一种聚氨酯复合板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种保温绝热复合板，特别是一种聚氨酯复合板。。
【背景技术】
[0002]硬质聚氨酯复合板广泛地用作在冷库、建筑行业中的绝缘材料，通常其里面的硬质聚氨酯泡沫体是闭孔的硬质泡沫体，在该泡孔内含有低传导性气体，如烃，可以将液态的发泡组合物用在就地浇注应用、喷洒应用中，并形成硬质泡沫体板或面板。但是未经阻燃处理的聚氨酯硬泡塑料属于易燃物，其燃烧氧指数小于19，且聚氨酯硬泡塑料在燃烧过程中会放出HCN、C0等有害气体，这使得如何改善聚氨酯硬泡塑料的阻燃性能受到了广泛关注。目前提高聚氨酯硬泡塑料阻燃性能的方法主要是在组合物中使用添加型阻燃剂，应用较多的添加型阻燃剂有三氯乙基磷酸酯(TCEP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、三(氯异丙基)磷酸酯(TCPP)和三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)等。但是这些添加型阻燃剂都具有一定的增塑作用，应用时会使聚氨酯硬泡塑料的泡孔结构呈现不规则形态，同时会增大泡孔的尺寸，这会降低聚氨酯硬泡塑料的机械强度、压缩强度、长期蠕变性能和尺寸稳定性，从而降低聚氨酯硬泡塑料的使用性能。
【发明内容】
[0003]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种聚氨酯复合板，本硬质聚氨酯复合板不仅克服或削弱了上述存在的缺陷，还能达到使用方便，外形美观，经久耐用的效果。
[0004]本发明采用的技术方案如下:一种聚氨酯复合板，包括面板层，碳泡沫层，聚氨酯材料层，铝箔板，其特征在于，所述面板层下表面连接碳泡沫层，且之间还设有缓冲部，碳泡沫层下表面连接着聚氨酯材料层，聚氨酯材料层下表面连接着铝箔板，所述缓冲部均匀分布在面板层与碳泡沫层之间。
[0005]进一步，所述面板层内置加强筋结构，面板层厚度为15~25mm，所述碳泡沫层厚度为10~20mm，采用树脂基碳泡沫制成，且碳泡沫中加入了颗粒状碳化硅增强体，所述聚氨酯材料层厚度为30~50mm，铝箔板厚度为0.12-0.2mm，所述缓冲部为一弹簧缓冲装置，弹簧的上下两端均连接一石棉块，石绵快分别嵌插与面板层和碳泡沫层中。
[0006]进一步，所述聚氨酯材料层采用聚氨酯硬泡材料制成，所述聚氨酯硬泡由如下重量份数的各组分组成:聚醚多元醇为50~70份，阻燃聚酯多元醇15~25份，聚酯多元醇为15~30份，催化剂为3~12份，交联剂为15~25份，二异氰酸酯110~180份，环戊烷为11~13份，有机硅表面活性剂1~3份。
[0007]进一步，所述聚醚多元醇由多羟基醇与环氧丙烷反应制得，其中多羟基醇为丙氧基化甘油多元醇，制得的聚醚多元醇分子质量为1500~3000，羟值为240~460mgK0H/g，官能度为大于4，所述聚酯多元醇由对苯二甲酸与甘油缩合而成，其中制得的聚酯多元醇羟值为410~480 mgKOH/g,官能度2.2-2.7，所述阻燃聚酯多元醇为松香聚酯多元醇，其羟值为430-500 mgKOH/g,官能度为4~6，所述催化剂包括1~4份发泡催化剂，1-4份凝胶催化剂，1~4叔胺类催化剂，所述发泡催化剂为含33%三乙烯二胺的二丙二醇溶液，所述凝胶催化剂为1，4-二甲基哌嗪，所述交联剂为工业用蓖麻油。
[0008]进一步，其制备工艺包括以下步骤:
步骤1、将面板和碳泡沫通过粘接剂粘接，然后同铝箔板一起架构成一个矩形模，矩形模中碳泡沫层与铝箔板之间有30~50mm的距离，即在里面形成料槽，矩形模一端密封住，另一端敞开，其他面则需全部密封好，清除污渍待用；
