一种新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料，由聚醚多元醇组合物和异氰酸酯按重量比为1:1混合发泡而得到，所述聚醚多元醇组合物包括一定重量份的聚酯多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、发泡剂、去离子水，还包括黄麻纤维和闭孔珍珠岩。本发明减少了聚醚多元醇泡沫中“不良泡沫”的产生，减低泡沫成型后的收缩率，避免水箱变形，同时提高了保温材料的抗压强度，提高保温材料的保温性能。
【专利说明】
一种新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沬保温材料
技术领域
[0001] 本发明涉及保温材料技术领域，具体涉及一种新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫 保温材料。
【背景技术】
[0002] 太阳能热水器是充分利用太阳能源提供热水的产品，以其清洁安全、使用方便、无 能耗等优点，愈来愈受到人们的青睐。截至到2001年年底，我国太阳热水器占世界保有量的 70%，产品年销售量是欧洲的10倍，成为太阳热水器的第一使用国和生产国。其中占市场份 额最大的真空管太阳热水器是一个地地道道的中国产品，从设计开发到生产制作都无国外 经验可借鉴，存在许多有待于在实践中慢慢完善的问题。众所周知，对太阳热水器来说，尤 其是真空管太阳热水器聚醚多元醇保温层的质量至关重要，它决定了热水器的保温效果。 聚醚多元醇产品历来有"三分产品，七分发泡"的说法，也就是说，不仅需要好的聚醚多元醇 发泡料，更需要一个科学的发泡工艺和严格的操作规程。
[0003] 泡沫收缩是太阳热水器最普遍存在的问题，它能导致水箱变形、起鼓起楞甚至开 裂，也即是太阳能生产厂家经常所说的"脱皮"、"脱壳"、"抽出一条脊梁骨"等现象。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述问题，提供一种新型太阳能热水器水箱聚醚多元醇泡沫保温材 料，以降低泡沫成型后的收缩率，提高材料的保温性能。
[0005] 实现本发明目的的技术方案为： 一种新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料，由聚醚多元醇组合物和异氰酸酯按 重量比为1:1混合发泡而得到，与现有技术不同的是，所述聚醚多元醇组合物包括以下重量 份的原料： 聚醚多元醇A 55-65份 聚醚多元醇B 35-45份 泡沫稳定剂 3-5份 催化剂 2-3份 发泡剂 25-30份 黄麻纤维 5-8份 闭孔珍珠岩 8-10份 去离子水 1-3份 所述聚醚多元醇A为YD-6205聚醚、KS-8326聚醚、DD-450L聚醚中的一种或几种;所 述聚醚多元醇B为450M聚醚，4110聚醚，330B聚醚中的一种或几种。
[0006] 所述黄麻纤维为长度在3~20mm之间的黄麻纤维。
[0007] 所述闭孔珍珠岩为中空孔结构，粒度为0.1-0.3_。
[0008] 所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯（TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI)或多次 甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)的一种或两种。
[0009] 泡沫稳定剂为水溶性硅油。
[0010] 所述的催化剂为三苯酚、二甲基苄胺、五甲基二乙烯三胺、三乙烯二胺中的一 种或多种。
[0011] 发泡剂为聚醚多元醇常规发泡剂，如环戊烷、异戊烷、HCFC-141b、HFC-245fa 和HFC-365mfc中的一种或几种。
[0012] 黄麻纤维是最廉价的天然纤维之一，种植量和用途的广泛都仅次于棉花。黄麻纤 维具有较高的比强度、比弹性模量、柔顺性等性能，作为增强材料可以有效地改善聚氨酯 材料的性能，并且黄麻纤维具有原料丰富且价格便宜的特点，而且增强后的聚氨酯泡沫易 于降解和回收，对环境无污染等优点。试验表明，当短切黄麻纤维长度为3 mm、质量分数为 3.0%时，其增强效果较好，聚氨酯泡沫的压缩强度明显提高，随着黄麻纤维含量和长度的 增加，其压缩弹性模量亦随之增大。
[0013] 闭孔珍珠岩是由有一定粒径的珍珠岩矿砂在垂直电炉梯级加热方式下达到一定 温度后由内到外均匀膨胀，膨胀颗粒表面又经瞬间高温玻化，经降温后形成连续玻质化的 颗粒表面，而内部保持着完整的多孔、中空空心结构。闭孔珍珠岩一种新型的保温、隔热材 料，是选用天然珍珠岩矿，经矿砂处理一预热一多级加热一高温膨胀玻化一冷处理一产品 分级包装而成。经电炉高温膨胀烧结后，珍珠岩颗粒表面呈微圆型且有着连续的玻化外壳， 孔隙封闭而内部基本为空心结构。相对传统的膨胀珍珠岩，闭孔珍珠岩克服了传统膨胀珍 珠岩吸水率大、强度低、流动性差、施工作业难度大、导热系数高、保温层使用寿命短等的缺 陷，具有无毒、环保、防火阻燃、纯度高、轻质、颗粒均匀、保温隔热、绝缘性能好、吸水率低、 流散性好、具有明显的毛细吸附作用和抗压强度等优点。本发明采用粒度为0.1-0.3mm中空 孔闭孔珍珠岩，并在试验中测得，闭孔珍珠岩可增加聚醚多元醇硬泡沫的开孔率，并能延 缓发泡凝胶和固化速度，防止泡沫因短时间内积聚力量大而容易挤压内胆和外壁，减少 "不良泡沫"的产生，同时减少泡沫成型后的收缩率。
