专利名称：一种聚氨酯隔热结构胶以及隔热铝型材的制造方法
技术领域：
本发明涉及铝合金门窗、幕墙用建筑铝合金型材技术领域，尤其涉及一种聚氨酯 隔热结构胶及其隔热铝型材的制造方法。
背景技术：
节能环保问题在全球受到越来越广泛的关注和重视，已在社会发展中占有至关重 要的位置。随着人们对环保节能意识的不断增强，许多先进的节能产品及节能工艺已经逐 渐运用于建筑行业等各个领域。目前，现有断桥隔热铝合金门窗、幕墙用断桥隔热铝型材主要有“穿条式”与“浇 注式”两种类型。穿条式隔热铝型材是由两隔热条将铝型材内外两部分连接起来形成的， 通过阻止铝型材内外热量的传导而实现节能目的。此种工艺易于掌握且已广泛采用，但由 于是将两根铝型材与隔热条组合装配而成的，因此容易造成尺寸偏差而出现废品率高的现 象，而且此类产品尺寸固定、不易改变，使得窗型设计受到限制。浇注式隔热铝型材是由浇 注成型的隔热胶将铝型材的内外两部分粘结成一个整体而形成的，采用的是一次性成型工 艺，从而减少了工艺缺陷，无须压合，避免了由于外力原因导致铝型材的损坏，提高了复合 铝型材的抗冲击性能；而且结构紧凑，与穿条式相比，成本较低、可塑性好、可以加工任何形 状的门窗，因此浇注式隔热技术逐渐受到广大节能铝型材厂家的青睐和重视。然而，现有技 术浇注式隔热铝型材受材料等因素的限制，产品的力学性能不甚理想，而且成型生产过程 中施工较为复杂，受温度的影响较大，温度范围窄，需要控制在25士2°C温度下浇注，而且浇 注期短，操作及控制难度大，因此局限于直条形铝型材的浇注生产，难以获得其他形状的浇 注式铝型材，从而影响了浇注式隔热技术的推广和使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有优异的力学性能，耐疲劳、 抗冲击、耐磨性能良好且稳定的聚氨酯隔热结构胶。本发明的另一目的在于提供使用上述 聚氨酯结构胶生产隔热铝型材的工艺方法，以简化工艺操作，并获得不同形状的浇注式隔 热铝型材。本发明的目的通过以下技术方案予以实现本发明提供的一种聚氨酯隔热结构胶，由A、B组分构成，质量比A B = 90 110 70 90 ；其中，A组分由聚醚多元醇和助剂组成，所述助剂按照所占聚醚多元醇的质量比例包括 催化剂0. 1 0. 3%、流平剂0. 1 0. 5%、消泡剂0. 1 0. 5%、扩链剂0. 5 1. 5%、填料 0. 1 5%、增塑剂0. 3 5%、抗氧剂0. 1 0. 3%、紫外线吸收剂0. 1 0. 3% ；B组分是MDI和/或TDI体系的异氰酸酯，包括不同异构体的单体、预聚体或低聚 物，或它们的混合物。本发明结构胶A组分中，不含有各类导致产品发泡现象的烃类发泡剂。优选地，聚醚多元醇为官能度均为2 3、分子量均为200 3000的聚氧乙烯醚或聚乙二醇的一种或 两者的混合物。所述的催化剂为有机锡类催化剂，优选如二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡等。所述流 平剂、消泡剂均为无水有机硅类和/或有机硅氟类复配物。所述扩链剂为胺类扩链剂和/ 或醇类扩链剂，优选如二乙基甲苯二胺(DETDA)、二甲硫基甲苯二胺(DADMT)、N，N’-二仲丁 基亚甲基二苯基二胺、4，4’ - 二氨基二苯基甲烷(MDA)、3，3’ - 二氯-4，4’ - 二氨基二苯基 甲烷(MCOA)、脂肪族多元胺、1，4-丁二醇(BDO)、1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、三 羟甲基丙烷(TMP)、丙三醇、三乙醇胺等的单一扩链剂或混合扩链剂。所述填料优选纳米碳 酸钙、滑石粉、硫酸钡、石英的一种或几种组合。所述增塑剂优选邻苯二甲酸二丁酯和/或 邻苯二甲酸二辛酯。本发明所述抗氧剂、紫外线吸收剂均选用IRGAN0X 1010、1076、TINUVIN P、327、 328等。此外，根据具体使用环境需要，也可添加其他辅助性添加剂如防霉剂、着色剂等，用 量为0. 1 3%。本发明结构胶B组分中，优选地，所述MDI和/或TDI体系的异氰酸酯其官能度为 2. 1 2. 7、NCO含量为洸 30%。