专利名称：一种改性聚氨酯硬质泡沫材料及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新建筑材料及其制作方法，尤其是涉及一种改性聚氨酯硬质泡沫材料及其制作方法。
背景技术：
聚氨酯硬质泡沫是由异氰酸酯(俗称黑料)和聚醚多元醇(俗称白料)或聚醚多元醇与聚酯多元醇组合料经过高分子聚合反应结成的具有微泡孔构造的固体。由于其泡孔构造具有一定强度，在不同密度条件下，聚氨酯硬质泡沫呈现出符合特定使用需要的强度、刚度、韧性、尺寸稳定性、耐水性、耐温性、耐老化性、电绝缘性、低导热性、吸音隔音以及充分的可加工性，被广泛应用于以下领域 I、食品等行业冷冻冷藏设备如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料。2、工业设备保温如储罐、管道等。3、建筑材料在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的一半左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上。4、交通运输业如汽车顶篷、内饰件等。5、仿木材高密度聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各类高档制品。6、灌封材料。但是，普通聚氨酯硬质泡沫作为纯高分子材料有以下几点弱势1、原材料价格较高；2、中等密度材料表面硬度不足；3、容易燃烧。
发明内容
本发明设计了一种改性聚氨酯硬质泡沫材料及其制作方法，其解决的技术问题是普通聚氨酯硬质泡沫作为纯高分子材料存在硬度不足、容易燃烧以及成本较高缺陷。为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案
一种聚氨酯的改性材料的制作方法，包括以下步骤
步骤I、选择黑料为异氰酸酯液态料，选择白料为聚醚多元醇液态料或聚醚多元醇与聚酯多元醇组合液态料，向黑料中掺入无机粉料，或向白料中掺入无机粉料，或向黑料和白料中同时掺入无机粉料；
步骤2、将掺入无机粉料后的黑、白料进行混合，使得无机粉料、异氰酸酯液态料和聚醚多元醇液态料混合充分均匀，或无机粉料、异氰酸酯液态料和聚醚多元醇与聚酯多元醇组合料液态料混合充分均匀；
步骤3、将步骤2所得的混合物以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。
进一步，所述无机粉料为400目以上的滑石粉、100目以上的膨胀石墨、400目以上的水渣矿粉、200目以上的硅酸钙粉、400目以上的火山岩粉、200目以上的氢氧化铝以及200目以上的高岭土中一种或多种混合物。进一步，异氰酸酯和聚醚多元醇组成的液态料与无机粉料的质量比为3:7 — 7:3。进一步，异氰酸酯和聚醚多元醇与聚酯多元醇组合料组成的液态料与无机粉料的质量比为3:7 — 7:3。进一步，当选用两种不同的无机粉料时，两种不同无机粉料之间的质量比为I: I一1:100。
进一步，异氰酸酯液态料和聚醚多元醇液态料之间的质量比为I. 1:1—1.6:10进一步，异氰酸酯液态料与聚醚多元醇与聚酯多元醇组合料之间的质量比为I. 1:1—1. 6:1。一种改性聚氨酯硬质泡沫材料，该改性聚氨酯硬质泡沫材料使用到以下制作方法步骤I、选择黑料为异氰酸酯液态料，选择白料为聚醚多元醇液态料或聚醚多元醇与聚酯多元醇组合液态料，向白料或黑料或白料中掺入无机粉料，或者白料和黑料中同时掺入无机粉料；
步骤2、将掺入无机粉料后的黑、白料进行混合，使得无机粉料、异氰酸酯液态料和聚醚多元醇液态料混合充分均匀，或无机粉料、异氰酸酯液态料和聚醚多元醇与聚酯多元醇组合料液态料混合充分均匀；
步骤3、将步骤2所得的混合物以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性聚氨酯硬质泡沫材料及其制作方法与传统的聚氨酯相比，具有以下有益效果
(I)本发明将异氰酸酯和聚醚多元醇或与聚醚多元醇与聚酯多元醇组合液态料混合不同类型的无机粉料单体或混合物，这些无机粉料在与聚氨酯原材料混合后表现安定，反应完成后不会摧毁聚氨酯聚氨酯硬质泡沫泡孔结构，实现了在保持和提高聚氨酯各项物理实验技术参数，特别是明显提高与抗燃烧性能直接相关的氧指数和燃烧残余量以及明显提高了材料的硬度。(2)本发明由于使用了大量的无机粉料，这些无机粉料相对于异氰酸酯和聚醚多元醇明显了降低制品生产成本，使改性后的聚氨酯硬质泡沫材料应用领域得以拓宽。(3)本发明由于所选无机材料本身为不可燃物，在遇到火源时将对原有聚氨酯的燃烧过程产生干扰，能够现有聚氨酯音质泡沫氧指数从32提高到50以上。(4)本发明由于所选无机材料填充在聚氨酯泡孔之中能够对泡孔产生支撑效应，当密度达到350公斤/立方米以上时，改性聚氨酯制品硬度比之纯聚氨酯提高10%以上。
