基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方法，具体涉及通过在未硬 化的混凝土上施用第一聚氨酯体系以制备基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的方法。本发 明还涉及包括基底层、芯层和任选的面层的基于聚氨酯的预制混凝土保温元件，特别涉及 包括基底层、隔离层、芯层和任选的面层的基于聚氨酯的预制混凝土保温元件。
【背景技术】
[0002] 预制混凝土保温件是目前工业化装配式混凝土建筑通常采用的保温方式，该技术 把两层混凝土墙板通过保温拉结件相连，中间夹有轻质高效聚氨酯保温材料的墙板。具有 承重、围护、保温、隔热、隔声、装饰等功能。内层混凝土是结构层，外层是装饰层，可根据不 同的建筑风格做成不同的样式，如清水混凝土、彩色混凝土、面砖饰面、石材饰面等。
[0003] EP1010828B1公开了一种基于聚氨酯的预制混凝土保温件的制备方法，其中先浇 注混凝土基底层/或面层后进行第一次养护，熟化后在面层/或基底层上浇注聚氨酯反应 体系形成保温层，待聚氨酯反应体系固化后将所得元件翻转扣入第二层未硬化的混凝土层 上，再一次养护获得所需保温元件。
[0004] 另一种制备基于聚氨酯的预制混凝土保温件的方法为先在模具中施用未硬化混 凝土，然后在成型的基底层上拼铺聚氨酯板，最后在聚氨酯保温板上施用未硬化的混凝土， 经养护后获得预制聚氨酯保温板。在该方法中，聚氨酯板需要先通过人工切割的方式切割 成成需要的形状，切割过程费时耗力，并且拼铺在基底层上后容易形成板缝，影响保温效 果。
[0005] 因此仍需要一种高效率低成本的基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方法。
[0006] 发明概述
[0007] 本发明一方面提供了一种预制基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方法，所 述基于聚氨酯的预制混凝土保温元件包括基底层、芯层以及任选的面层，所述制备方法包 括：
[0008] I)提供未硬化的基底层，所述未硬化的基底层由未硬化的混凝土的制备；
[0009] II)在所述未硬化的基底层上形成所述芯层，所述芯层通过在所述未硬化的基底 层上施用第一聚氨酯反应体系，所述第一聚氨酯反应体系固化后形成聚氨酯硬泡以用作所 -?-H \=t 述心房；
[0010] III)任选地在所述芯层上施用未硬化或硬化的混凝土；以及
[0011] IV)使所述未硬化的混凝土的硬化以形成所述基底层和所述任选的面层。
[0012] 在本发明一个实施例中，所述芯层的厚度为20-100mm。
[0013] 在本发明一个实施例中，所述方法还包括：V)在所述未硬化的基底层上先形成隔 离层，再在所述隔离层上形成所述芯层的步骤，其中所述隔离层通过在所述未硬化的基底 层上施用第二聚氨酯反应体系，所述第二聚氨酯反应体系固化后形成所述隔离层。优选地， 其中所述第二聚氨酯反应体系的凝胶时间小于20秒。优选地，所述第二聚氨酯反应体系固 化后形成聚氨酯硬泡、聚氨酯软泡或聚氨酯弹性体。优选地，所述隔离层的厚度为l_20mm。 优选地，所述隔离层的密度为15-1000kg / m3。
[0014] 本发明另一方面提供了一种基于聚氨酯的预制混凝土保温元件，包括：
[0015] a)基底层，所述基底层由混凝土制备；
[0016] b)芯层，所述芯层由聚氨酯硬泡制备；以及
[0017] c)任选的面层，所述面层由硬化或未硬化的混凝土制备。
[0018] 在本发明一个实施例中，所述芯层的厚度为20-100mm。
[0019] 在本发明一个实施例中，所述基于聚氨酯的预制混凝土保温元件还包括：c)隔离 层，所述隔离层设置于所述基底层和所述芯层之间，并与所述基底层接触，所述隔离层通过 第二聚氨酯反应体系制备。优选地，其中所述第二聚氨酯反应体系的凝胶时间小于20秒。 优选地，所述第二聚氨酯反应体系固化后形成聚氨酯硬泡、聚氨酯软泡或聚氨酯弹性体。优 选地，所述隔离层的厚度为l_20mm。优选地，所述隔离层的密度为15-1000kg / m3。
【具体实施方式】
[0020] 本发明提供了一种高效率低成本的基于聚氨酯的预制混凝土保温元件的制备方 法，所述基于聚氨酯的预制混凝土保温元件包括基底层、芯层以及任选的面层，所述制备方 法包括：
