专利名称：聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑用可直接喷涂于墙体的硬质聚氨酯泡沫塑料及其与之配套的外墙外保温系统材料。
背景技术：
近年来，随着城镇建筑业的高速发展，建筑中的外墙外保温材料不断研发出许多新产品。
例如，膨胀珍珠岩及海泡石水泥砂浆保温浆料外墙外保温系统，存在的不足是吸水率高，干缩变形及温湿变形大、易开裂、脱落且保温性能差。
胶粉聚苯颗粒水泥砂浆保温浆料，因为导热系数较高，通常大于0.07w/(m.k)，要达到建筑节能65％的要求，不具有经济合理性。
膨胀聚苯乙烯板，挤塑聚苯乙烯板及聚氨酯硬泡板材外墙外保温系统，需用特种粘合剂粘贴并用锚栓锚固于基层墙体，工艺繁杂且板缝处易开裂起鼓，引起抹面层及饰面层裂缝。
喷涂型普通聚氨酯硬质泡沫塑料外墙外保温系统，以一氟二氯乙烷(商品名称HCFC-141b)为发泡剂的泡沫体系中，泡沫体表面易出现凹凸不平等缺陷，而且喷涂形成的泡沫层与层之间易出现脱层、起鼓、脱落现象。
如何解决上述现有技术的不足，则是本发明所面临的设计课题。
发明内容
本发明提供了一种聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，它可以解决现有技术存在的成本高，易出现脱层、起鼓、脱落等问题。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，所述系统材料包括聚氨酯防潮底漆、聚氨酯硬泡体材料、界面剂、嵌入玻璃纤维网格布的抗裂聚合物砂浆和弹性涂料饰面。
喷涂型聚氨酯硬泡体的制备
A组份喷涂型聚氨酯硬泡组合聚醚多元醇的制备首先向反应釜中投入蔗糖聚醚多元醇、有机胺聚醚多元醇、芳核活性氢化合物，开启搅拌，在搅拌下依次投入有机硅泡沫稳定剂、交联剂、叔胺催化剂、有机金属催化剂、阻燃剂、搅拌均匀后投入水和一氟二氯乙烷(商品名称HCFC-141b发泡剂)，搅拌均匀即制得喷涂型聚氨酯硬泡组合聚醚多元醇A组份。
B组份市售多异氰酸酯固化剂上述配制的聚氨酯硬泡组合聚醚多元醇A组份与市售的多异氰酸酯B组份用喷涂发泡机按一定比例混合化学发泡，并喷涂于外墙基面，制得喷涂型聚氨酯硬泡体保温层。
喷涂型聚氨酯硬泡体化学组成为A组份聚氨酯硬泡组合聚醚多元醇
B组份市售多异氰酸酯固化剂，异氰酸酯指数为1.05-1.10上述组合聚醚多元醇A组份中蔗糖聚醚多元醇是以蔗糖为起始剂在催化剂存在下与环氧丙烷开环聚合制得的蔗糖聚醚多元醇，羟值440±20mgKOH/g，酸值0.15±0.05mg KOH/g，在配方中通常用量为40-60质量份。
上述组合聚醚多元醇A组份中有机胺聚醚多元醇可选用乙二胺聚醚多元醇或甲苯二胺聚醚多元醇，它们是以乙二胺或甲苯二胺为起始剂与环氧丙烷开环聚合制得的有机胺聚醚多元醇。乙二胺聚醚多元醇羟值770±35mg KOH/g，甲苯二胺聚醚多元醇羟值480±30mg KOH/g，在配方中通常用量为60-40质量份。
上述组合聚醚多元醇A组份中的芳核活性氢化合物是改性煤沥青，木馏油和松香聚酯。它们是具有芳核的活性氢化合物。由于它们特有的粘附性，使喷涂聚氨酯硬泡体泡沫层间附着力好，在配方中通常用量为40-100质量份。改性煤沥青的最佳用量为60-80质量份，木馏油最佳用量40-60质量份，松香聚酯最佳用量为80-100质量份。
上述组合聚醚多元醇A组份中有机硅泡沫稳定剂是聚二甲基硅氧烷与环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。可采用市场上销售的聚氨酯硬泡用水溶性聚醚硅氧烷，如，商品牌号CGY-1、JSY-2000，AK-8801、AK-8803，配方中最佳用量2-6质量份。
上述组合聚醚多元醇A组份中交联剂可以采用三乙醇胺、蓖麻油、聚氧乙烯甘油醚的一种或几种复配，最佳用量是30-50质量份。
上述组合聚醚多元醇A组份中叔胺催化剂是三一(二甲氨甲基)-苯酚、三乙烯二胺和N.N-二甲基环己胺的一种或几种复配，最佳用量为10-15质量份。
