[发明专利]具有受控密度和形态的泡沫聚合物-无机粘结剂混杂材料、其制备方法及其用途

说明书

本发明的主题是具有受控密度和形态的含有泡沫聚合物-无机粘 结剂的混杂材料，特别是含有泡沫聚氨酯-无机粘结剂的混杂材料，其 制备方法及其用途。

所述材料具有以下重要特征：隔热和隔音、水蒸汽透气性、耐火 性、轻质以及对混凝土、砂浆和灰浆(plaster)的优良粘着性和优良 的耐压强度，这使得它们有利地可用于建筑领域。

聚氨酯泡沫(在它们的结构内引入气体的聚合物材料，在下文由 总术语“泡沫聚氨酯”表示)由于它们表现出优异的隔音和隔热、优 良的回弹性(即，经受动态变形和/或破裂的能力)和低密度的特性而 广泛用于建筑领域(特别是民用住宅建筑)中。然而，所述聚合物材 料的机械阻力和刚度性能对于结构类应用无法令人满意。

为了改善上述性能，在泡沫聚氨酯内已经引入/填充具有填充功 能的无机填料；这些添加剂的存在一方面容许提高材料刚度，另一方 面却改变材料的形态，因此也改变产物的最终性能。

实际上，填料充当增强材料，且随着其含量的增加，由于填料- 基质界面的不良相容性，机械性能一般从可塑的变成脆性的。填料使 复合材料变硬，但是同时打断支撑整个结构的聚合物基质的连续性。

不同的无机填料为了尽力改善它们与聚合物相的相互作用从而 减少不可避免的在最终复合产物结构中产生不均匀性的分离问题，往 往经受化学预处理。

最终结果是具有聚氨酯或一般聚合物基质的所述复合材料的制 备变得复杂和非常昂贵。

然而，所述材料总是显示一系列缺点，这些缺点主要与材料的结 构内不可避免的存在不均匀性、不良耐火性以及因水相互作用导致的 聚合物相的增塑效果有关。

已经通过经由机械结合系统保持在一起的聚合物层与具有不同 热导率的无机层的组件制成上述那些材料的替代材料，这些替代材料 具有隔热和隔音性能而且具有优良的冲击强度。

然而，后面的这些材料显示与所用材料的热膨胀不相容性以及其 组合工艺有关的一些缺点，其工艺在大多数情况下变得特别复杂和昂 贵。

因此，仍然需要能够提供那些已知材料的替代材料，它具有以下 重要特性：隔热和隔音、水蒸汽透气性、耐火性、轻质以及对混凝土、 砂浆和灰浆的优良粘着性和优良的耐压强度，而且它不会显示建筑领 域中目前使用的材料通常具有的、上面指出的缺点，或使这些缺点减 到最少。

本发明的目的在于提供上述技术需要的解决方案。

本申请人已经实现从以下的详细说明中将会明显得出的这些和 其它目的，申请人意外地发现，通过在至少一种合适的无机粘结剂的 存在下进行泡沫聚合物(优选泡沫聚氨酯)的制备反应，可以获得具 有上述特征的含有泡沫聚合物-无机粘结剂的混杂材料(优选含有泡沫 聚氨酯-无机粘结剂的混杂材料)从而提供上述问题的适当解决。

因此本发明的目的是含有泡沫聚合物-无机粘结剂的混杂材料， 其特征在所附独立权利要求中报道。

本发明的另一目的是制备上述混杂材料的方法，其特征在所附独 立权利要求中报道。

本发明的另一目的是所述混杂材料在建筑领域的用途，如所附独 立权利要求中报道的那样。

本发明的优选实施方案在所附从属权利要求中报道。

在以下的描述中详细说明本发明。另外还借助于所附的图1-3进 一步显示所述发明，其中：

图1用图解指明制备根据本发明优选的两类含有泡沫聚氨酯-混 凝土的混杂材料(分别为类型A1和A2的混杂材料，在下面描述于实 验实施例1中)的方法；

图2用图显示根据本发明的泡沫聚氨酯-混凝土的亚微米闭孔结 构；从图中，水合或未水合的混凝土颗粒与含气体的聚氨酯泡之间密 切和完全的穿插是清楚和明白可见的：该微结构极其一致而且完全没 有不均匀性；

图3并排显示在图2中用图表示的含有泡沫聚氨酯-混凝土的混 杂材料的微结构的三张SEM照片(由扫描电子显微镜拍摄)；这三张 照片在不同放大下拍摄并且分别表示：

-泡沫聚合物的微结构，指出泡壁(左边的照片，较低放大)；

-由无机相覆盖的孔壁(中心的照片，中等放大)；

-水合三硫铝酸钙(calcium hydrate trisulfoaluminate)晶 体以及水合硅酸钙的连续无定形相，水合混凝土的特征(右边的照片， 较高放大)。