木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料及制备方法

摘要

木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料及制备方法，它涉及一种保温材料及该保温材料的制备方法。本发明是为解决单纯地将木质素或废旧泡沫保温材料添加到发泡保温材料中，其成本高、工艺复杂的问题以及保温材料烧芯的问题。本发明包含异氰酸酯10～16份、聚醚多元醇6～10份、水0.05～0.25份、发泡剂2～3.5份、匀泡剂0.05～0.2份、引发剂0.04～0.08份、木质素0.1～3份和废旧硬质泡沫粉0.1～2份原料，将上述原料在常温常压下混合、搅拌均匀并立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中去，经化学反应发泡后即可。本发明可以大大降低生产成本，改善烧芯的问题。传统的保温材料导热系数在0.027W/(m·K)左右，本发明保温材料的导热系数最低可以达到0.018W/(m·K)。本发明制备方法工艺简单、生产效率高、无环境污染。

说明书

技术领域

本发明涉及一种保温材料及该保温材料的制备方法。

背景技术

地球上天然植物材料——木质素的数量仅次于纤维素，人类利用纤维素已有几千年的历史，木质素真正开始研究是在1930年以后，至今没有获得有效利用，木质素成为相关工业应用中的障碍物和环境污染物，因此，木质素资源的利用对人类社会可持续发展意义非常重大。

硬质聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一，根据所用原料的不同和配方的变化，可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料等几种。1990年以后，聚氨酯工业面临着严峻的挑战。首先是环保的压力。硬质聚氨酯泡沫塑料具有强度高、重量轻、绝热效果好、施工方便等特点，多年来在很多领域得到广泛应用，随着其发展和应用范围的扩大，废旧硬质聚氨酯泡沫塑料的回收利用越显重要。目前，废旧硬质聚氨酯泡沫塑料的回收利用多采用化学方法，存在步骤复杂，反应条件较苛刻及回收成本高等缺点。

20世纪80年代以来，由于发现CFC化合物对地球环境的损害作用，被列入限期禁用的化学物质。

现有技术中，单纯地将木质素或废旧泡沫保温材料添加到发泡保温材料中，一般多采用化学方法增大添加量，具有一定的技术效果，但是，其成本高、工艺复杂是不容置疑的。现有技术中，制备保温材料通过添加一定量的成本更高的聚醚多元醇用来调节分子量，改变结构，提高保温材料的强度，但是生产过程中存在保温材料烧芯的问题，影响保温材料的质量和使用效果。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术中，单纯地将木质素或废旧泡沫保温材料添加到发泡保温材料中，其成本高、工艺复杂的问题以及制备保温材料通过添加一定量的成本更高的聚醚多元醇用来调节分子量，改变结构，提高保温材料的强度，但是生产过程中存在保温材料烧芯的问题，提供一种木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料及制备方法。本发明的木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料按重量份数包含异氰酸酯10～16份、聚醚多元醇6～10份、水0.05～0.25份、发泡剂2～3.5份、匀泡剂0.05～0.2份、引发剂0.04～0.08份、木质素0.1～3份和废旧硬质泡沫粉0.1～2份原料制成。本发明的木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料的制备方法采用一步法发泡，其步骤是：一、将异氰酸酯10～16份、聚醚多元醇6～10份、水0.05～0.25份、发泡剂2～3.5份、匀泡剂0.05～0.2份、引发剂0.04～0.08份、木质素0.1～3份和废旧硬质泡沫粉0.1～2份原料精确称量；二、将称量后的聚醚多元醇、废旧硬质泡沫粉、水、发泡剂、匀泡剂和引发剂预混合置于第一容器中；三、将异氰酸酯置于第二容器中；四、将木质素置于第三容器中；五、将第二容器中的原料加入到第一容器中，在常温常压下混合、搅拌至均匀，保持1～5秒钟；六、将第三容器中的原料加入到第一容器中，在常温常压下混合、搅拌至均匀并立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中去，经化学反应，发泡后即得到木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料。本发明无氟聚氨酯保温材料的有益效果是：一、本发明可以使木质素在保温材料中得到实际应用。二、本发明是将废旧硬质泡沫回收制成粉利用。三、本发明为环境友好型无氟聚氨酯保温材料，不但具有优良的环境友好性能，而且还可以大大降低生产成本，改善烧芯的问题，还可以起到废物回收利用的效果。四、本发明的无氟聚氨酯保温材料具有优良的保温性能，传统的保温材料导热系数在0.027W/(m·K)左右，本发明无氟聚氨酯保温材料的导热系数最低可以达到0.018W/(m·K)。可以广泛用于冰箱、冰柜、夹心板材、管道保温及建筑墙体。本发明制备方法的有益效果是：工艺简单、生产效率高、无环境污染。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料按重量份数由异氰酸酯10～16份、聚醚多元醇6～10份、水0.05～0.25份、发泡剂2～3.5份、匀泡剂0.05～0.2份、引发剂0.04～0.08份、木质素0.1～3份和废旧硬质泡沫粉0.1～2份原料制成。