[0021] I)提供未硬化的基底层，所述未硬化的基底层由未硬化的混凝土制备；
[0022] II)在所述未硬化的基底层上形成所述芯层，所述芯层通过在所述未硬化的基底 层上施用第一聚氨酯反应体系，所述第一聚氨酯反应体系固化后形成聚氨酯硬泡以用作所 -?-H \=t 述心房；
[0023] III)任选地在所述芯层上施用硬化或未硬化的混凝土；以及
[0024] IV)使所述未硬化的混凝土硬化以形成所述基底层和所述任选的面层。
[0025] 该方法通过在基底层硬化之前，在其上施用（例如喷涂或浇注）第一聚氨酯反应 体系，待第一聚氨酯反应体系固化形成芯层后，任选地在芯层上施用用于形成面层的未硬 化或硬化的混凝土，再将所得元件进行养护以获得基于聚氨酯的预制混凝土保温元件。本 发明的方法只需一次养护步骤，并且避免了聚氨酯板的切割步骤，提高了基于聚氨酯的预 制混凝土保温元件的生产效率并降低了生产成本。
[0026] 当用于本发明时，术语"混凝土"具有本领域中常用的含义，其是指包含无机粘结 料（例如水泥）、填充料（如砾石、沙子）、水以及任选的添加剂和/或助剂的组合物，其中 水泥具有本领域常用的含义，其是指由煅烧石灰石、硅石、氧化铝、石灰、氧化铁、氧化镁和 粘土等组分制备的干燥粉末。术语"混凝土"也包括本领域中常用的"砂浆"，本发明所涉及 的"混凝土"和"砂浆"，其组成不同之处只在于制得所述组合物所用填充料的最大粒度有 另IJ。术语"砂浆"指由最大粒度至多4_的填充料制得的组合物，而术语"混凝土"指由较 粗填充料制得的组合物。本发明中，对术语"混凝土"和"砂浆"不进行进一步的区分。
[0027] 当用于本发明时，术语"未硬化的混凝土"是指在形成基本强度之前，即在终凝前 的混凝土，其中所述终凝时间可以根据GB / T50080-2002测定（《普通混凝土拌合物性能 试验方法标准》，第4章，"凝结时间测定"）。
[0028] 在本发明的实施例中，未硬化的基底层通过将未硬化的混凝土铺设于模具上形 成，其在养护后使未硬化的混凝土硬化而形成硬化的基底层。
[0029] 在本发明的实施例中，在未硬化混凝土铺设于模具上形成未硬化的基底层后，在 所述未硬化的基底层上形成芯层，所述芯层通过在所述未硬化的基底层上施用第一聚氨酯 反应体系，所述第一聚氨酯反应体系固化后形成聚氨酯硬泡以用作所述芯层。其中第一聚 氨酯反应体系可以是本领域中常用于制备聚氨酯硬泡的体系，在本发明优选的实施例中， 第一聚氨酯反应体系包含：
[0030] la) -种或多种多异氰酸酯，所述多异氰酸酯可用通式R(NCO)n表示，其中R表示 含2-18个碳原子的脂肪族烃基、或含6-15个碳原子的芳烃基、或含8-15个碳原子芳脂族 经基，η = 2-4 ;优选MDI和TDI预聚体、单体混合物；更优选优选MDI预聚体、单体混合物；
[0031] Ib) -种或多种多元醇，所述多元醇的平均分子量为100-10000,官能度为2-8 ;优 选地，所述多元醇选自下列的一种或多种：以蔗糖、甘油、山梨醇或二乙醇胺为起始剂聚醚 多元醇、基于苯酐的聚酯多元醇；和
[0032] Ic) 0· 3_15wt. %的一种或多种发泡剂，以Ib)的重量按IOOwt. %计
[0033] Id)0_2wt. %的一种或多种催化剂，以Ib)和Ic)的的重量按IOOwt. %计。
[0034] 所述第一聚氨酯反应体系还可以包含常用于本领域中的助剂，例如阻燃剂、交联 剂、扩链剂等。
[0035] 将所述第一聚氨酯反应体系施用于所述未硬化的基底层上可以采用本领域中已 知的方法，例如喷涂和浇注。根据实际的需求，可以多层施用第一聚氨酯反应体系，制备的 芯层的厚度可以为20-100mm。
[0036] 在本发明的一些优选的实施例中，在第一聚氨酯反应体系施用于未硬化的基底层 之前，先在所述未硬化的基底层之上施用第二聚氨酯反应体系以形成一层或多层聚氨酯硬 泡、聚氨酯软泡或聚氨酯弹性体材料，从而形成隔离层，然后在所述隔离层上施用上述第一 聚氨酯反应体系以形成芯层。其中所述第二聚氨酯反应体系可以是本领域中常用于制备聚 氨酯硬泡、聚氨酯软泡或聚氨酯弹性体的体系。由于为硬化的混凝土中含有较多的水分以 及碱性物质，这些物质都能与第一聚氨酯反应体系反应，从而影响聚氨酯硬泡的性能。隔离 层可以避免第一聚氨酯体系与未硬化的混凝土接触，从而避免损害聚氨酯硬泡的性能。
[0037] 在本发明一个优选的实施例中，所述第二聚氨酯反应体系包含：
[0038] 2a) -种或多种多异氰酸酯，所述多异氰酸酯可用通式R