本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现本发明使用上述聚氨酯隔热结构胶的隔热铝型材的制造方法，包括以下步骤1) A组分的制备在反应釜里加入计量好的聚醚多元醇和助剂，充分搅拌混合好后升温至100 120°C，真空脱水使水含量低于0. 03%即可冷却固化，出料密封并充氮气保护包装；2) B组分的制备MDI和/或TDI体系的异氰酸酯混合加入到反应釜中，在75 80°C温度下真空搅 拌混合均勻后冷却，出料密封并充氮气保护包装；3)将A、B组分通过计量泵精确控制流量并传送到高压混合机头进行高速搅拌混 合，然后浇注到以0. 075 0. 6米/秒速度移动的铝型材凹槽中，静止冷却固化后，切除凹 槽底部的铝型材而形成结构胶断桥，得到聚氨酯隔热胶复合铝型材。本发明所述步骤1)中利用催化剂控制冷却固化时间为常温下15 20秒。所述 步骤2) B组分的制备中，将液态MDI和2，4’-MDI按照1 3 1 2的质量比混合加入到 反应釜中，其中液态MDI是在4，4’ -MDI中引入氨基甲酸酯或碳化二亚胺基团而成。本发明具有以下有益效果本发明聚氨酯隔热结构胶材料具有优异的力学性能，耐疲劳、抗冲击、耐磨性能良 好且稳定。使用该材料生产浇注式隔热铝型材，实现了常温浇注、常温固化，适应的温度范 围宽，便于施工；同时，浇注期长，而且浇注期范围很宽，可生产不同形状的铝型材。因此，本 发明不受温度及铝型材形状的限制，易于操作和控制，废品率低，有助于浇注式隔热铝型材 技术的推广和应用。下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施例方式实施例一
本实施例聚氨酯隔热结构胶，由A、B组分构成，A、B组分的质量比为100 80。各 组分及质量份配比如下A 组分聚醚多元醇其中聚醚多元醇为聚氧乙烯醚和/或聚乙二醇的混合物，例如以甘油起始，环氧 丙烷、环氧乙烷的共聚多元醇，环氧乙烷无规或封端共聚，EO含量为35%，官能度为3，羟值 约 40mgK0H/g。B 组分为液态MDI和2，4’ -MDI按照3 2的质量比混合物，官能度为2. 4，NCO含量为 观％，其中液态MDI是在4，4’ -MDI中引入氨基甲酸酯或碳化二亚胺基团而成。使用上述聚氨酯隔热结构胶的隔热铝型材的制造方法，其步骤如下1) A组分的制备在反应釜里加入计量好的聚醚多元醇和助剂，充分搅拌混合好后升温至120°C，真 空脱水约3个小时，使水含量低于0. 03%即可冷却，常温下固化15秒，出料密封并充氮气保 护包装；2) B组分的制备将液态MDI和2，4，-MDI按照3 2的质量比混合加入到反应釜中，在80°C温度 下真空搅拌混合均勻后冷却，出料密封并充氮气保护包装；3)将A、B组分通过计量泵精确控制流量并传送到高压混合机头进行高速搅拌混 合，然后浇注到以0.075 0. 12米/秒速度移动的铝型材凹槽中，静止冷却固化对小时后， 切除凹槽底部的铝型材而形成结构胶断桥，得到复杂形状的聚氨酯隔热胶复合铝型材。实施例二 本实施例与实施例一不同之处在于本实施例聚氨酯隔热结构胶，其A、B组分的 质量比为100 70，其中B组分为液态MDI和2，4’ -MDI按照1 1质量比的混合物。制 造方法步骤1)中冷却后常温下固化20秒；步骤幻中材料浇注到以0. 35米/秒速度移动 的铝型材凹槽中，静止冷却固化20小时。得到直条形状的聚氨酯隔热胶复合铝型材。实施例三本实施例与实施例一不同之处在于本实施例聚氨酯隔热结构胶，其A、B组分的 质量比为100 90。催化剂辛酸亚锡流平剂有机氟硅化合物消泡剂有机氟硅化合物扩链剂TMP扩链剂MDA填料石英粉增塑剂邻苯二甲酸二丁酯抗氧剂IRGAN0X 1010紫外线吸收剂TINUVIN P防霉剂
实施例四本实施例与实施例一不同之处在于本实施例聚氨酯隔热结构胶，其A组分中催 化剂辛酸亚锡为0.3%，扩链剂TMP为1. 0 %，扩链剂MDA为0。实施例五本实施例与实施例一不同之处在于本实施例聚氨酯隔热结构胶，其A组分中催 化剂为二月桂酸二丁基锡，用量为0.3%;扩链剂为DADMT，用量为1.2%;抗氧剂为1076，用 量为0. 3%。实施例六本实施例与实施例一不同之处在于本实施例聚氨酯隔热结构胶，其A组分中催 化剂为二月桂酸二丁基锡，用量为0. 1%;扩链剂为DETDA，用量为1.0%;抗氧剂为1076，用 量为0. 2%。上述各实施例的产品性能指标如表1所示。表1本发明实施例的产品性能指标