具体实施方式二：本实施方式的木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料按重量份数由异氰酸酯11～15份、聚醚多元醇6.5～9.5份、水0.06～0.24份、发泡剂2.1～3.4份、匀泡剂0.06～0.19份、引发剂0.05～0.07份、木质素0.15～2.9份和废旧硬质泡沫粉0.2～1.8份原料制成。其它组成与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式的木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料按重量份数由异氰酸酯13份、聚醚多元醇8份、水0.1份、发泡剂3份、匀泡剂0.1份、引发剂0.06份、木质素1.5份和废旧硬质泡沫粉1份原料制成。其它组成与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式所述的木质素是碱木质素、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸铵、木质素磺酸镁、酸化木质素或木质素纤维。其它组成与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式所述的异氰酸酯是二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或多次甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)一种或两种混合使用，羟值为350～550mg/KOH。其它组成与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：本实施方式所述的引发剂是叔胺类(如三亚乙基二胺等)、有机金属盐类(如有机锡、油酸钾、辛酸钾等)或复合引发剂。其它组成与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：本实施方式所述的发泡剂可以选用化学发泡剂或物理发泡剂。化学发泡剂即水，物理发泡剂(有时称“辅助发泡剂”)一般选用惰性的低沸点烃类化合物，如戊烷、环戊烷、正戊烷、异戊烷、卤代烷烃等。物理发泡剂可以是一种或两种以上的任意组合。其它组成与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：本实施方式所述的匀泡剂可以是有机硅稳定剂(硅油)。其它组成与具体实施方式一相同。

具体实施方式九：本实施方式所述的废旧硬质泡沫粉是利用粉碎机将废旧硬质泡沫粉碎制得，粒径＜1.5mm(大约100目以上)。其它组成与具体实施方式一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，在原料中增加了阻燃剂，按重量比阻燃剂的用量为0.5～1份；所述的阻燃剂是含磷阻燃剂(磷酸酯和含卤磷酸酯及卤化磷)、含卤阻燃剂(卤代酸酐、十溴二苯乙烷)或含磷、氯、溴元素的有机化合物(三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、多溴二苯醚、四溴邻苯二酸酐衍生物)以及磷卤阻燃剂复配使用。其它组成与具体实施方式一相同。

具体实施方式十一：本实施方式的木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料的制备方法采用一步法发泡，其步骤是：一、将异氰酸酯10～16份、聚醚多元醇6～10份、水0.05～0.25份、发泡剂2～3.5份、匀泡剂0.05～0.2份、引发剂0.04～0.08份、木质素0.1～3份和废旧硬质泡沫粉0.1～2份原料精确称量；二、将称量后的聚醚多元醇、废旧硬质泡沫粉、水、发泡剂、匀泡剂和引发剂预混合置于第一容器中；三、将异氰酸酯置于第二容器中；四、将木质素置于第三容器中；五、将第二容器中的原料加入到第一容器中，在常温常压下混合、搅拌至均匀，保持1～5秒钟；六、将第三容器中的原料加入到第一容器中，在常温常压下混合、搅拌至均匀并立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中去，经化学反应，发泡后即得到木质素、废旧硬质泡沫粉无氟聚氨酯保温材料。