上述组合聚醚多元醇A组份中有机金属催化剂是油酸钾、醋酯钾、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡的一种或几种复配，最佳用量为2-4质量份。
上述组合聚醚多元醇A组份中的阻燃剂通常采用液态添加型阻燃剂，例如，三氯乙基磷酸酯，英文缩写TCEP、三氯丙基磷酸酯，英文缩写TCPP、甲基磷酸二甲酯，英文缩写DMMP。阻燃剂最好是两者或三者复配。本发明选用三氯乙基磷酸酯和甲基磷酸二甲酯复配，通常用量为30-45质量份。
上述组合聚醚多元醇A组份中发泡剂用一氟二氯乙烷(商品名称HCFC-141b)和水(与多异氰酸酯反应放出二氧化碳)配合使用，形成二氧化碳与HCFC-141b共发泡体系。水发泡剂通常用量1-2质量份，HCFC-141b40-60质量份。
上述多异氰酸酯固化剂B组份为市售的多苯基多次甲基异氰酸酯，商品牌号有PM-200、MR-200、M20S、V20L、5005。异氰酸酯指数为1.05-1.10。
聚氨酯防潮底漆的制备在不锈钢反应釜中先投入甲苯二异氰酸酯，型号80/20TD1和多苯基多次甲基异氰酸酯，英文缩写PAPI。在搅拌下投入二官能度丙二醇聚氧化丙烯醚和三官能度丙三醇聚氧化丙烷醚及催化剂二月桂酸二丁基锡，反应温度控制在70-80℃，反应1-2小时，加入溶剂乙酸乙酯和二甲苯，搅拌20-30分钟，过滤包装，制得黄棕色防潮底漆。
界面剂的制备于糖瓷反应釜中加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液和增粘剂聚丙烯酸钠及适量水搅拌均匀，即制得界面剂。使用时可加入一定量水泥作界面砂浆使用，界面剂与水泥的质量比为界面剂∶水泥＝1∶0.5。滚涂或喷涂于聚氨酸硬泡体保温层表面，能有效增强聚氨酯硬泡体保温层与聚合物水泥砂浆抹面层之间的粘结强度。
抗裂聚合物水泥干混砂浆的制备于悬臂双螺旋锥型粉料混合机中，加入石灰石砂，开户搅拌分批加入丙纶纤维，待丙纶纤维分散后加入醋酸乙烯-乙烯可再分散胶粉、甲基纤维素醚、石膏粉、碳酸钙粉和普通硅酸盐水泥搅拌均匀，出料包装。
本发明提供一种现场喷涂外墙外保温聚氨酯硬泡体保温层及其与之配套的防潮底漆、界面剂、抗裂聚合物水泥砂浆抹面层和涂料饰面层材料。使外墙外保温系统材料各层彼此相容、相互协调达到平衡，形成一个有机整体。材料层间能柔性释放形变应力，有效缓解外墙外保温墙面裂缝的产生。
本发明具有以下优点和积极效果，由于在聚氨酯硬泡配方中采用了改性煤沥青、木馏油和松香聚酯具有活性氢的芳核化合物，使聚氨酯硬泡体具有抵抗一氟二氯乙烷发泡剂(HCFC-141b)增塑与溶解泡孔壁的性能。并使喷涂聚氨酯硬泡体表面平整，无“爆米花”状凹凸不平及喷涂泡沫层与层之间附着力强，克服了“千层饼”状脱层现象。并付与聚氨酯硬泡体不仅具有普通聚氨酯硬泡体保温绝热性能，而且具有防腐蚀防虫害鼠害、防水及抵抗大气的风化作用。
喷涂聚氨酯硬泡体与本发明的聚氨酯防潮底漆、界面剂、抗裂聚合物水泥砂浆和弹性外墙涂料构成聚氨酯硬泡外墙外保温系统。该系统各层材料之间相容、匹配、协调形成一个有机整体，能逐层柔性释放应力。可有效缓解外墙外保温墙面裂缝产生，更能满足外墙外保温工程技术要求。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细地描述。
图1是本发明外墙外保温系统材料的结构示意图。
1.基层墙体；2.聚氨酯防潮底漆；3.喷涂聚氨酯硬泡体；4.界面剂；5.嵌入玻璃纤维网格布的抗裂聚合物砂浆；6.外墙涂料饰面。
具体实施例方式
本发明涉及一种建筑用可直接喷涂于墙体的硬质聚氨酯泡沫塑料及其与之配套的外墙外保温材料系统，尤其涉及喷涂型改性沥青聚氨酯硬泡、木馏油聚氨酯硬泡及松香聚酯聚氨酯硬泡及其制备方法，以及与该硬泡体配套的聚氨酯防潮底漆及其制备方法、醋酸乙烯一乙烯共聚乳液界面剂及采用可再分散乳胶粉配制的抗裂聚合物干混砂浆抹面层及其制备方法。
本发明是由如下技术方案实现的(1)配制喷涂型聚氨酯硬泡组合聚醚多元醇；(2)用配制的组合聚醚多元醇与多异氰酸酯进行化学发泡制备喷涂聚氨酯硬泡体；(3)合成聚氨酯防潮底漆；(4)制备界面剂；(5)配制抗裂聚合物干混水泥砂浆；(6)于基层墙体上依次涂刷聚氨酯防潮底漆，喷涂聚氨酯硬泡保温层、涂刷界面剂、抹抗裂聚合物水泥砂浆、涂装市售弹性外墙涂料，构成喷涂聚氨酯硬泡体外墙外保温系统。
