[发明专利]一种氧化铝纤维‑POSS改性聚氨酯复合发泡保温隔热建筑材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，具体涉及一种氧化铝纤维-POSS改性聚氨酯复合发泡保温隔热建筑材料。

技术背景

聚氨酯是一种广泛应用的高分子材料，具有优异的物理机械性能及良好的耐水性。聚氨酯泡沫体是以树脂为基础，采用化学或物理方法在其内部产生无数小气孔而制成，孔孔相连的多孔聚氨酯海绵状泡沫材料体积密度小、比表面积大、吸附效率高，已经在催化剂载体、建筑、装饰、污水净化、血浆的过滤等方面得到了应用，但传统聚氨酯泡沫由于其内部反应温度高、强度低、阻燃差等问题，导致我国每年都会发生数起因房屋倒塌或自燃而造成的安全事故。

目前，生产聚氨酯发泡材料的方法主要是化学发泡法，即将各种原料如异氰酸酯、多元醇、催化剂、外发泡剂、交联剂等按一定比例混合均匀后注入模具中，在发生化学反应的同时进行发泡，发泡成型后从模具中取出即可得到一定形状和尺寸的发泡材料。这种方法的优点是可以大量、快速、方便地生产不同规格和形状的产品。

中国专利CN201310463539.6涉及一种无卤阻燃聚氨酯发泡塑料，按质量百分比计，它是由以下原料制备而成：水40-80％；1,4-环己烷二异氰酸酯10-20％；聚己二酸乙二醇酯二醇5-35％；扩链剂1,4-丁二醇2-5％；无卤阻燃剂1-5％；催化剂0.001-0.1％；泡沫稳定剂0.1-1％；抗氧剂0.2-0.8％。相对于现有技术，该发明采用水作为发泡剂，有效地避免了使用HCFC-141b等含氟发泡剂所带来的对环境造成的危害；通过加入无卤阻燃剂，提高了TPU发泡塑料的阻燃性能，并且由于使用的阻燃剂不含卤素，也不含铅、镉、汞和铬等重金属元素，符合欧盟VDE要求，是一种绿色环保的材料。但是该发明所述聚氨酯发泡塑料存在阻燃剂添加量大、强度低的缺点。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种氧化铝纤维-POSS改性聚氨酯复合发泡保温隔热建筑材料。

本发明所述的一种氧化铝纤维-POSS改性聚氨酯复合发泡保温隔热建筑材料，为采用导热率、加热收缩率都较低的氧化铝纤维作为增强材料、同时采用氨基取代的笼型聚倍半硅氧烷(含氨基POSS)增强改性聚氨酯，通过室温合成所述复合发泡材料。所述复合发泡材料主要成分由A组分和B组分按照质量比1：0.9～1：1.5经常温混合搅拌制备而得；以质量份计组成如下，A组分：多异氰酸酯单体100～140份，增韧剂15～25份；B组分：发泡剂5～15份、聚醚多元醇40～80份、氨基取代的笼型聚倍半硅氧烷8～15份、催化剂0.2～0.5份、扩链剂6～12份、泡沫稳定剂4～8份、氧化铝纤维30～60份、阻燃剂1～3份。

所述氧化铝纤维的主晶结构呈γ-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝、α-氧化铝中的至少一种，其单丝长度为10～150mm。

所述的氨基取代的笼型聚倍半硅氧烷为八氨基苯基POSS、八-3-氨基丙基POSS中的至少一种。

所述多异氰酸酯单体为二异氰酸甲苯酯、4，4′-二异氰酸二苯甲烷酯、二异氰酸异佛尔酮酯、二异氰酸六亚甲基酯中的至少一种。

所述增韧剂为磷酸酯、柠檬酸酯、醋酸酯、邻苯二甲酸酯中的至少一种。

所述发泡剂为碳酸氢钾、碳酸氢钙、偶氮二甲酰胺、丙酮、碳酸氢钠、异戊烷、正戊烷、石油醚发泡剂中的至少一种。

所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯多元醇、聚四氢呋喃多元醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚多元醇或特种聚醚多元醇中的至少一种。

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、三乙烯四胺、辛酸亚锡、环烷酸锡、环烷酸铅或环烷酸钴、马来酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、三乙胺、乙二胺、苯甲基缩水甘油醚中的至少一种。

所述扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇、1,4-丁二胺、1,6-己二醇、1,6-己二胺中的至少一种。

所述泡沫稳定剂为有机硅泡沫稳定剂、磺酸基类泡沫稳定剂中的至少一种。

所述阻燃剂为聚磷酸。

所述的氧化铝纤维-POSS改性聚氨酯复合发泡保温隔热建筑材料的制备方法如下：

(1)、A组分的制备：将多异氰酸酯单体、增韧剂加入反应釜，室温条件下混合搅拌0.5～1h，即制得A组分；

(2)、B组分的制备：将发泡剂、聚醚多元醇、氨基取代的笼型聚倍半硅氧烷、泡沫稳定剂、催化剂、氧化铝纤维、阻燃剂，加入反应釜，室温下混合搅拌1～2h，即制得B组分；

(3)、将A组分和B组分混合，充分搅拌均匀后，倒入模具中经发泡、熟化，脱模后，得所述的氧化铝纤维-POSS改性聚氨酯复合发泡保温隔热建筑材料。