硬質聚氨酯外牆泡沫材料的製作方法
2023-05-16 09:29:31
本發明涉及建築材料技術領域，具體是一種硬質聚氨酯外牆泡沫材料。
背景技術：
普通的聚氨酯材料一般多採用官能度多、羥值高的聚醚多元醇與多異氰酸酯反應，製成交聯網狀結構的高分子聚合物。目前，聚氨酯作為建築材料，生產量越來越大，其具有硬度大、壓縮強度高、尺寸穩定性較好、質量輕、導熱係數低、閉孔率95％以上、防腐耐磨良好等優點，用途非常廣泛，可以代替橡膠、塑料、尼龍等，用於機場、酒店、建材、汽車廠、煤礦廠、水泥廠、高級公寓、別墅、園林美化等。隨著全球能源緊缺，各國都十分重視能源的節約，而在建築領域，隨著房地產的不斷開發，能源緊缺問題日益突出，在建築節能領域，降低建築採暖能耗的重要途徑之一就是最大限度的減少建築外圍結構的熱損失，而牆體是建築外圍護結構的主體，如何讓牆體材料節能環保，是各個國家研究的建築材料的主要問題之一。
目前，我國大規模使用的有機保溫材料主要有EPS(聚苯乙烯泡沫)、PS(擠塑聚苯乙烯泡沫)和PU(聚氨酯泡沫),均屬易燃有機保溫材料,最大的優點是質輕、保溫、隔熱性好；缺點在於防火安全性差，易燃易老化且不環保。在燃燒時釋放出大量有毒煙霧,可使人在短時間內中毒和窒息，這是因為在聚氨酯硬泡中，常用的發泡劑為氯氟烴(CFC)發泡劑，但是由於氯氟烴(CFC)發泡劑對大氣臭氧層有破壞作用，為了維護生態環境，國際公約已經對其生產和使用做出了嚴格的限制和規定。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種具有高抗壓度、高拉伸度、收縮性能好且環保的硬質聚氨酯外牆泡沫材料。
本發明解決技術問題的技術方案是：
一種硬質聚氨酯外牆泡沫材料，由以下重量份配比的原料發泡製成：
聚4,4』-二苯甲烷二異氰酸酯30-40份，聚醚多元醇A30-40份，聚醚多元醇B20-30份，催化劑2-4份，阻燃劑2-4份，發泡劑1-2份，泡沫穩定劑2-4份，秸稈纖維6-8份，粉煤灰15-25份，硅藻土10-20份，去離子水20-30份。
優選地，上述硬質聚氨酯外牆泡沫材料，由以下重量份配比的原料發泡製成：
聚4,4』-二苯甲烷二異氰酸酯35份，聚醚多元醇A35份，聚醚多元醇B25份，催化劑3份，阻燃劑3份，發泡劑1.5份，泡沫穩定劑3份，秸稈纖維7份，粉煤灰20份，硅藻土15份，去離子水25份。
所述聚醚多元醇A為YD-6205聚醚、KS-8326聚醚和DD-450L聚醚中的一種或幾種。
所述聚醚多元醇B為450M聚醚，4110聚醚和330B聚醚中的一種或幾種。
所述催化劑為三乙烯二胺。
所述阻燃劑為甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯中的一種或幾種的混合物。
所述發泡劑為異戊烷。
所述的泡沫穩定劑為水溶性矽油。
所述秸稈纖維為長度為12-20mm的秸稈纖維。
上述硬質聚氨酯外牆泡沫材料的製備方法包括如下步驟：
(1)按照上述原料的質量份配比；
(2)依次將聚4,4』-二苯甲烷二異氰酸酯、聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、催化劑、阻燃劑、發泡劑、泡沫穩定劑、秸稈纖維、粉煤灰、硅藻土、去離子水加入到高壓噴槍的料泵中，在料泵中使用1200-1400轉/min的速度攪拌20-24min，使各原料充分混合均勻，得到產品。
本發明產品的優點在於：本發明硬質聚氨酯外牆泡沫材料具有強度高、質量輕、導熱低、尺寸穩定性良好、絕熱效果好、耐磨防腐良好的特點，還具有高效的阻燃能力，且沒有使用氯氟烴(CFC)發泡劑，節能環保。採用本產品，不但房屋的功能大大改善，而且可以減輕建築物的自重，滿足人們的審美要求。此外，本發明的製備工藝簡單，成本低廉，設備要求低，生產過程環保，易於工業化生產，適於大範圍推廣應用。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明進一步說明，但本發明並不局限於這些實施例。
