[发明专利]一种用于门窗型材的聚氨酯泡沫隔热材料及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种型材，具体涉及一种用于门窗型材的聚氨酯泡沫隔热材料及其生产工艺。

背景技术

随着工业化的发展和人口的急剧增加，环保和节能已经成为全社会共同关注的问题。聚氨酯由于其具有非常低的导热系数，很好地适应了现代保温材料保温节能的发展需要。目前市场上的节能门窗由外框和内框，以及连接外框和内框的隔热条组成，但因型材空腔空气对流的存在，型材隔热效果仍然不够理想，同时门窗总体质量依然较大。专利申请CN103967390A公开了一种金属门窗或玻璃幕墙或中空玻璃用隔热条，如图1所示（图中1为隔热条，2为空腔），该隔热条由聚氨酯树脂、聚合物纤维和/或聚合物纤维织物制作而成，但空腔的存在，其隔热性能有限，同时金属用量仍然较多。

专利申请CN103628772A公开了一种泡沫填充型材，如图2所示（图中1为型材本体，2为发泡材料），其包括带有腔体的型材本体和填充于型材本体腔体内的聚氨酯发泡材料，提高了型材的保温性能。但该型材保温性能非常有限，仍然属于传统的金属门窗型材。

聚氨酯泡沫塑料的很多优异的物理化学性能，如保温隔热性能、力学性能等，都和其泡孔结构有较大联系。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中存在的门窗型材隔热性能有限、金属用量较多的问题而提供一种用于门窗型材的聚氨酯泡沫隔热材料。

本发明的另一个目的在于提供一种用于门窗型材的聚氨酯泡沫隔热材料的生产工艺。

实现本发明目的的技术方案为：一种用于门窗型材的聚氨酯泡沫隔热材料，以重量百分比计，包括100份聚醚多元醇、60-90份二苯甲烷二异氰酸酯、5-20份乙烯基硅油、1-2份α硅烷偶联剂、1.5-2.5份三乙醇胺催化剂和20-30份水。

本发明所述的聚醚多元醇优选为具有2～4个官能团，以及2000～4000的数均分子量。本发明所述的聚醚多元醇，可为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丁二醇、新戊二醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇或蔗糖中添加环氧烷如环氧乙烷或环氧丙烷而获得的聚醚多元醇。聚醚基多元醇可以以两种以上的混合物形式使用。优选地，所述的聚醚多元醇的羟值为300-600mgKOH/g。

优选地，所述的α硅烷偶联剂包括：二乙氨基甲基三乙氧基硅烷、二乙氨基甲基甲基二乙氧基硅烷、正丁氨基甲基三乙氧基硅烷、正丁氨基甲基甲基二乙氧基硅烷、二正丁氨基甲基三乙氧基硅烷、己二氨基甲基甲基二乙氧基硅烷中的一种或几种。

优选地，所述的乙烯基硅油的结构式为：

，

其中，R1、R2代表甲基或乙基，m和n是10-10000的整数。本发明选用该乙烯基硅油能调节体系的粘度，其活性更好，能更好地进行交联固化。

本发明的组成成分中，以质量百分比计，还包括5-15份硬脂酸钠。

优选地，以质量百分比计，还包括5-15份液晶EP。

进一步优选地，以质量百分比计，还包括阻燃剂。

本发明一种生产用于门窗型材的聚氨酯泡沫隔热材料的工艺，其工艺步骤如下：

1）将100份聚醚多元醇、5-20份乙烯基硅油、1-2份α硅烷偶联剂、1.5-2.5份三乙醇胺催化剂和20-30份水混合均匀，作为A组分；将60-90份二苯甲烷二异氰酸酯作为B组分；

2）调节A组分、B组分及模具的温度15-35℃，混合后搅拌10-30秒，立即倒入模具进行自由发泡；

3）进行熟化步骤，熟化温度为40-60℃，熟化时间5-30分钟。

优选地，对模具加热采用硅片进行加热，模具受热更均匀，可梯度分段加热。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）采用本发明高性能聚氨酯材料直接发泡构成型材主体，可轻松实现整窗U值（热导系数）1.0W/m·K以下，从而达到节能80%。

2）本发明的聚氨酯泡孔缩小，泡孔封闭率提高，泡孔均匀分布，通过在型材内部填充聚氨酯泡沫材料，降低因型材空腔空气对流造成的温度损失。

3）本发明填充的的聚氨酯泡沫材料，具有连接强度高、重量轻的优点，而铝合金盖板仅作为表面装饰作用。

4）本发明聚氨酯泡沫隔热材料的门窗型材，具有便于维护、密封效果好、隔音效果好和强度高等优点。

5）本发明选用的液晶EP由于其材料本身的多相性和液晶结构的各向异性，提高了聚合物的机械性能，同时赋予体系较高的热性能。

6）本发明选用的聚醚多元醇，降低体系粘度，具有可操作性和易于加工的优点。