[发明专利]聚氨酯泡沫改性无机非金属填料及其改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性无机非金属粉料，尤其是一种聚氨酯泡沫改性无机非金属填料及其改性方法。

背景技术

无机非金属（矿物）填料包括有滑石粉、重钙粉、轻钙粉、云母粉、碳酸钙、高岭土、石英、硅灰石、玻璃等，主要作用是增量、增强和赋予功能。（1）增量：添加廉价的无机非金属填料以降低制品的成本，例如在塑料、橡胶、胶黏剂等中填充碳酸钙（包括重质碳酸钙和轻质碳酸钙）以降低聚合物的用量。（2）增强：提高高聚物基复合材料，如塑料、橡胶、胶黏剂等的力学性能（包括弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、压缩强度、摩擦系数、耐磨性等）。（3）赋予功能：无机非金属填料可赋予填充材料一些特殊功能，如尺寸稳定性、阻燃或难燃性、耐磨性、导电性、隔热或导热、隔音型、磁性、产生负氧离子、抗菌、光学性能（如增白）、遮盖性等。无机非金属填料能有效地改进基质材料（塑料、橡胶、沥青等）的性能，无机非金属填料的性能对产品性能有重要影响。

据文献报道，全球2000年聚氨酯的产品已突破40万吨，其产量和用途与日俱增，由此也导致了大量废弃物的产生。目前废旧聚氨酯的处理方式一般为燃烧和回收两用。聚氨酯燃烧则污染环境。聚氨酯废旧聚氨酯泡沫的回收利用技术可分为两大类，一是物理法，二是化学法。物理法回收技术是采用粘结加压成型、作新聚氨酯泡沫组合料的填料、挤出成型等办法。化学回收就是在一定条件下采用醇解、水解、碱解、热解的方法把聚氨酯泡沫分解成多元醇及芳香族胺、二氧化碳等。无论是物理方法还是化学回收，处理方式比较复杂，而且处理量较小。所以亟需一种处理工序简单，处理量大的，无污染的回收利用方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种聚氨酯泡沫改性无机非金属填料，以提升无机非金属填料的性能并有效地回收聚氨酯；本发明还提供了一种聚氨酯泡沫改性无机非金属填料的改性方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的原料的重量配比为：无机非金属粉料50～98份，聚氨酯泡沫2～50份，偶联剂0.1～10份。

优选的原料重量配比为：无机非金属粉料80～90份，聚氨酯泡沫10～15份，偶联剂1～5份。

本发明所述无机非金属粉料为滑石粉、重钙粉、轻钙粉或云母粉。

本发明所述聚氨酯泡沫为硬质聚氨酯泡沫或软质聚氨酯泡沫。

本发明所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝钛复合偶联剂、氟硅偶联剂和有机硅偶联剂中的任意一种或几种。

本发明所述无机非金属粉料和聚氨酯泡沫均过100目。

本发明方法采用上述的原料配比，其步骤为：先将聚氨酯泡沫粉碎，再向粉碎后的聚氨酯泡沫中加入偶联剂和无机非金属粉料，混合搅拌均匀，即可得到所述的改性无机非金属填料。

本发明方法所述聚氨酯泡沫粉碎至过100目，所述无机非金属粉料过100目。

偶联剂是一类具有两个不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应，另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其他聚合物发生化学反应或生成氢键。因此偶联剂被称作“分子桥”，用于改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能。本发明利用偶联剂将聚氨酯泡沫的粉碎料与无机非金属粉料进行偶联，使得改性后的无机非金属粉料具有聚氨酯泡沫的低导热性能、低密度等性能。本发明偶联处理不是简单的物理混合，而是聚氨酯泡沫粉碎料与无机非金属粉料发生了化学反应偶联在一起。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明中聚氨酯泡沫具有密度小，导热系数低的特点，因此采用聚氨酯泡沫改性无机非金属粉料，可以有效地降低改性无机非金属粉料的密度，降低无机非金属粉料的导热系数。本发明提供的聚氨酯泡沫改性无机非金属粉料，经实验结果表明，偶联剂的加入可以显著降低无机粉体的热导率；具有导热系数低，保温效果好，密度较无机非金属填料小等特点，可用于防水材料填充料，也可以用于保温砂浆。

本发明方法中的聚氨酯泡沫可采用废旧聚氨酯泡沫，且工艺简单，具有处理工序简单，处理量大，可有效地、无污染的回收利用聚氨酯泡沫。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：本聚氨酯泡沫改性无机非金属填料采用下述原料和方法制备而成。

（1）将废旧聚氨酯泡沫破碎、粉碎至过100目。

（2）向搅拌器中加入50份的硬质聚氨酯泡沫，10份钛酸酯偶联剂，同时加入50份过100目的重钙粉；搅拌均匀即可得到所述的聚氨酯泡沫改性重钙粉。