一种聚氨酯保温材料制造技术

本发明专利技术涉及保温材料，公开了一种聚氨酯保温材料。所述保温材料由以下重量分数的原料混合发泡而得：1,6-己二异氰酸酯70~100份，聚醚多元醇Ⅰ40~80份，聚醚多元醇Ⅱ10~30份，膨胀蛭石3~6份，纳米二氧化硅5~8份，发泡剂10~20份，二乙醇单异丙醇胺1~5份，泡沫稳定剂1~5份；所述聚醚多元醇Ⅰ为木质素聚醚多元醇，所述聚醚多元醇Ⅱ为由改性葵花籽油为起始剂、环氧丙烷为聚合单体聚合而成的聚醚多元醇。该保温材料具有更优良的抗压强度、拉伸强度和冲击强度，同时避免了水箱变形、起鼓起楞甚至开裂的现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及保温材料，尤其涉及一种聚氨酯保温材料。
技术介绍
随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大，世界各国都开始力推开发可再生能源，其中太阳能为利用和开发最广、发展前景最好的可再生能源，现已广泛应用于各行各业，太阳能热水器行业就是其中之一。我国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔，目前已是世界上太阳能热水器的第一使用国和生产国。众所周知，对太阳能热水器来说，水箱保温材料的选择是至关重要的，目前能用作水箱的保温材料主要有聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、超细纤维等。聚氨酯泡沫是由异氰酸酯与聚醚组合物混合浇注至模具或水箱空腔内发泡制得，其中聚醚组合物含有聚醚多元醇、发泡剂、催化剂、固化剂、阻燃剂、稳定剂等，由于聚氨酯泡沫具有成型工艺简单、导热系数低等优势，是水箱主要采用的保温材料。木质素结构中含有醇羟基，可以替代部分多元醇与异氰酸酯进行反应制备聚氨酯硬泡，但由于羟基含量较低，导致其活性较低，限制了其应用；另外，在制备聚氨酯泡沫的过程中，木质素常以大分子颗粒形式分散在多元醇当中，导致反应性能的下降以及泡孔的不均匀，于是要想在聚氨酯中大量使用木质素，就必须解决好木质素的溶解问题。植物油的主要分子组成为三酰基甘油酯，还有少量游离脂肪酸和部分甘油酯、0.1-0.5%的磷脂、生育酚和维生素E。一般来说，植物油中的油酸含量越高，亚油酸和亚麻酸含量越低，其氧化稳定性越好。植物油分子中含有大量的碳碳双键，植物油的氧化机理主要表现为活泼的烯丙基反应，这正是其氧化稳定性差的主要原因。植物油大部分由稳定原料得到，因此是一种合算的聚氨酯原料，缺点是它缺乏与异氰酸酯反应所必需的活泼氢，故需要对植物油进行改性。聚氨酯硬泡沫在生产过程中，因其本身特性、生产工艺以及生产工人操作技能等各方面的原因，普遍存在泡沫收缩的问题，容易导致泡沫与外壳部分脱落或全部脱落，最终导致外壳变形，真空管口泡沫开裂，更有甚者，内胆和外壳之间的聚氨酯硬泡沫横向或纵向开裂，大大地降低了水箱的保温效果。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种聚氨酯保温材料。该聚氨酯保温材料拥有更优良的抗压强度、拉伸强度等力学性能，同时克服了发泡成型后收缩性大的缺点，避免水箱变形、起鼓起楞甚至开裂的现象，并保证了热水器水箱的保温性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种聚氨酯保温材料，所述保温材料由以下重量分数的原料混合发泡而得：1,6-己二异氰酸酯70~100份，聚醚多元醇Ⅰ40~80份，聚醚多元醇Ⅱ10~30份，膨胀蛭石3~6份，纳米二氧化硅5~8份，发泡剂10~20份，二乙醇单异丙醇胺1~5份，泡沫稳定剂1~5份；所述聚醚多元醇Ⅰ为木质素聚醚多元醇，所述聚醚多元醇Ⅱ为由改性葵花籽油为起始剂、环氧丙烷为聚合单体聚合而成的聚醚多元醇。进一步地，所述膨胀蛭石的粒径为40~70目。进一步地，所述纳米二氧化硅为二氧化硅纳米线或空心介孔二氧化硅纳米球。进一步地，所述发泡剂为一氟二氯己烷、三氯一氟甲烷、二氟二氯甲烷、一氯二氟乙烷及二氯氟乙烷中的一种或几种。进一步地，所述泡沫稳定剂为有机硅类泡沫稳定剂。进一步地，所述聚醚多元醇Ⅰ的官能度为4.5~5.0，其羟值为370~410mgKOH/g，其按照以下重量份数的原料和方法制成：（1）称取木质素50~100份，水30~50份，木质素过氧化物酶1~5份，过氧化氢酶1~3份，呋喃乙醛1~10份及糠醇3~10份于反应器中，反应温度为80℃，搅拌反应5小时，得到酶解改性木质素；（2）将酶解改性木质素100份、丙三醇250~350份、二甘醇100~300份及Pd-Fe催化剂0.01~0.05份混合于反应器中，控制反应温度为120℃，由反应器底部通氮气鼓泡反应，然后抽真空，添加环氧丙烷2~10份，常压密闭反应2小时，得到所述聚醚多元醇Ⅰ。进一步地，所述聚醚多元醇Ⅱ的官能度为5.0~6.0，其羟值为360~430mgKOH/g，其按照以下重量份数的原料和方法制成：（1）称取乙二醇20~50份及氯化镁1~5份到100~300份葵花籽油中，控制反应温度为120℃，反应3小时，得到改性葵花籽油；（2）将改性葵花籽油100份及Pd-Fe催化剂0.05~1.0份混合于反应器中，控制反应温度为150℃，由反应器底部通氮气鼓泡反应，然后抽真空，添加环氧丙烷2~10份，常压密闭反应2小时，得到所述聚醚多元醇Ⅱ。