[0014] 本发明的优点为:本发明减少了聚醚多元醇泡沫中"不良泡沫"的产生，减低泡沫 成型后的收缩率，避免水箱变形，同时提高了保温材料的抗压强度，提高保温材料的保温性 能。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料由聚醚多元醇组合物和异氰酸酯按重量 比为1:1混合发泡而得到，材料的配方如下： YD-6205聚醚60份;4110聚醚35份;水溶性硅油泡沫稳定剂3份;三苯酚催化剂2份;环 戊烷发泡剂25份;黄麻纤维（长度在3~20mm之间的黄麻纤维）5份；闭孔珍珠岩(粒度 在0.1-0.3mm之间）8份;去离子水1份 将上述化合物混合均匀形成聚醚组合物，然后同组分异氰酸酯按质量比1:1混合浇 注到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，经过高温固化后即可得到本发明所述的聚氨酯泡 沫保温材料。
[0016] 实施例2 新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料由聚醚多元醇组合物和异氰酸酯按重量 比为1:1混合发泡而得到，材料的配方如下： KS-8326聚醚60份;450M聚醚35份;水溶性硅油泡沫稳定剂3份;五甲基二乙烯三胺催 化剂2份;HCFC-141b发泡剂25份;黄麻纤维（长度在3~20mm之间的黄麻纤维）8份；闭 孔珍珠岩(粒度在0.1-0.3mm之间）10份;去离子水2份。
[0017]将上述化合物混合均匀形成聚醚组合物，然后同组分异氰酸酯按质量比1:1混 合浇注到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，经过高温固化后即可得到本发明所述的聚氨 酯泡沫保温材料。
[0018] 实施例3 新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料由聚醚多元醇组合物和异氰酸酯按重量 比为1:1混合发泡而得到，材料的配方如下： DD-450L聚醚60份;4110聚醚35份;水溶性硅油泡沫稳定剂3份;三苯酚与三乙烯二胺 按1:1混合的催化剂2份;HCFC-141b发泡剂25份;黄麻纤维（长度在3~20mm之间的黄麻 纤维)5份;闭孔珍珠岩(粒度在0.1-0.3mm之间）10份;去离子水2份。
[0019] 将上述化合物混合均匀形成聚醚组合物，然后同组分异氰酸酯按质量比1:1混 合浇注到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，经过高温固化后即可得到本发明所述的聚氨 酯泡沫保温材料。
[0020] 应用实施例 为更充分阐述本发明，本
【申请人】利用2台太阳能热水器进行性能测试，其中一台太阳 能热水器水箱采用市场上购买的湖南省某公司生产的聚氨酯发泡原料作为保温材料（对 照组），另一台采用本发明的聚氨酯泡沫保温材料(实验组）。在晴朗天气（气温20-30°C) 条件下，对照组的最高水温达75°C，实验组的最高水温达85°C，这说明本发明的聚氨 酯泡沫保温材料保温效果更加好。
[0021] 分别取出对照组和实验组的模塑泡沫并检测其性能参数，性能指标如下表：
由表可见，本发明聚氨酯泡沫保温层的压缩强度、成型收缩率等指标都比现有的保温 材料有明显地提高，经冷冻或高温条件下无收缩、变形、膨胀、开裂等现象，是一种性能优异 的保温材料。
【主权项】
1. 一种新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料，由聚醚多元醇组合物和异氰酸 酯按重量比为1:1混合发泡而得到，其特征在于，所述聚醚多元醇组合物包括以下重量份的 原料： 聚醚多元醇A 55-65份 聚醚多元醇B 35-45份 泡沫稳定剂 3-5份 催化剂 2-3份 发泡剂 25-30份 黄麻纤维 5-8份 闭孔珍珠岩 8-10份 去呙子水 1_3份。2. 根据权利要求1所述的新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所 述聚醚多元醇A为YD-6205聚醚、KS-8326聚醚和DD-450L聚醚中的一种或几种;所述聚 醚多元醇8为4501聚醚，4110聚醚和33(?聚醚中的一种或几种。3. 根据权利要求1所述的新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所 述黄麻纤维为长度在3~20mm之间的黄麻纤维。4. 根据权利要求1所述的新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所 述闭孔珍珠岩为中空孔结构，粒度为0.1-0.3mm。5. 根据权利要求1所述的新型太阳能热水器水箱聚氨酯泡沫保温材料，其特征在于，所 述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多次甲基多苯基多异氰酸酯 中的一种或两种。
【文档编号】C08G18/48GK105968297SQ201610514419
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】马昭键
【申请人】南宁可煜能源科技有限公司