一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及泡沫材料【技术领域】，尤其是一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料；由聚苯乙烯泡沫层和硬质聚氨酯层交替排列组成，所述硬质聚氨酯层的原料的质量份组成如下：芳族聚酯多元醇100份、催化剂3-8份、水40-60份、发泡剂18-45份、泡沫稳定剂2-10份、阻燃剂10-60份、聚二苯甲烷二异腈酸酯120-160份。该发明的泡沫的孔径小，能有效降低泡沫体系的导热系数；提高绝热层的保温性能，耐热性能高；而且由于平均芯密度低，还可以节约原材料，抗压强度高，再加上聚苯乙烯泡沫塑料的价格远低于硬质聚氨酯泡沫的价格，可以进一步降低成本；本发明中采用的阻燃剂，能够在很大程度上一直外界热量向芯材部分的传递，因此可以实现聚氨酯泡沫表面的阻燃。
【专利说明】一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沬塑料复合型吸能材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料防撞系统的泡沫材料【技术领域】，尤其是一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料。
【背景技术】
[0002]石油、化工管道为了保证介质的正常输送，通常采用管道外加保温层进行保温输送，油田集油管线采用掺输或伴热流程以保证原油的正常输送，伴热管线保温预支成硬质聚氨酯泡沫塑料夹克管存在无法解决的问题，站内管线由于距离短，焊接接口、弯头较多，使用硬质聚氨酯泡沫塑料夹克管十分不便。伴热管线和站内管线的保温、防水材料的使用受到一定的限制。
[0003]为解决上述技术问题，中国专利号CN200510123491中公布了一种硬质聚氨酯聚苯乙烯泡沫塑料复合保温管壳，是由在做成形的聚苯乙烯泡沫塑料壳体外包覆一层硬质聚氨酯构成，硬质聚氨酯(PU)泡沫塑料的基本原料是由黑料、白料和助剂组成，黑料、白料和助剂按重量比例为黑料:白料:助剂=1:1:1或1: 1.1:1;黑料是多异氰酸酯、浙青或635聚醚单体；白料是聚醚多元醇；助剂是表面活性剂和发泡剂，表面活性剂包括二甲基环己胺、三乙烯二胺、二乙醇胺、三乙醇胺、MDI或TDI —到两种，发泡剂包括CFC-11、无氟氯烃或戊烷。
[0004]但是聚氨酯遇到热源或是火源极易燃烧，且火焰传播速度非常快，因此，该材料在建筑、化工、石油领域使用时需要进一步提高其阻燃性能。而且硬质聚氨酯聚苯乙烯泡沫塑料的硬度及抗压强度都有待提高。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术中的不足，提供一种硬度高、抗压强度高、导热系数小、吸水率低、阻燃性能好的硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0007]—种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料，由聚苯乙烯泡沫层和硬质聚氨酯层交替排列组成，所述硬质聚氨酯层的原料的质量份组成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化剂3-8份、水40-60份、发泡剂18-45份、泡沫稳定剂2-10份、阻燃剂10-60份、聚二苯甲烷二异腈酸酯120-160份。
[0008]进一步的，所述芳族聚酯多元醇中芳环含量为55-60%，羟值为120-250mgK0H/g，官能度为4-7。
[0009]进一步的，所述催化剂选自:N，N-二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇、五甲基二乙烯三胺、30%的醋酸钾溶液、N-甲基二环己基胺中的一种或几种。
[0010]进一步的，所述发泡剂选自正戊烷、环己烷中的至少一种。
[0011]进一步的，所述泡沫稳定剂选用含磺酸基的表面活性剂。
[0012]进一步的，所述阻燃剂的组成如下:氢氧化镁:红磷:三聚氰胺:季戊四醇:甲基膦酸二甲酯=1:2:1.1:1.2:1.7。
[0013]进一步的，由聚苯乙烯泡沫层和硬质聚氨酯层交替排列组成，所述硬质聚氨酯层的原料的质量份组成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化剂5份、水50份、发泡剂30份、泡沫稳定剂6份、阻燃剂35份、聚二苯甲烷二异腈酸酯140份。
[0014]采用本发明的技术方案的有益效果是:
[0015](I)该发明的泡沫的孔径小，不易变形，耐溶剂耐热辐射，能有效降低泡沫体系的导热系数；提高绝热层的保温性能，耐热性能高；而且由于平均芯密度低，还可以节约原材料，再加上聚苯乙烯泡沫塑料的价格远低于硬质聚氨酯泡沫的价格，可以进一步降低成本；
[0016](2)本发明中采用的阻燃剂，能够在很大程度上一直外界热量向芯材部分的传递，因此可以实现聚氨酯泡沫表面的阻燃；而且，由于多异腈酸酯、聚醚多元醇和助剂等对聚苯乙烯泡沫塑料有微溶作用，两者结合更牢固，抗压强度和阻燃效果更好。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0018]实施例1
[0019]一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料，由聚苯乙烯泡沫层和硬质聚氨酯层交替排列组成，所述硬质聚氨酯层的原料的质量份组成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化剂3份、水40份、发泡剂18份、泡沫稳定剂2份、阻燃剂10份、聚二苯甲烷二异腈酸酯120份。