具体实施例方式本发明的实施例I :选取400目以上的滑石粉100g，全部掺入到105g异氰酸酯液态料中，将混合料与95g聚醚多元醇液态料进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为303公斤/立方米。
本发明的实施例2 :选取100目以上的膨胀石墨lg，选取200目以上的碳酸钙99g，混合后得到IOOg混合粉料，将混合粉料全部掺入到105g异氰酸酯液态料中，将混合料与95g聚醚多元醇液态料再进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为357公斤/立方米。本发明的实施例3 :选取420目以上的水渣矿粉100g，全部掺入到95g聚醚多元醇液态料中，将混合料与异氰酸酯液态料105g进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为309公斤/立方米。水渣矿粉是把热熔状态的高炉渣置于水中急速冷却的产物，又称高炉水淬矿渣，是高炉炼铁产生的副产品。本发明的实施例4 :选取200目以上的硅酸钙粉80g，选取600目以上的火山岩粉20g，混合后得到IOOg混合粉料，将混合粉料全部掺入到95g聚醚多元醇液态料中，将混合料与异氰酸酯液态料105g进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为 306公斤/立方米。本发明的实施例5 :选取600目以上的火山岩粉30g，选取420目以上的水渣矿粉70g，混合后得到IOOg混合粉料，将混合粉料其中50g掺入到95g聚醚多元醇液态料中，500g掺入105g异氰酸酯液态料中，将两种混合物进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为308公斤/立方米。本发明的实施例6 :选取600目以上的高岭土 30g，选取420目以上的水渣矿粉70g，混合后得到IOOg混合粉料，将混合粉料其中60g掺入到96g聚醚多元醇液态料中，400g掺入105g异氰酸酯液态料中，将上述两种混合物进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为313公斤/立方米。本发明的实施例7 :选取400目以上的水渣矿粉99g，再选取100目以上的膨胀石墨lg，混合后得到IOOg混合粉料，全部掺入到IOOg聚醚多元醇与聚酯多元醇组合液态料中；再全部掺入到150g异氰酸酯液态料中，将上述4种混合物进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为356公斤/立方米。本发明的实施例8 :选取420目以上的水渣矿粉69g，和选取600目以上的火山岩粉30g，混合后得到99g混合粉料；再选取100目以上的膨胀石墨lg，三种粉体材料混合得到IOOg混合粉料，将其全部掺入到95g聚醚多元醇液态料中；再将上述混合料与105g异氰酸酯液态料再进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为311公斤/立方米。本发明的实施例9:选取400目以上的高岭土 70g，选取600目以上的火山岩粉30g，全部掺入到IOOg聚醚多元醇与聚酯多元醇组合液态料中；将上述混合料与150g异氰酸酯液态料再进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为355公斤/立方米。本发明的实施例10:选取100目以上的膨胀石墨lg，选取200目以上的碳酸钙99g,混合后得到IOOg混合粉料，将混合粉料全部掺入到105g异氰酸酯液态料中，将混合料与95g聚醚多元醇与聚酯多元醇组合液态料再进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为351公斤/立方米。本发明的实施例11 :选取600目以上的高岭土 30g，选取420目以上的水渣矿粉70g，混合后得到IOOg混合粉料，将混合粉料其中60g掺入到96g聚醚多元醇与聚酯多元醇组合液态料中，400g掺入105g异氰酸酯液态料中，将上述两种混合物进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为300公斤/立方米。