现场喷涂聚氨酯硬泡外墙外保温系统施工程序(1)基层处理，在聚氨酯硬泡体喷涂施工前，对墙体基面1清理干净，检查墙面平整度及垂直度，剔凿凸出部分或用聚合物水泥砂浆填平凹陷部分；
(2)涂刷聚氨酯防潮底漆2；(3)喷涂聚氨酯硬泡保温层3；(4)界面处理，在聚氨酯硬泡体喷涂完成后，作界面处理，用滚子将界面剂4均匀地涂刷于聚氨酯硬泡体表面上，以保证聚氨酯硬泡体与聚合物水泥砂浆抹面层的粘结；(5)抹抗裂聚合物水泥砂浆抹面层并敷设耐碱玻璃纤维网格布5；(6)涂装饰面层6，于硬化后的抗裂聚合物水泥砂浆表面，涂刷市售弹性外墙涂料进行装饰。
下面结合实施例对本发明详细公开实施例1.改性煤沥青聚氨酯硬泡体
典型泡沫性能自由发泡密度32kg/m3；吸水率(V/V)1.2％；抗压强度172kpa；导热系数0.0238w/m.k。
实施例2.松香聚酯聚氨酯硬泡体
典型泡沫性能自由发泡密度30.6kg/m3；抗压强度164kpa；吸水率(V/V)1.1％；导热系数0.0231w/m.k。
实施例3.木馏油聚氨酯硬泡体
典型泡沫性能自由发泡密度28.6kg/m3；抗压强度124kpa；吸水率(V/V)1.4％；导热系数0.0240w/m.k。
聚氨酯防潮底漆的制备在2m3不锈钢反应釜中投入甲苯二异氰酸酯，型号80/20TD1，重量200kg和多苯基多次甲基异氰酸酯100kg，在搅拌下投入丙二醇聚氧化丙烯醚400kg和丙三醇聚氧化丙烯醚100kg及二月桂酸二丁基锡1-2kg，反应温度控制在70-80℃反应2小时，加入溶剂乙酸乙酯200kg和二甲苯200kg搅拌20-30分钟，过滤包装制得固含量为66％的黄棕色聚氨酯防潮底漆。
界面剂的制备于1m3搪瓷反应釜中加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液600kg，苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液60kg和增粘剂聚丙烯酸钠12kg，水100kg，搅拌均匀出料包装即制得聚合乳液界面剂，测试界面剂与聚氨酯硬泡试块的粘结强度≥0.15Mpa，聚氨酯硬泡破坏时，界面层完好。
抗裂聚合物水泥干混砂浆的制备于悬臂双螺旋锥形粉料混合机中加入石灰石砂600kg，开启搅拌分批加入丙纶纤维0.5-1kg，使丙纶纤维充分分散于石灰石砂中，加入醋酸乙烯-乙烯可再分散胶粉30kg，甲基纤维素醚2kg，石膏粉60kg，碳酸钙60kg，缓慢加入普通硅酸盐水泥300kg，搅拌均匀出料包装，测得拉伸粘结强度≥0.7Mpa。
权利要求
1.一种聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于所述系统材料包括有聚氨酯防潮底漆、聚氨酯硬泡体材料、界面剂、内含玻璃纤维网格布的抗裂聚合物水泥砂浆和涂料饰面。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于所述聚氨酯硬泡体材料是由组合料A组份喷涂型聚氨酯硬泡组合聚醚多元醇与B组份多异氰酸酯固化剂按一定比例混合化学发泡，制得聚氨酯硬泡体材料，其中组合料A组份包含有聚氨酯硬泡组合聚醚多元醇组份质量份蔗糖聚醚多元醇 40-60；有机胺聚醚多元醇60-40；芳核活性氢化合物40-100；有机硅泡沫稳定剂2-6；交联剂 30-50；叔胺催化剂 10-15；有机金属催化剂 2-4；阻燃剂 30-45；水发泡剂1-2；HCFC-141b发泡剂 40-60；上述聚氨酯硬泡组合聚醚多元醇与B组份多异氰酸酯固化剂混合，异氰酸酯指数为1.05-1.10。
3.根据权利要求2所述的聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于，上述组合聚醚多元醇A组份中蔗糖聚醚多元醇是以蔗糖为起始剂在催化剂存在下与环氧丙烷开环聚合制得的蔗糖聚醚多元醇，羟值440±20mgKOH/g，酸值0.15±0.05mg KOH/g。
