具有高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法与流程

本发明涉及单组分聚氨酯泡沫填缝剂领域，尤其涉及一种具有高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法。

背景技术：

聚氨酯发泡剂全称单组分聚氨酯泡沫填缝剂，俗称发泡剂、发泡胶、PU填缝剂，英文PU FOAM是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物。它是一种将聚氨酯预聚物﹑发泡剂﹑催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。当物料从气雾罐中喷出时，沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。适用范围广。具有前发泡、高膨胀、收缩小等优点，且泡沫的强度良好、粘接力高固化后的泡沫具有填缝﹑粘结﹑密封﹑隔热﹑吸音等多种效果,是一种环保节能﹑使用方便的建筑材料，可适用于密封堵漏﹑填空补缝﹑固定粘结、保温隔音，尤其适用于塑钢或铝合金门窗和墙体间的密封堵漏及防水。

在填缝剂的实际的应用中，内外温度差异较大时，室内温度会缓慢变化到和室外温度接近的温度，很难把室内温度控制在理想的温度范围，而且现有的单组份聚氨酯泡沫填缝剂的导热系数在0.05W/(m·K)左右，比硬泡的导热系数(0.024W/(m·K))略高，其保温性能不如硬泡。因此，亟需一种具有高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法，其能够提高单组分聚氨酯泡沫填缝剂的保温性能。

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂，包含相变材料，所述相变材料壁材包裹，形成多个独立的相变颗粒，并分散在所述单组分聚氨酯泡沫填缝剂内。

进一步，所述相变材料选自于分子量600-3000的聚四氢呋喃醚二醇、碳原子数为14-26的正烷烃、硬脂酸酯类、含6-18个碳原子的直链羧酸中的一种或多种。

进一步，所述壁材选自于密胺树脂，三聚氰胺树脂，聚脲，聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-1,4丁二醇二丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，苯乙烯-1,4丁二醇二丙烯酸酯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-新戊二醇二丙烯酸酯共聚物、聚二乙烯基苯、聚碳酸酯、乙烯乙酸乙烯酯、壳聚糖、二氧化硅中的一种，或明胶、阿拉伯胶和琼胶中的一种或多种的混合物。

进一步，所述相变颗粒的粒径为1～80微米。

进一步，所述单组分聚氨酯泡沫填缝剂包括如下组分，以重量百分比计：

白料 25～45％；

异氰酸酯 25～45％；

推进剂 13～35％；

其中，所述白料包括如下组分，以重量百分比计：

进一步，所述聚醚多元醇包括如下组分：

聚醚多元醇330N 3-8％；

聚醚多元醇310 10-40％；

聚醚多元醇210 5-20％。

进一步，所述助剂包括如下组分：

硅油匀泡剂 0.07-0.5％；

催化剂 0.03-0.5％。

本发明还提供一种制备上述的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的方法，包括如下步骤：将所述白料的各个组分按照一定的比例混合并分散，控制所述混合物质的水分低于1000PPM；将所述混合物放入一容器内；经一定量的异氰酸酯加入所述容器内，密封所述容器；需要使用时，加入一定量的推进剂并摇匀。

本发明的优点在于，本发明高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂把相变材料制成相变颗粒应用到单组份聚氨酯泡沫填缝剂中，做成使用方便的喷雾罐。使用后的聚氨酯泡沫因含有相变材料，可以应用到汽车内饰、家居用品、建筑节能等领域，起到调节室内温度、降低能耗、提高舒适性的目的。相变材料制成相变颗粒之后，固态或液态情况下都能稳定地储存在相变颗粒中，解决了相变材料在泡沫中不稳定的问题，相变材料在5-60℃范围内，能吸收或释放大量热量，加了相变颗粒的泡沫的储热量可以达到10-25J/g，可以在一定范围内调节环境温度。

附图说明

图1是单组分聚氨酯泡沫填缝剂的DSC曲线。

具体实施方式

下面对本发明提供的具有高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂及其制备方法的具体实施方式做详细说明。

