工厂生产的330N聚醚多元醇、835G聚醚多元醇等；三氟三氯乙烷为发泡剂；三乙醇胺为催化剂，选用三乙醇胺作为催化剂的优点是可使物料流动时间长，能使物料有足够时间充满模具，从而保证产品质量；乙二胺是催化交联剂，它可加速胶凝，起到固化作用；硅油是泡沫稳定剂，该泡沫稳定剂可降低表面张力和调节气泡大小，有利于泡沫形成，它可作为原料的乳化剂，使物料成为均匀的混合物，保证整个泡沫反应均匀进行，提高泡孔的闭孔率。氧化锑是阻燃剂，主要起阻燃作用，由于它的物理形态是固体微粒体，所以它还作为成核剂，将泡沫物料聚集成核，加强成品的组织紧密度；三氯乙基磷酸酯是阻火助剂，它具有自熄作用，还具有降低混合物高泡沫粘结力的作用。乙组份是增韧剂，选用3～5mm长的玻璃丝纤维。丙组份的异氰酸酯是聚氨酯泡沫塑料的第二大原料，市场有售。
假设上述组方中的1份是1公斤(也可以设为任意重量)，将上述甲组份中的材料按所述份数进行混合，搅拌均匀；再按所述份数加入乙组份，搅拌均匀；再按所述份数加入丙组份，搅拌均匀，入模，这时，开始发泡反应，控制发泡时间为4.5～6分钟，控制发泡反应的原料温度为20～30℃、控制环境温度为20～25℃、控制模具温度为40～60℃；最后热压制成成品。如果要为保温板上颜色，可将适量颜料与乙组份一起加入即可。
实施例2
其中用水作为发泡剂的原理是用水与异氰酸酯生成二氧化碳气体，从而实现发泡。根据上述配方，用与实施例1相同的方法制成成品。
实施例3
根据上述配方，用与实施例1相同制作方法制成成品。
实施例1、2、3制成的成品经过产品质量部门的检验，其导热系数、阻燃性、耐热及耐寒性、热稳定性、强度等指标均高于已有的挤塑聚苯泡沫保温板(XPS)，其中实施例1的产品性能最佳。
权利要求
1.一种聚氨酯泡沫墙体保温板，其特征是它由甲组份、乙组份和丙组份按下列重量份配比组成，1.1所述的甲组份包括①聚氨酯主料之一，采用聚醚多元醇，用量为95～105份；②发泡剂采用三氟三氯乙烷或二氯甲烷或水，用量为35～45份；③催化剂采用有叔胺类催化剂或有机锡催化剂，其中有叔胺类催化剂可以是三乙烯二胺、三乙醇胺、三乙胺，用量为3.5～5份；④催化交联剂采用乙二胺，用量为28～35份；⑤泡沫稳定剂采用硅油，用量为4.5～6份；⑥阻燃剂采用无机或有机阻燃剂，其中无机阻燃剂可以是氧化锌、氧化锑、氢氧化铝、硼酸盐，有机阻燃剂可以是磷、三磷酸酯，用量为5～10份；⑦阻火助剂采用三氯乙基磷酸酯，用量为38～45份；1.2所述的乙组份包括增韧剂，可以是聚乙烯纤维或涤沦纤维或玻璃丝纤维，长度为3～5mm，用量为2～10份；1.3所述的丙组份是聚氨酯主料之二，采用异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，用量为170～188份。
2.如权利要求1所述的聚氨酯泡沫墙体保温板，其特征是所述的甲组份包括①聚醚多元醇，用量为100份；②发泡剂是三氟三氯乙烷，用量为40份；③催化剂是三乙醇胺，用量为4份；④催化交联剂是乙二胺，用量为30份；⑤泡沫稳定剂是硅油，用量为5份；⑥阻燃剂是氧化锑，用量为8份；⑦阻火助剂为三氯乙基磷酸酯，用量为40份；所述的乙组份是玻璃丝纤维，长度为3～5mm，用量为5份；所述的丙组份是异氰酸酯，用量为178份。
3.如权利要求1或2所述聚氨酯泡沫墙体保温板的生产方法，其步骤如下将甲组份中的材料①～⑦按所述份数混合，搅拌均匀；再按所述份数加入乙组份，搅拌均匀；再按所述份数加入丙组份，搅拌均匀，入模进行发泡反应，控制发泡时间在4.5～6分钟之内，控制发泡反应的原料温度为20～30℃，控制环境温度为20～25℃，控制模具温度为40～60℃；最后热压制成成品。
全文摘要
本发明是一种聚氨酯泡沫墙体保温板及其生产方法。它由甲、乙、丙三个组份按重量份配比组成，甲组份包括聚醚多元醇95～105份、发泡剂35～45份、催化剂3.5～5份、催化交联剂28～35份、泡沫稳定剂4.5～6份、阻燃剂5～10份、阻火助剂38～45份；乙组份是长度为3～5mm和用量为2～10份的玻璃丝纤维；丙组份是异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯，用量为170～188份。在该保温板的生产方法中主要控制发泡时间为4.5～6分钟、发泡反应的原料温度为20～30℃、环境温度为20～25℃、模具温度为40～60℃。经过产品检验，其导热系数、阻燃性、耐热及耐寒性、热稳定性、强度等指标均高于已有的挤塑聚苯泡沫保温板(XPS)。
文档编号C08J5/18GK1475532SQ0313432
公开日2004年2月18日 申请日期2003年6月25日 优先权日2003年6月25日
发明者徐俊宽 申请人:徐俊宽