权利要求
1.一种聚氨酯隔热结构胶，其特征在于由A、B组分构成，质量比A B = 90 110 70 90 ；其中，A组分由聚醚多元醇和助剂组成，所述助剂按照所占聚醚多元醇的质量比例包括催 化剂0. 1 0.3%、流平剂0. 1 0.5%、消泡剂0. 1 0.5%、扩链剂0. 5 1.5%、填料 0. 1 5%、增塑剂0. 3 5%、抗氧剂0. 1 0. 3%、紫外线吸收剂0. 1 0. 3% ；B组分是MDI和/或TDI体系的异氰酸酯，包括不同异构体的单体、预聚体或低聚物，或 它们的混合物。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯隔热结构胶，其特征在于所述聚醚多元醇为官能度 均为2 3、分子量均为200 3000的聚氧乙烯醚或聚乙二醇的一种或两者的混合物。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯隔热结构胶，其特征在于所述MDI和/或TDI体系 的异氰酸酯其官能度为2. 1 2. 7、NCO含量为沈 30%。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯隔热结构胶，其特征在于所述的催化剂为有机锡类 催化剂。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯隔热结构胶，其特征在于所述流平剂、消泡剂均为无 水有机硅类和/或有机硅氟类复配物；所述扩链剂为胺类扩链剂和/或醇类扩链剂。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯隔热结构胶，其特征在于所述填料为纳米碳酸钙、滑 石粉、硫酸钡、石英的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯隔热结构胶，其特征在于所述增塑剂为邻苯二甲酸 二丁酯和/或邻苯二甲酸二辛酯。
8.使用权利要求1-7聚氨酯隔热结构胶的隔热铝型材的制造方法，其特征在于包括以 下步骤1)A组分的制备在反应釜里加入计量好的聚醚多元醇和助剂，充分搅拌混合好后升温至100 120°C， 真空脱水使水含量低于0. 03%即可冷却固化，出料密封并充氮气保护包装；2)B组分的制备MDI和/或TDI体系的异氰酸酯混合加入到反应釜中，在75 85°C温度下真空搅拌混 合均勻后冷却，出料密封并充氮气保护包装；3)将A、B组分通过计量泵精确控制流量并传送到高压混合机头进行高速搅拌混合，然 后浇注到以0. 075 0. 6米/秒速度移动的铝型材凹槽中，静止冷却固化后，切除凹槽底部 的铝型材而形成结构胶断桥，得到聚氨酯隔热胶复合铝型材。
9.根据权利要求9所述的隔热铝型材的制造方法，其特征在于所述步骤1)中利用催 化剂控制冷却固化时间为常温下15 20秒。
10.根据权利要求9所述的隔热铝型材的制造方法，其特征在于所述步骤幻8组分的 制备中，将液态MDI和2，4’-MDI按照1 3 1 2的质量比混合加入到反应釜中，其中 液态MDI是在4，4’ -MDI中引入氨基甲酸酯或碳化二亚胺基团而成。
全文摘要
本发明公开了一种聚氨酯隔热结构胶，由A、B组分构成，质量比A∶B＝90～110∶70～90；其中，A组分由聚醚多元醇和助剂组成，所述助剂按照所占聚醚多元醇的质量比例包括催化剂0.1～0.3％、流平剂0.1～0.5％、消泡剂0.1～0.5％、扩链剂0.5～1.5％、填料0.1～5％、增塑剂0.3～5％、抗氧剂0.1～0.3％、紫外线吸收剂0.1～0.3％；B组分是MDI和/或TDI体系的异清酸酯。本发明还公开了使用上述结构胶生产隔热铝型材的方法。本发明聚氨酯隔热结构胶材料具有优异的力学性能，耐疲劳、抗冲击、耐磨性能良好且稳定。成型生产实现了常温浇注、常温固化，浇注期范围宽，不受温度及铝型材形状的限制，易于操控，废品率低，有助于浇注式隔热铝型材技术的推广和应用。
文档编号C09J175/08GK102079960SQ20101058990
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者刘强, 刘艳斌, 劳锡寮, 张建斌, 缪明松, 阮镜财 申请人:佛山市南海易乐工程塑料有限公司