[0020]所述芳族聚酯多元醇中芳环含量为55%，羟值为120mg KOH/g，官能度为4。
[0021]所述催化剂为N，N- 二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇。
[0022]所述发泡剂为正戊烷。
[0023]所述泡沫稳定剂选用含磺酸基的表面活性剂。
[0024]所述阻燃剂的组成如下:氢氧化镁:红磷:三聚氰胺:季戊四醇:甲基膦酸二甲酯=1:2:1.1:1.2:1.7。
[0025]根据下列工序制备硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料:将可发型聚苯乙烯泡沫塑料板材，并切割成需要的形状；按上述组分配比准备原料，控制温度为20°C，2500r.p.m混合均匀得到共混物，再将共混物注入模具，再放入聚苯乙烯泡沫塑料成型管壳待固化后得成品。然后在5X5X5cm样品上测量抗压强度。取0.5mm厚的成品，采用酒精灯点燃时，检测聚氨酯硬泡保温材料点燃时间。
[0026]实施例2中所述芳族聚酯多元醇中芳环含量为57%，羟值为140mg KOH/g,官能度为5。
[0027]实施例3中所述芳族聚酯多元醇中芳环含量为58.3%，羟值为160mg KOH/g,官能度为6。
[0028]实施例4中所述芳族聚酯多元醇中芳环含量为59%，羟值为200mg KOH/g,官能度为6。
[0029]实施例5中所述芳族聚酯多元醇中芳环含量为60%，羟值为250mg KOH/g,官能度为7。
[0030]实施例1-实施例5的组成和性能见表I。
[0031]
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5芳族聚酯多 100100100100100
元醇______
N, N- 二甲 3—I33I
氨基乙基-N-甲基氨基乙醇______
五甲基二乙 727I2
燦二胺______
30%的醋酸 7 2 2 2 4钾溶液______
N-甲基二 77/3?
环己基胺______
水__40__45__50__55__60
正戊烷181016 一 1825
环己焼I 15 I 14 I 18 I 20
[0032]含磺酸基的 2367?0
表面活性剂______
氢氧化镁 1.4335 _ 68.57
红磷2.866 一 10 — 1217.1
三聚氰胺 1.573.35.56.69.43
季戊四醇 1.Π3.667.210.29
甲基膦酸二 2.435.18.510.214.57
甲酯______
聚二苯甲烷 120 125 130 140 160二异腈酸酯______
泡沫休测试胶凝时间4948 ? 474850
(S)
自由发泡密 30^3L23L93(λ3306
度(g/1)______
抗压强度 170.1170 5173.2178.3169 8
(KPa)______
点燃时间推迟Ih以推迟48min推迟1.1h推迟SOmin推迟55min
_上 I 以上 I 以上 I 以上 I 以上
[0033]综上所述，实施例3为本发明的优选实施例。
[0034]尽管上述实施例已对本发明的技术方案进行了详细地描述，但是本发明的技术方案并不限于以上实施例，在不脱离本发明的思想和宗旨的情况下，对本发明的技术方案所做的任何改动都将落入本发明的权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料，其特征在于，由聚苯乙烯泡沫层和硬质聚氨酯层交替排列组成，所述硬质聚氨酯层的原料的质量份组成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化剂3-8份、水40-60份、发泡剂18-45份、泡沫稳定剂2_10份、阻燃剂10-60份、聚二苯甲烷二异腈酸酯120-160份。
2.根据权利要求1所述的一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料，其特征在于:所述芳族聚酯多元醇中芳环含量为55-60%，羟值为120-250mg KOH/g，官能度为4-7。
3.根据权利要求1所述的一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料，其特征在于，所述催化剂选自:N，N- 二甲氨基乙基-N-甲基氨基乙醇、五甲基二乙烯三胺、30%的醋酸钾溶液、N-甲基二环己基胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料，其特征在于:所述发泡剂选自正戊烷、环己烷中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料，其特征在于:所述泡沫稳定剂选用含磺酸基的表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料，其特征在于，所述阻燃剂的组成如下:氢氧化镁:红磷:三聚氰胺:季戊四醇:甲基膦酸二甲酯=1:2:1.1:1.2:1.7。
7.根据权利要求1所述的一种硬质聚氨酯与聚苯乙烯泡沫塑料复合型吸能材料，其特征在于，由聚苯乙烯泡沫层和硬质聚氨酯层交替排列组成，所述硬质聚氨酯层的原料的质量份组成如下:芳族聚酯多元醇100份、催化剂5份、水50份、发泡剂30份、泡沫稳定剂6份、阻燃剂35份、聚二苯甲烷二异腈酸酯140份。
【文档编号】B32B27/32GK104191768SQ201410425502
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】卞清, 朱春锋, 孙波 申请人:上海爱逸建筑科技有限公司