本发明属于外墙体保温材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯绝热保温发泡材料及其制备方法。
背景技术：
我国正在制定一系列强制性的建筑节能措施，这无疑给pu泡沫塑料在建筑节能中大规模使用创造了一个发展机遇。然而聚氨酯硬泡是一种容易燃烧的有机材料，它在燃烧时释放出大量有毒烟雾，可使人在短时间内中毒和窒息。在我国pu泡沫塑料的实际使用中，火灾事故不断发生。因此如果不能有效、切实地解决其防火安全性的问题，找不到一个具有充分科学根据的途径来解决其使用过程中的防火安全性问题，那么pu泡沫塑料就无法在我国建筑节能中获得大规模推广应用。所以聚氨酯泡沫塑料的耐燃、防火等问题成为迫切需要解决的重要课题，这个问题是硬质聚氨酯泡沫塑料今后能否继续发展的关键因素之一。
聚氨酯泡沫的密度通常比以cfc-11(即三氯氟甲烷)体系为发泡剂制备的聚氨酯泡沫的密度高10％左右，而且用戊烷作为发泡剂制备的聚氨酯泡沫在聚醚多元醇中溶解性差。采用水和超临界co2为发泡剂制备的聚氨酯泡沫，在低密度时，强度、尺寸稳定性和绝热性能都比较差，且在制备过程中需消耗较多的异氰酸酯。此外，co2分子体积较小，易从泡孔中缓慢逸出，导致泡沫的绝热性能下降。hfcs类发泡剂的气相导热系数比戊烷低，与hcfc-141b类的接近但稍高一点。hfcs类发泡剂与戊烷相比安全性更高，且低毒、零odp值。hfcs中的hfc-365mfc(即1，1，1，3，3-五氟丁烷)气相导热系数低，25℃时只有10.6mw/m·k，且具有较高的沸点(40.2℃)，可以在常温常压下作为发泡剂使用制备聚氨酯泡沫。cn102531467a公开了一种发泡聚氨酯、膨胀珍珠岩复合保温阻燃板及其制备方法，但是其使用的发泡剂不是环保型的发泡剂，并且得到的聚氨酯泡沫材料导热系数较高，为24～42mw/m·k，失去了聚氨酯泡沫材料本身的优异的绝热性能。
硬质聚氨酯泡沫塑料的耐热、防火阻燃等问题成为迫切需要解决的重要课题，是关系到硬质聚氨酯泡沫塑料能否继续发展的关键因素之一。卤代磷酸酯类化合物是聚氨酯泡沫塑料中应用广泛的一类阻燃剂。但含卤阻燃剂在燃烧过程中会对周围环境造成污染，目前已被无卤阻燃剂逐步替代。现有的无卤阻燃剂中的无机阻燃剂，如：氢氧化铝和氢氧化镁及硼类无机阻燃剂，此类阻燃剂具有燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体的特点，但氢氧化铝和氢氧化镁作为阻燃剂单独使用时，需要较大的用量才能发挥作用，一般在40％～60％，严重影响了材料的机械性能。
技术实现要素：
本发明提出一种聚氨酯绝热保温发泡材料，该保温发泡材料在提高阻燃性同时保持其优异的力学性能以及绝热性能。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种聚氨酯绝热保温发泡材料，由a组分和b组分组成，a组分与b组分的重量比为1∶1～1.6，按照重量份数计算，a组分由环氧树脂10～20份、聚醚多元醇65～85份、改性膨胀珍珠岩5～10份、催化剂1～4份、复合阻燃剂15～30份、稳定剂1～3份以及发泡剂15～30份组成，b组分为异氰酸酯，其中，所述复合阻燃剂由氢氧化镁、纳米硅藻土、硅烷偶联剂与直链饱和脂肪酸制备而成。
优选地，所述复合阻燃剂的制备方法：
先将氢氧化镁与纳米硅藻土混合后，再加热至90～110℃后加入硅烷偶联剂，边搅拌，反应时间为10～15min，然后冷却至45～55℃，加入直链饱和脂肪酸后搅拌均匀，冷却至室温即可。
优选地，所述硅烷偶联剂为kh570、kh792或者dl602。
优选地，所述聚醚多元醇为羟值为380～500mgkoh/g的聚醚多元醇，包括但不限于蔗糖聚醚多元醇4110(羟值430-470mgkoh/g)和/或蔗糖聚醚多元醇835(羟值420-480mgkoh/g)。
优选地，所述发泡剂为一氟二氯乙烷与五氟丁烷的混合物。
优选地，所述催化剂为月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、醋酸锡、二乙酸二丁基锡或二乙酸二辛基锡。
优选地，稳定剂为硅油。
