具有高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑及其制備方法與流程

本發明涉及單組分聚氨酯泡沫填縫劑領域，尤其涉及一種具有高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑及其制備方法。

背景技術：

聚氨酯發泡劑全稱單組分聚氨酯泡沫填縫劑，俗稱發泡劑、發泡膠、PU填縫劑，英文PU FOAM是氣霧技術和聚氨酯泡沫技術交叉結合的產物。它是一種將聚氨酯預聚物﹑發泡劑﹑催化劑等組分裝填于耐壓氣霧罐中的特殊聚氨酯產品。當物料從氣霧罐中噴出時，沫狀的聚氨酯物料會迅速膨脹并與空氣或接觸到的基體中的水分發生固化反應形成泡沫。適用范圍廣。具有前發泡、高膨脹、收縮小等優點，且泡沫的強度良好、粘接力高固化后的泡沫具有填縫﹑粘結﹑密封﹑隔熱﹑吸音等多種效果,是一種環保節能﹑使用方便的建筑材料，可適用于密封堵漏﹑填空補縫﹑固定粘結、保溫隔音，尤其適用于塑鋼或鋁合金門窗和墻體間的密封堵漏及防水。

在填縫劑的實際的應用中，內外溫度差異較大時，室內溫度會緩慢變化到和室外溫度接近的溫度，很難把室內溫度控制在理想的溫度范圍，而且現有的單組份聚氨酯泡沫填縫劑的導熱系數在0.05W/(m·K)左右，比硬泡的導熱系數(0.024W/(m·K))略高，其保溫性能不如硬泡。因此，亟需一種具有高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種具有高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑及其制備方法，其能夠提高單組分聚氨酯泡沫填縫劑的保溫性能。

為了解決上述問題，本發明提供了一種具有高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑，包含相變材料，所述相變材料壁材包裹，形成多個獨立的相變顆粒，并分散在所述單組分聚氨酯泡沫填縫劑內。

進一步，所述相變材料選自于分子量600-3000的聚四氫呋喃醚二醇、碳原子數為14-26的正烷烴、硬脂酸酯類、含6-18個碳原子的直鏈羧酸中的一種或多種。

進一步，所述壁材選自于密胺樹脂，三聚氰胺樹脂，聚脲，聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、環氧樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-1,4丁二醇二丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，苯乙烯-1,4丁二醇二丙烯酸酯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-新戊二醇二丙烯酸酯共聚物、聚二乙烯基苯、聚碳酸酯、乙烯乙酸乙烯酯、殼聚糖、二氧化硅中的一種，或明膠、阿拉伯膠和瓊膠中的一種或多種的混合物。

進一步，所述相變顆粒的粒徑為1～80微米。

進一步，所述單組分聚氨酯泡沫填縫劑包括如下組分，以重量百分比計：

白料 25～45％；

異氰酸酯 25～45％；

推進劑 13～35％；

其中，所述白料包括如下組分，以重量百分比計：

進一步，所述聚醚多元醇包括如下組分：

聚醚多元醇330N 3-8％；

聚醚多元醇310 10-40％；

聚醚多元醇210 5-20％。

進一步，所述助劑包括如下組分：

硅油勻泡劑 0.07-0.5％；

催化劑 0.03-0.5％。

本發明還提供一種制備上述的單組分聚氨酯泡沫填縫劑的方法，包括如下步驟：將所述白料的各個組分按照一定的比例混合并分散，控制所述混合物質的水分低于1000PPM；將所述混合物放入一容器內；經一定量的異氰酸酯加入所述容器內，密封所述容器；需要使用時，加入一定量的推進劑并搖勻。

本發明的優點在于，本發明高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑把相變材料制成相變顆粒應用到單組份聚氨酯泡沫填縫劑中，做成使用方便的噴霧罐。使用后的聚氨酯泡沫因含有相變材料，可以應用到汽車內飾、家居用品、建筑節能等領域，起到調節室內溫度、降低能耗、提高舒適性的目的。相變材料制成相變顆粒之后，固態或液態情況下都能穩定地儲存在相變顆粒中，解決了相變材料在泡沫中不穩定的問題，相變材料在5-60℃范圍內，能吸收或釋放大量熱量，加了相變顆粒的泡沫的儲熱量可以達到10-25J/g，可以在一定范圍內調節環境溫度。

附圖說明

圖1是單組分聚氨酯泡沫填縫劑的DSC曲線。

具體實施方式

下面對本發明提供的具有高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑及其制備方法的具體實施方式做詳細說明。