本发明的实施例12 :选取420目以上的水渣矿粉69g，和选取600目以上的火山岩·粉30g，混合后得到99g混合粉料；再选取200目以上的氢氧化铝lg，三种粉体材料混合得到IOOg混合粉料，将其全部掺入到95g聚醚多元醇液态料中；再将上述混合料与105g异氰酸酯液态料再进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为317公斤/立方米。本发明的实施例13 :400目以上的滑石粉20g、100目以上的膨胀石墨10g、400目以上的水渣矿粉15g、200目以上的硅酸钙粉10g、400目以上的火山岩粉10g、200目以上的氢氧化铝20g以及200目以上的高岭土 14g，将其全部掺入到95g聚醚多元醇液态料中；再将上述混合料与105g异氰酸酯液态料再进行充分混合，再以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。该改性的聚氨酯硬质泡沫材料的密度为322公斤/立方米。上面对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种聚氨酯的改性材料的制作方法，包括以下步骤 步骤I、选择黑料为异氰酸酯液态料，选择白料为聚醚多元醇液态料或聚醚多元醇与聚酯多元醇组合液态料，向黑料中掺入无机粉料，或向白料中掺入无机粉料，或向黑料和白料中同时掺入无机粉料； 步骤2、将掺入无机粉料后的黑、白料进行混合，使得无机粉料、异氰酸酯液态料和聚醚多元醇液态料混合充分均匀，或无机粉料、异氰酸酯液态料和聚醚多元醇与聚酯多元醇组合料液态料混合充分均匀； 步骤3、将步骤2所得的混合物以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。
2.根据权利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于所述无机粉料为400目以上的滑石粉、100目以上的膨胀石墨、400目以上的水渣矿粉、200目以上的硅酸钙粉、400目以上的火山岩粉、200目以上的氢氧化铝以及200目以上的高岭土中一种或多种混合物。
3.根据权利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于异氰酸酯和聚醚多元醇组成的液态料与无机粉料的质量比为3:7—7:3。
4.根据权利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于异氰酸酯和聚醚多元醇与聚酯多元醇组合料组成的液态料与无机粉料的质量比为3:7— 7:3。
5.根据权利要求2所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于当选用两种不同的无机粉料时，两种不同无机粉料之间的质量比为I: I一 1:100。
6.根据权利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于异氰酸酯液态料和聚醚多元醇液态料之间的质量比为I. I: I一I. 6:1。
7.根据权利要求I所述聚氨酯的改性材料的制作方法，其特征在于异氰酸酯液态料与聚醚多元醇与聚酯多元醇组合料之间的质量比为I. 1:1 一 1.6:1。
8.一种按照权利要求I至7任何一项制作方法制得的改性聚氨酯硬质泡沫材料。
全文摘要
本发明涉及一种改性聚氨酯硬质泡沫材料及其制作方法，包括以下步骤选择黑料为异氰酸酯液态料，选择白料为聚醚多元醇液态料或聚醚多元醇与聚酯多元醇组合液态料，向黑料中掺入无机粉料，或向白料中掺入无机粉料，或向黑料和白料中同时掺入无机粉料；将掺入无机粉料后的黑、白料进行混合；将所得的混合物以注入模具方式或自由发泡方式进行聚合反应，最终得到所需改性的聚氨酯硬质泡沫材料。本发明将异氰酸酯和聚醚多元醇或聚醚多元醇与聚酯多元醇组合料混合不同类型的无机粉料，无机粉料在与聚氨酯原材料混合后表现安定，反应完成后不会摧毁聚氨酯硬质泡沫泡孔结构，明显提高与抗燃烧性能直接相关的氧指数和燃烧残余量以及提高了材料的硬度。
文档编号C08K3/00GK102898607SQ20121044212
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年9月7日
发明者不公告发明人 申请人:汤燕, 张磊