以半硬质聚氨酯泡沫塑料为夹芯的彩钢板及其生产方法

摘要

本发明公开了一种以半硬质聚氨酯泡沫塑料为夹芯的彩钢板的生产方法，包括一个四周密封的模具，在模具的上表面放置一块彩钢板，在模具的下表面放置一块彩钢板、塑料板或木质板，将半硬质聚氨酯泡沫塑料浇注到模具中，然后自然冷却；半硬质聚氨酯泡沫塑料是由包括100份(重量份)的聚醚多元醇与10～300份的异氰酸酯均匀搅拌、进行合成反应所得，聚醚多元醇是同一种羟值的聚醚多元醇、或两种、两种以上不同羟值的聚醚多元醇的混合物。本发明还公开了一种按照上述方法生产的彩钢板。本发明的生产方法工艺简单，所生产的以半硬质聚氨酯泡沫塑料为芯材的彩钢夹芯板具有优良的抗弯曲强度和一定的压缩回弹性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种彩钢夹芯板及其生产方法，特别是一种以半硬质聚氨酯泡沫塑料为芯材的彩钢夹芯板及其生产方法。

背景技术

以岩棉和泡沫塑料为芯材的彩钢夹芯板，具有良好的隔热保温、防潮等物理性能、和较好的抗剪力学性能，还具有安装方便快捷、造型美观、轻质高强、承受能力强、跨度大等优点。因而近年来，受到广泛的欢迎，被广泛使用于厂房、仓库和运动场所等建筑中。其中以高分子泡沫材料为夹芯板材的彩钢板的使用最为广泛，目前用于彩钢板的高分子泡沫材料主要为聚苯乙烯泡沫夹芯板，也有以硬质聚氨酯泡沫塑料为芯材的彩钢夹芯板。专利号为02108278.2公开了一种彩钢-酚醛泡沫塑料夹芯复合板及其生产工艺。上述三类彩钢板中所使用的高分子泡沫材料均具有较高的强度和隔热性能；但是它们均为硬质高分子泡沫塑料，断裂伸长率低(通常≤5％)，易弯曲脆断，基本不具备压缩回弹性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种以具备压缩回弹性和优良抗弯曲强度的半硬质聚氨酯泡沫塑料为芯材的彩钢夹芯板及其生产方法。

本发明为达到以上目的，是通过这样的技术方案来实现的：提供一种以半硬质聚氨酯泡沫塑料为夹芯的彩钢板的生产方法，包括一个四周密封的模具，在模具的上表面放置一块彩钢板，在模具的下表面放置一块彩钢板、塑料板或木质板，将半硬质聚氨酯泡沫塑料浇注到模具中，然后自然冷却；所述半硬质聚氨酯泡沫塑料是由包括100份(重量份)的聚醚多元醇与10～300份的异氰酸酯均匀搅拌、进行合成反应所得，聚醚多元醇是同一种羟值的聚醚多元醇、或两种、两种以上不同羟值的聚醚多元醇的混合物。

聚醚多元醇的羟值范围为1mgKOH到1000mgKOH，优选羟值范围为50mgKOH到700mgKOH，最佳羟值范围为100mgKOH到300mgKOH。

异氰酸酯为二异氰酸酯、多异氰酸酯中的一种或两种的混合物，二异氰酸酯和多异氰酸酯均为芳香族、脂肪族、芳酯族或脂环族的异氰酸酯。

半硬质聚氨酯泡沫塑料的合成反应中还添加了0～10份的催化剂、0～80份的发泡剂、0～10份的泡沫开孔剂、0～10份的泡沫稳定剂、0～50份的阻燃剂中的至少一种；催化剂为有机胺化合物、有机金属化合物中的至少一种；发泡剂为水、低沸点有机化合物中的至少一种；泡沫开孔剂为有机硅化合物、长链脂肪醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷的中的至少一种；泡沫稳定剂为有机硅类泡沫稳定剂。

二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1，5-二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2，6-二异氰酸酯己酸甲酯、二聚脂肪酸二异氰酸酯、反丁烯二酸二乙酯二异氰酸酯，2，2，4-三甲基己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、或二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

可以采用一次浇注一个板的间歇式方式或连续浇注的连续化方式进行生产。

本发明还提供了一种按照上述各方法生产的以半硬质聚氨酯泡沫塑料为夹芯的彩钢板，以彩钢板为上面板，以彩钢板、塑料板或木质板为下面板，在上下面板之间设置半硬质聚氨酯泡沫塑料，半硬质聚氨酯泡沫塑料与上面板、下面板均固定连接；所述半硬质聚氨酯泡沫塑料是由包括100份(重量份)的聚醚多元醇与10～300份的异氰酸酯均匀搅拌反应所形成的聚合物材料。

本发明的生产方法工艺简单，作为中间填充物的半硬质聚氨酯泡沫塑料，只需将其组分原料简单地加以搅拌即可用来浇注，同时也无需对上下面板进行预加热；因此可以省略工艺设备中的加热装置，进一步降低生产成本。用本发明方法生产的以半硬质聚氨酯泡沫塑料为芯材的彩钢夹芯板，除了兼具通用高分子泡沫塑料夹芯板的高强度和隔热性能，还同时具有优良的抗弯曲强度和一定的压缩回弹性，其断裂伸长率可高达120％，撕裂强度可达1.5KN/m，回弹率≥20％，表现出明显的柔韧性，因此综合性能更加优良。本发明的彩钢夹芯板在储运、安装和使用过程中均具有明显的优势。