實施例1
一種硬質聚氨酯外牆泡沫材料，由以下重量份配比的原料發泡製成：
聚4,4』-二苯甲烷二異氰酸酯30kg，聚醚多元醇A 30kg，聚醚多元醇B 20kg，催化劑2kg，阻燃劑2kg，發泡劑1kg，泡沫穩定劑2kg，秸稈纖維6kg，粉煤灰15kg，硅藻土10kg，去離子水20kg。
所述聚醚多元醇A為YD-6205聚醚。
所述聚醚多元醇B為450M聚醚。
所述催化劑為三乙烯二胺。
所述阻燃劑為甲基磷酸二甲酯。
所述發泡劑為異戊烷。
所述的泡沫穩定劑為水溶性矽油。
所述秸稈纖維為長度為12mm的秸稈纖維。
上述硬質聚氨酯外牆泡沫材料的製備方法包括如下步驟：
(1)按照上述原料的質量份配比；
(2)依次將聚4,4』-二苯甲烷二異氰酸酯、聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、催化劑、阻燃劑、發泡劑、泡沫穩定劑、秸稈纖維、粉煤灰、硅藻土、去離子水加入到高壓噴槍的料泵中，在料泵中使用1200轉/min的速度攪拌20min，使各原料充分混合均勻，得到產品。
實施例2
一種硬質聚氨酯外牆泡沫材料，由以下重量份配比的原料發泡製成：
聚4,4』-二苯甲烷二異氰酸酯35kg，聚醚多元醇A 35kg，聚醚多元醇B 25kg，催化劑3kg，阻燃劑3kg，發泡劑1.5kg，泡沫穩定劑3kg，秸稈纖維7kg，粉煤灰20kg，硅藻土15kg，去離子水25kg。
所述聚醚多元醇A為KS-8326聚醚。
所述聚醚多元醇B為4110聚醚。
所述催化劑為三乙烯二胺。
所述阻燃劑為乙基磷酸二乙酯。
所述發泡劑為異戊烷。
所述的泡沫穩定劑為水溶性矽油。
所述秸稈纖維為長度為16mm的秸稈纖維。
上述硬質聚氨酯外牆泡沫材料的製備方法包括如下步驟：
(1)按照上述原料的質量份配比；
(2)依次將聚4,4』-二苯甲烷二異氰酸酯、聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、催化劑、阻燃劑、發泡劑、泡沫穩定劑、秸稈纖維、粉煤灰、硅藻土、去離子水加入到高壓噴槍的料泵中，在料泵中使用1300轉/min的速度攪拌22min，使各原料充分混合均勻，得到產品。
實施例3
一種硬質聚氨酯外牆泡沫材料，由以下重量份配比的原料發泡製成：
聚4,4』-二苯甲烷二異氰酸酯40kg，聚醚多元醇A 40kg，聚醚多元醇B 30kg，催化劑4kg，阻燃劑4kg，發泡劑2kg，泡沫穩定劑4kg，秸稈纖維8kg，粉煤灰25kg，硅藻土20kg，去離子水30kg。
所述聚醚多元醇A為DD-450L聚醚。
所述聚醚多元醇B為330B聚醚。
所述催化劑為三乙烯二胺。
所述阻燃劑為甲基磷酸二甲酯。
所述發泡劑為異戊烷。
所述的泡沫穩定劑為水溶性矽油。
所述秸稈纖維為長度為20mm的秸稈纖維。
上述硬質聚氨酯外牆泡沫材料的製備方法包括如下步驟：
(1)按照上述原料的質量份配比；
(2)依次將聚4,4』-二苯甲烷二異氰酸酯、聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、催化劑、阻燃劑、發泡劑、泡沫穩定劑、秸稈纖維、粉煤灰、硅藻土、去離子水加入到高壓噴槍的料泵中，在料泵中使用1400轉/min的速度攪拌24min，使各原料充分混合均勻，得到產品。
分別對實施例1-3製備得到的硬質聚氨酯外牆泡沫材料的物理性能參數進行檢測，並與現有普通聚氨酯建築材料對比，測試結果如表1所示。
由表可見，本發明以上實施例製備的硬質聚氨酯外牆泡沫材料的抗壓強度、熱釋放速率、導熱係數、及閉孔率等指標都比現有的建築材料有明顯地提高，經冷凍或高溫條件下無收縮、變形、膨脹、開裂等現象，是一種性能好的建築材料。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。