更进一步地，所述有机硅类泡沫稳定剂为3-[聚乙二醇单甲基醚]丙基三烷氧基硅烷或3-[聚(乙二醇-共聚-丙二醇)单甲基醚]丙基三烷氧基硅烷。本专利技术采用木质素聚醚多元醇与1,6-己二异氰酸酯进行反应制备聚氨酯硬泡，增加聚氨酯硬泡保温材料的强度。在体系中，木质素的羟基可与1,6-己二异氰酸酯反应，得到木质素基聚氨酯。木质素是具有网状结构的、含有苯环等刚硬基团的高分子化合物，在聚氨酯硬泡中可以增加泡沫的强度。故，相对于由普通聚醚多元醇制备的硬泡（聚醚多元醇在其中充当软段），这种木质素基聚氨酯泡沫材料在拉伸强度、抗压强度等方面表现更好。本专利技术部分采用改性葵花籽油为起始剂、环氧丙烷为聚合单体聚合而成的聚醚多元醇，葵花籽油结构进行改性后，可在分子链上引入大量的羟基，制备得到的聚醚多元醇官能度高，羟值高；其在体系中可与1,6-己二异氰酸酯充分均匀反应，且促进其它助剂在反应物中的均匀混合分散，生成分布均匀细密的泡孔，减少泡沫成型后的收缩率；同时因改性葵花籽油为可再生资源，从而间接的减少了石油衍生物的使用，减少了对石油资源的依赖，能够作为新型泡沫的原料。膨胀蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，原矿外似云母，其为由生蛭石片经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍后得到的蛭石。膨化后的蛭石呈颗粒状，有隔热、耐冻、抗菌、防火、吸声等优异性能，本专利技术采用的是粒径为40~70目的膨胀蛭石，膨胀蛭石可适当的增加聚氨酯硬泡沫的开孔率，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。纳米二氧化硅是一种性能优异的无机非金属材料，其具有比表面积大，表面吸附力强，化学纯度高、分散性能好、热阻等特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。本文采用的纳米二氧化硅为二氧化硅纳米线或空心介孔二氧化硅纳米球，发泡原料混合后，纳米二氧化硅会分布在泡孔壁、泡沫材料的骨架中，起到增强孔壁和泡沫刚度的作用，且不会影响泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯保温材料，其特征在于，所述保温材料由以下重量分数的原料混合发泡而得：1,6‑己二异氰酸酯70~100份，聚醚多元醇Ⅰ40~80份，聚醚多元醇Ⅱ10~30份，膨胀蛭石3~6份，纳米二氧化硅5~8份，发泡剂10~20份，二乙醇单异丙醇胺1~5份，泡沫稳定剂1~5份；所述聚醚多元醇Ⅰ为木质素聚醚多元醇，所述聚醚多元醇Ⅱ为由改性葵花籽油为起始剂、环氧丙烷为聚合单体聚合而成的聚醚多元醇。

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯保温材料，其特征在于，所述保温材料由以下重量分数的原料混合发泡
而得：1,6-己二异氰酸酯70~100份，聚醚多元醇Ⅰ40~80份，聚醚多元醇Ⅱ10~30份，膨胀蛭石
3~6份，纳米二氧化硅5~8份，发泡剂10~20份，二乙醇单异丙醇胺1~5份，泡沫稳定剂1~5份；
所述聚醚多元醇Ⅰ为木质素聚醚多元醇，所述聚醚多元醇Ⅱ为由改性葵花籽油为起始剂、环
氧丙烷为聚合单体聚合而成的聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯保温材料，其特征在于：所述膨胀蛭石的粒径为40~70
目。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯保温材料，其特征在于：所述纳米二氧化硅为二氧化硅
纳米线或空心介孔二氧化硅纳米球。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯保温材料，其特征在于：所述发泡剂为一氟二氯己烷、
三氯一氟甲烷、二氟二氯甲烷、一氯二氟乙烷及二氯氟乙烷中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯保温材料，其特征在于：所述泡沫稳定剂为有机硅类泡
沫稳定剂。
6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的聚氨酯保温材料，其特征在于：所述聚醚
多元醇Ⅰ的官能度为4.5~5.0，其羟值为370~410mgKOH/g，其按照以下重量份数的原料和方
法制成：
（1）称取木质素50~100份，水30~50份，木质素过氧化物酶1~5份，过氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊行，黄振伟，梁文，吴丽娟，吴丽芬，韦冠川，
申请(专利权)人：广西吉顺能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45