本发明具有高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂包含相变材料，所述相变材料被壁材包裹，形成多个独立的相变颗粒，并分散在所述单组分聚氨酯泡沫填缝剂内。所述壁材指的是能够包裹所述相变材料且不会与单组分聚氨酯泡沫填缝剂的组分发生化学反应的物质，例如，密胺树脂，三聚氰胺树脂，聚脲，聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-1,4丁二醇二丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-1,4丁二醇二丙烯酸酯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-新戊二醇二丙烯酸酯共聚物、聚二乙烯基苯、聚碳酸酯、乙烯乙酸乙烯酯、壳聚糖、二氧化硅中的一种，或明胶、阿拉伯胶和琼胶中的一种或多种的混合物。所述相变材料被壁材包裹形成相变颗粒，能够防止相变材料与单组分聚氨酯泡沫填缝剂的各个组分发生化学反应，影响单组分聚氨酯泡沫填缝剂的稳定性。

进一步，所述相变材料选自于分子量600-3000的聚四氢呋喃醚二醇、碳原子数为14-26的正烷烃、硬脂酸酯类、含6-18个碳原子的直链羧酸中的一种或多种。优选地，所述相变颗粒的粒径为1～80微米，例如，5微米、10微米、15微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米或80微米。

相变材料(PCM，phase change materials)在相变过程中可以吸收或放出热量，达到调节环境温度的目的。本发明高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂把相变材料制成相变颗粒应用到单组份聚氨酯泡沫填缝剂中，做成使用方便的喷雾罐。使用后的聚氨酯泡沫因含有相变材料，可以应用到汽车内饰、家居用品、建筑节能等领域，起到调节室内温度、降低能耗、提高舒适性的目的。

所述单组分聚氨酯泡沫填缝剂包括如下组分，以重量百分比计：

白料 25～45％；

异氰酸酯 25～45％；

推进剂 13～35％；

其中，所述白料包括如下组分(以白料的各个组分占白料的重量百分比计)：

其中，所述聚醚多元醇包括如下组分(以各个组分占白料的重量百分比计)：

聚醚多元醇330N 3～8％；

聚醚多元醇310 10～40％；

聚醚多元醇210 5～20％。

例如，所述聚醚多元醇330N含量可以为4％、5％、6％或7％；所述聚醚多元醇310含量可以为15％、20％、25％、30％、35％或40％；所述聚醚多元醇210含量可以为10％、15％或20％。

其中，所述助剂包括如下组分(以各个组分占白料的重量百分比计)：

硅油匀泡剂 0.07～0.5％；

催化剂 0.03～0.5％。

其中，所述阻燃剂选自于磷酸酯、膦酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐、氧化磷、含磷多元醇及磷-氮化合物中的一种或多种；所述硅酮匀泡剂，又称匀泡硅油，主要成分是活性聚醚改性硅油，本领域技术人员可从现有技术中获得；所述催化剂为胺类催化剂，例如吡啶、三乙胺、三乙撑二胺；所述推进剂可以为丙烷、正丁烷、异丁烷、二甲醚中的一种或多种。

表1列举了在本发明不同的实施例中各组分的含量。

表1

本发明还提供一种制备具有高保温性能的单组分聚氨酯泡沫填缝剂的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将所述白料的各个组分按照一定的比例混合并分散，控制所述混合物质的水分低于1000PPM。所述白料的各个组分的比例可以参照上文白料的各个组分的比例。

(2)将所述混合物放入一容器内。所述容器可以为一罐体，用于后续喷涂使用。

(3)将一定量的异氰酸酯加入所述容器内，密封所述容器。

(4)需要使用时，加入一定量的推进剂并摇匀。

发明人针对本发明单组分聚氨酯泡沫填缝剂做了吸放热测试，参见图1，a曲线为单组分聚氨酯泡沫填缝剂不添加相变材料测得的DSC曲线，b曲线为单组分聚氨酯泡沫填缝剂添加两种相变材料测得的DSC曲线，c曲线为单组分聚氨酯泡沫填缝剂添加一种相变材料测得的DSC曲线，DSC曲线表明，添加了相变颗粒后，根据相变材料的不同，单组分聚氨酯泡沫填缝剂在5-60℃之间有一个或多个吸热峰。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。