步骤2、在常压下，将聚醚多元醇、阻燃聚酯多元醇和聚酯多元醇按预定要求的比例复配，然后加入催化剂、交联剂、有机硅表面活性剂和环戊烷，在常温下用涡轮式搅拌器搅拌均匀，搅拌时间为30~45s，搅拌均匀后，加入计量好的二异氰酸酯，快速搅拌，环境温度为22-25°C，搅拌时间为15~20s，搅拌速度为2800r/min，搅拌完成后，将混合物液体注入连接有计量栗的贮罐中；
步骤3、将步骤1所制得的矩形模框预热至45~60°C，然后用计量栗将混合物液体浇注到矩形模中，注入量需提前计算，注射压力控制在14MPa，并需在20s内浇注完毕，然后用活动挡板将矩形模入料口盖住，发泡熟化；
步骤4、待聚氨酯硬泡发泡熟化完毕后，等待10~15min，将溢出的余料修剪完毕，最后检验成品。
[0009]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
1、阻燃性好，力学性能优异。
[0010]通过在聚氨酯硬泡中加入阻燃聚酯多元醇，能够在一定程度上使聚氨酯大分子链间的范德华力有所提高，使大分子链间的相对滑移有所减少，进而能够使上述混合物在发泡过程中产生的泡孔尺寸减小。同时，大分子链间的范德华力提高，还能够使所形成的聚氨酯硬泡中的泡孔孔壁的刚性有所提高，进而能够使泡孔的结构更加规则、泡孔的形变程度减弱，泡孔尺寸小、结构稳定，能够有效提高聚氨酯硬泡塑料的机械强度、压缩强度及蠕变性能，其氧指数不小于29，离火3s自熄，表面碳化能阻止燃烧，且不会产生熔滴，同时在聚氨酯材料层两面都添加有阻燃层，即一面为碳泡沫层，一面为铝箔板，铝箔板因为金属材料，能有效起到阻燃的效果，同时保护聚氨酯材料层不会受到刮擦、针刺、敲击的损伤，而碳泡沫层中树脂基碳泡沫具有很大的开孔和棱柱，棱柱相互交联构成五边形的十二面体，其碳形态为难石墨化的玻璃态碳，使之具有低的密度，较低的机械强度，优异的绝热、绝缘性能，整体上能抗击较大冲击载荷，此外，加入的交联剂能够在线型的分子之间产生化学键，使线型分子相互连在一起，形成网状结构，这样就提高了聚氨酯的强度和弹性，。
[0011]2、尺寸性能稳定，导热系数低，密封性良好。
[0012]在普通的聚氨酯硬泡中，使用的聚酯多元醇大多数采用的是用线性多元醇合成为主，分子的平均官能度不高，支化少，柔韧性好，但刚性相对就会较弱；以此制备聚氨酯硬泡固化过程中泡沫易变形，最终影响聚氨酯硬泡的最终性能，通过添加三官能团多元醇，如本发明采用的甘油，能够适当提高聚酯的官能度，进而提高聚氨酯硬泡的尺寸稳定性，降低其导热系数；在聚氨酯发泡固化过程中加入有机硅表面活性剂，能改变液体表面张力，能稳定泡沫，是良好的成核剂，同时稳定整个化学系统，控制泡孔尺寸和形状，控制泡孔的闭孔率，形成的硬泡密封性良好，无空腔、无接缝，能将建筑外围护结构完全包裹，有效的阻止了风和潮气通过缝隙流动进出建筑物，实现完全密封。
[0013]3、优异的隔热保温性能，重量轻，性能恒定，表面美观。
[0014]本发明中由于添加有叔胺类催化剂，能促进二异氰酸酯聚合生成二异氰脲酸酯，其物理与防火性比一般聚氨酯更为优异，是一种理想的有机低温隔热材料，具有导热系数小、轻质防震、适应性强等特点，进一步，通过选用环戊烷作为发泡剂，用含33%三乙烯二胺的二丙二醇溶液作为发泡催化剂，通过采用改性芳香族聚酯提高其相容性，能改善凝胶时间和流动性，改变泡沫密度，减小其导热系数，具有较好的低温性能、耐水解性以及优良的电绝缘性；在受到冲击载荷时，一方面通过材料本身缓冲冲击，另一方面通过设置的缓冲部来缓冲冲击，进一步保护复合板遭受破坏，提高其使用寿命，并且整个复合板都是由质量很轻的材料构成，具有重量轻的特点，而外表面的铝箔板则由于表面光滑，具有好看的金属光泽，造型美观。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的一种聚氨酯复合板；
图中标记:1为面板层，2为缓冲部，3为碳泡沫层，4为聚氨酯材料层，5为铝箔板。