本發明具有高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑包含相變材料，所述相變材料被壁材包裹，形成多個獨立的相變顆粒，并分散在所述單組分聚氨酯泡沫填縫劑內。所述壁材指的是能夠包裹所述相變材料且不會與單組分聚氨酯泡沫填縫劑的組分發生化學反應的物質，例如，密胺樹脂，三聚氰胺樹脂，聚脲，聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、環氧樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-1,4丁二醇二丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-1,4丁二醇二丙烯酸酯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-新戊二醇二丙烯酸酯共聚物、聚二乙烯基苯、聚碳酸酯、乙烯乙酸乙烯酯、殼聚糖、二氧化硅中的一種，或明膠、阿拉伯膠和瓊膠中的一種或多種的混合物。所述相變材料被壁材包裹形成相變顆粒，能夠防止相變材料與單組分聚氨酯泡沫填縫劑的各個組分發生化學反應，影響單組分聚氨酯泡沫填縫劑的穩定性。

進一步，所述相變材料選自于分子量600-3000的聚四氫呋喃醚二醇、碳原子數為14-26的正烷烴、硬脂酸酯類、含6-18個碳原子的直鏈羧酸中的一種或多種。優選地，所述相變顆粒的粒徑為1～80微米，例如，5微米、10微米、15微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米或80微米。

相變材料(PCM，phase change materials)在相變過程中可以吸收或放出熱量，達到調節環境溫度的目的。本發明高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑把相變材料制成相變顆粒應用到單組份聚氨酯泡沫填縫劑中，做成使用方便的噴霧罐。使用后的聚氨酯泡沫因含有相變材料，可以應用到汽車內飾、家居用品、建筑節能等領域，起到調節室內溫度、降低能耗、提高舒適性的目的。

所述單組分聚氨酯泡沫填縫劑包括如下組分，以重量百分比計：

白料 25～45％；

異氰酸酯 25～45％；

推進劑 13～35％；

其中，所述白料包括如下組分(以白料的各個組分占白料的重量百分比計)：

其中，所述聚醚多元醇包括如下組分(以各個組分占白料的重量百分比計)：

聚醚多元醇330N 3～8％；

聚醚多元醇310 10～40％；

聚醚多元醇210 5～20％。

例如，所述聚醚多元醇330N含量可以為4％、5％、6％或7％；所述聚醚多元醇310含量可以為15％、20％、25％、30％、35％或40％；所述聚醚多元醇210含量可以為10％、15％或20％。

其中，所述助劑包括如下組分(以各個組分占白料的重量百分比計)：

硅油勻泡劑 0.07～0.5％；

催化劑 0.03～0.5％。

其中，所述阻燃劑選自于磷酸酯、膦酸酯、亞磷酸酯、有機磷鹽、氧化磷、含磷多元醇及磷-氮化合物中的一種或多種；所述硅酮勻泡劑，又稱勻泡硅油，主要成分是活性聚醚改性硅油，本領域技術人員可從現有技術中獲得；所述催化劑為胺類催化劑，例如吡啶、三乙胺、三乙撐二胺；所述推進劑可以為丙烷、正丁烷、異丁烷、二甲醚中的一種或多種。

表1列舉了在本發明不同的實施例中各組分的含量。

表1

本發明還提供一種制備具有高保溫性能的單組分聚氨酯泡沫填縫劑的方法，所述方法包括如下步驟：

(1)將所述白料的各個組分按照一定的比例混合并分散，控制所述混合物質的水分低于1000PPM。所述白料的各個組分的比例可以參照上文白料的各個組分的比例。

(2)將所述混合物放入一容器內。所述容器可以為一罐體，用于后續噴涂使用。

(3)將一定量的異氰酸酯加入所述容器內，密封所述容器。

(4)需要使用時，加入一定量的推進劑并搖勻。

發明人針對本發明單組分聚氨酯泡沫填縫劑做了吸放熱測試，參見圖1，a曲線為單組分聚氨酯泡沫填縫劑不添加相變材料測得的DSC曲線，b曲線為單組分聚氨酯泡沫填縫劑添加兩種相變材料測得的DSC曲線，c曲線為單組分聚氨酯泡沫填縫劑添加一種相變材料測得的DSC曲線，DSC曲線表明，添加了相變顆粒后，根據相變材料的不同，單組分聚氨酯泡沫填縫劑在5-60℃之間有一個或多個吸熱峰。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。