优选地，异氰酸酯为多次甲基多苯基异氰酸酯。
本发明的另一个目的是提供一种聚氨酯绝热保温发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
将环氧树脂、聚醚多元醇、发泡剂预混合，同时加入改性膨胀珍珠岩、稳定剂、催化剂和复合阻燃剂得到a组分，将异氰酸酯作为b组分，将a组分与b组分混合发泡，得到聚氨酯绝热保温发泡材料。
本发明中的改性膨胀珍珠岩改性方法采用中国申请专利201610570957.9膨胀珍珠岩改性方法，使得物料在短时间内均匀加热，泡沫起发快，泡沫成长动力能够有效克服膨胀珍珠岩的重力阻力，聚氨酯形成的泡沫结构理想，而且能够与膨胀珍珠岩和复合阻燃剂实现良好复合，保持了优异的压缩性能与绝热性能，导热系数0.024～0.030w/m·k。
本发明的有益效果：
本发明的复合阻燃剂采用由氢氧化镁、纳米硅藻土、硅烷偶联剂与直链饱和脂肪酸制备而成的复合阻燃剂，其不仅提高了氢氧化镁在聚氨酯中的分散性以及其与聚氨酯高分子链间的亲和性，对氢氧化镁的阻燃效果起到增效作用，同时降低由于无机填料过多对保温材料力学性能降低带来的危害。使得产品同时具有较高的阻燃性能和优异的力学性能。
具体实施方式
实施例1
一种聚氨酯绝热保温发泡材料，由a组分和b组分组成，a组分与b组分的重量比为1∶1.4，按照重量份数计算，a组分由环氧树脂16份、蔗糖聚醚多元醇411070份、改性膨胀珍珠岩7份、月桂酸二丁基锡2份、复合阻燃剂24份、硅油2份以及发泡剂24份组成，b组分为多次甲基多苯基异氰酸酯。发泡剂为一氟二氯乙烷与五氟丁烷的混合物。
复合阻燃剂的制备方法：先将氢氧化镁与纳米硅藻土混合后，再加热至90℃后加入kh570，边搅拌，反应时间为15min，然后冷却至55℃，加入直链饱和脂肪酸后搅拌均匀，冷却至室温即可。
聚氨酯绝热保温发泡材料的制备方法：
将环氧树脂、蔗糖聚醚多元醇4110、发泡剂预混合，同时加入改性膨胀珍珠岩、硅油、月桂酸二丁基锡和复合阻燃剂得到a组分，将多次甲基多苯基异氰酸酯作为b组分，将a组分与b组分混合发泡，得到聚氨酯绝热保温发泡材料。
实施例2
一种聚氨酯绝热保温发泡材料，由a组分和b组分组成，a组分与b组分的重量比为1∶1，按照重量份数计算，a组分由环氧树脂10份、蔗糖聚醚多元醇83565份、改性膨胀珍珠岩10份、辛酸亚锡1份、复合阻燃剂15份、硅油1份以及发泡剂30份组成，b组分为多次甲基多苯基异氰酸酯。发泡剂为一氟二氯乙烷与五氟丁烷的混合物。
复合阻燃剂的制备方法：先将氢氧化镁与纳米硅藻土混合后，再加热至110℃后加入dl602，边搅拌，反应时间为15min，然后冷却至50℃，加入直链饱和脂肪酸后搅拌均匀，冷却至室温即可。
聚氨酯绝热保温发泡材料的制备方法：
将环氧树脂、蔗糖聚醚多元醇835、发泡剂预混合，同时加入改性膨胀珍珠岩、硅油、辛酸亚锡和复合阻燃剂得到a组分，将多次甲基多苯基异氰酸酯作为b组分，将a组分与b组分混合发泡，得到聚氨酯绝热保温发泡材料。
实施例3
一种聚氨酯绝热保温发泡材料，由a组分和b组分组成，a组分与b组分的重量比为1∶1.6，按照重量份数计算，a组分由环氧树脂20份、蔗糖聚醚多元醇83585份、改性膨胀珍珠岩5份、二乙酸二辛基锡4份、复合阻燃剂30份、硅油3份以及发泡剂15份组成，b组分为多次甲基多苯基异氰酸酯，发泡剂为一氟二氯乙烷与五氟丁烷的混合物。
复合阻燃剂的制备方法：先将氢氧化镁与纳米硅藻土混合后，再加热至100℃后加入kh792，边搅拌，反应时间为10min，然后冷却至45℃，加入直链饱和脂肪酸后搅拌均匀，冷却至室温即可。
聚氨酯绝热保温发泡材料的制备方法：
将环氧树脂、蔗糖聚醚多元醇835、发泡剂预混合，同时加入改性膨胀珍珠岩、硅油、二乙酸二辛基锡和复合阻燃剂得到a组分，将多次甲基多苯基异氰酸酯作为b组分，将a组分与b组分混合发泡，得到聚氨酯绝热保温发泡材料。
试验例
将实施例1-3制备得到的聚氨酯绝热保温发泡材料进行抗压强度以及氧化指数等性能测定，结果见表1。
表1实施例1-3聚氨酯绝热保温发泡材料性能参数
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。