4.根据权利要求3所述的聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于，上述组合聚醚多元醇A组份中有机胺聚醚多元醇选用乙二胺聚醚多元醇或甲苯二胺聚醚多元醇，它们是以乙二胺或甲苯二胺为起始剂与环氧丙烷开环聚合制得的有机胺聚醚多元醇，乙二胺聚醚多元醇羟值770±35mgKOH/g，甲苯二胺聚醚多元醇羟值480±30mg KOH/g。
5.根据权利要求4所述的聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于，上述组合聚醚多元醇A组份中的芳核活性氢化合物是改性煤沥青，木馏油或松香聚酯。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于上述组合聚醚多元醇A组份中有机硅泡沫稳定剂是聚二甲基硅氧烷与环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物；上述组合聚醚多元醇A组份中交联剂可以采用三乙醇胺、蓖麻油、聚氧乙烯甘油醚的一种或几种复配；上述组合聚醚多元醇A组份中叔胺催化剂是三一(二甲氨甲基)-苯酚、三乙烯二胺和N.N-二甲基环己胺的一种或几种复配；上述组合聚醚多元醇A组份中有机金属催化剂是油酸钾、醋酯钾、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡的一种或几种复配；上述组合聚醚多元醇A组份中的阻燃剂采用液态添加型阻燃剂，如三氯乙基磷酸酯、三氯丙基磷酸酯、甲基磷酸二甲酯的一种或几种复配；上述组合聚醚多元醇A组份中发泡剂用一氟二氯乙烷，商品名称HCFC-141b，和水配合使用，形成二氧化碳与HCFC-141b共发泡体系，水发泡剂通常用量1-2质量份，HCFC-141b 40-60质量份。
7.根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于所述多异氰酸酯固化剂B组份为市售的多苯基多次甲基异氰酸酯，商品牌号为PM-200、MR-200、M20S、V20L、5005，异氰酸酯指数为1.05-1.10。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于聚氨酯防潮底漆的制备在反应釜中先投入甲苯二异氰酸酯和多苯基多次甲基异氰酸酯，在搅拌下投入二官能度丙二醇聚氧化丙烯醚和三官能度丙三醇聚氧化丙烷醚及催化剂二月桂酸二丁基锡，反应温度控制在70-80℃，反应1-2小时，加入溶剂乙酸乙酯和二甲苯，搅拌20-30分钟，过滤包装，制得防潮底漆。
9.根据权利要求1所述的聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于所述界面剂是在反应釜中加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液和增粘剂聚丙烯酸钠及适量水搅拌均匀制成。
10.根据权利要求1所述的聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于抗裂聚合物水泥干混砂浆的制备在物料混合机中，加入石灰石砂，开户搅拌分批加入丙纶纤维，待丙纶纤维分散后加入醋酸乙烯-乙烯可再分散胶粉、甲基纤维素醚、石膏粉、碳酸钙粉和普通酸盐水泥搅拌均匀，出料包装。
全文摘要
本发明提供了一种聚氨酯硬泡外墙外保温系统材料，其特征在于所述系统材料包括有聚氨酯防潮底漆、聚氨酯硬泡体材料、界面剂、内含玻璃纤维网格布的抗裂聚合物水泥砂浆和涂料饰面。本发明使外墙外保温系统材料各层彼此相容、相互协调达到平衡，形成一个有机整体。材料层间能柔性释放形变应力，有效缓解外墙外保温墙面裂缝的产生，并使喷涂聚氨酯硬泡体表面平整，无“爆米花”状凹凸不平及喷涂泡沫层与层之间附着力强，克服了“千层饼”状脱层现象。
文档编号E04B1/76GK1827978SQ20061004334
公开日2006年9月6日 申请日期2006年3月23日 优先权日2006年3月23日
发明者张树华 申请人:青岛金北洋工程材料有限公司