具体实施方式

实施例1：选择有机胺化合物作为催化剂，有机硅类的泡沫稳定剂、水和低沸点有机化合物作为发泡剂，多亚甲基多苯基异氰酸酯作为异氰酸酯。

将聚醚多元醇(羟值为150mgKOH)100份，三乙烯二胺催化剂3份，硅-碳键型泡沫稳定剂3份，F11发泡剂15份，水2份和多亚甲基多苯基异氰酸酯100份充份搅拌，混合均匀，迅速浇注到上下两面为彩钢板，四周用塑料带密封的彩钢板模具中。待反应完毕，彩钢夹芯板完全冷却后，即为成品。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为40kg/m³，抗撕裂强度800N/m，断裂伸长率50％。

实施例2：选择有机胺化合物作为催化剂，聚环氧丙烷作为泡沫开孔剂，有机硅类的泡沫稳定剂、水和低沸点有机化合物作为发泡剂，多亚甲基多苯基异氰酸酯和甲基环己基二异氰酸酯作为异氰酸酯。

将聚醚多元醇(羟值为200mgKOH)50份，聚醚多元醇(羟值为500mgKOH)50份，N，N-二甲基环己胺催化剂4份，硅-氧键型泡沫稳定剂3份，141b发泡剂20份，水1份，聚环氧丙烷开孔剂3份，卤素型阻燃剂2份，多亚甲基多苯基异氰酸酯和甲基环己基二异氰酸酯共120份(其中多亚甲基多苯基异氰酸酯70份、甲基环己基二异氰酸酯50份)充份搅拌，混合均匀，迅速浇注到上下两面为彩钢板，四周用塑料带密封的彩钢板模具中。待反应完毕，彩钢夹芯板完全冷却后，即为成品。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为45kg/m³，抗撕裂强度700N/m，断裂伸长率120％。

实施例3：将聚醚多元醇(羟值为200mgKOH)50份，聚醚多元醇(羟值为500mgKOH)30份，聚醚多元醇(羟值为700mgKOH)20份，N，N-二甲基环己胺催化剂2份，三乙烯二胺催化剂2份，硅-碳键型泡沫稳定剂3份，戊烷发泡剂10份，水1份，聚环氧乙烷开孔剂3份充份搅拌，混合均匀后，装入密闭储罐A中。4，4’-二苯基二异氰酸酯和多亚甲基多苯基异氰酸酯储存于储罐B中。将A、B储灌连接到聚氨酯发泡机上，启动发泡机，将A罐原料与B罐原料(重量比为100∶110)充份混合并连续浇注在随输送带移动的彩钢板模具中。此模具的上表面放置一块彩钢板，模具的下表面放置一块塑料板，四周用塑料带密封。冷却后的彩钢夹芯板经切割后，即为成品。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为60kg/m³，抗撕裂强度1.4KN/m，断裂伸长率20％。

实施例4：将聚醚多元醇(羟值为200mgKOH)50份，聚醚多元醇(羟值为500mgKOH)30份，聚醚多元醇(羟值为700mgKOH)20份，2，4，6-三-(二甲胺基甲基)苯酚催化剂4份，硅-碳键型泡沫稳定剂3份，戊烷发泡剂25份，水1份，有机磷阻燃剂3份充份搅拌，混合均匀后，装入密闭储罐A中。多亚甲基多苯基异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯储存于储罐B中。将A、B储灌连接到聚氨酯发泡机上，启动发泡机，将A罐原料与B罐原料(重量比为100∶110)充份混合并连续浇注在随输送带移动的彩钢板模具中。此模具的上、下表面各放置一块彩钢板，四周用塑料带密封。冷却后的彩钢夹芯板经切割后，即为成品。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为30kg/m³，抗撕裂强度300N/m，断裂伸长率60％。

实施例5：将N，N-二甲基环己胺催化剂4份改成10份，硅-氧键型泡沫稳定剂3份改成9份，卤素型阻燃剂2份改成25份，其余同实施例2。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为80kg/m³，抗撕裂强度1.2KN/m，断裂伸长率90％。

实施例6：将多亚甲基多苯基异氰酸酯和甲基环己基二异氰酸酯共120份改成280份(其中多亚甲基多苯基异氰酸酯200份、甲基环己基二异氰酸酯80份)，卤素型阻燃剂2份改成45份，其余同实施例2。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为40kg/m³，抗撕裂强度1.5KN/m，断裂伸长率20％。

实施例7：将戊烷发泡剂10份改成30份，去除水1份，将聚环氧乙烷开孔剂3份改成9份；其余同实施例3。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为40kg/m³，抗撕裂强度1.1KN/m，断裂伸长率50％。

实施例8：去除戊烷发泡剂10份，将水1份改成75份，其余同实施例3。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为15kg/m³，抗撕裂强度900N/m，断裂伸长率60％。

实施例9：将聚环氧丙烷开孔剂3份改成聚环氧丙烷的开孔剂、聚环氧乙烷的开孔剂各3份，其余同实施例2。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为40kg/m³，抗撕裂强度800N/m，断裂伸长率50％。

实施例10：将聚醚多元醇的羟值为150mgKOH改成300mgKOH，其余同实施例1。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为45kg/m³，抗撕裂强度500N/m，断裂伸长率120％。

实施例11：将多亚甲基多苯基异氰酸酯100份改成30份，其余同实施例1。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为53kg/m³，抗撕裂强度1100N/m，断裂伸长率120％。

实施例12：将聚醚多元醇的羟值为150mgKOH改成100mgKOH，其余同实施例1。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为45kg/m³，抗撕裂强度700N/m，断裂伸长率45％。

实施例12：将聚醚多元醇的羟值为150mgKOH改成50mgKOH，其余同实施例1。夹芯半硬质聚氨酯泡沫塑料的密度为38kg/m³，抗撕裂强度650N/m，断裂伸长率45％。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。