[发明专利]一种泡沫隔热材料的制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于隔热塑料领域，尤其涉及一种泡沫隔热材料的制备工艺。

背景技术

隔热材料分为多孔材料、热反射材料和真空材料三类。前者利用材料本身所含的孔隙隔热，因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低，如泡沫材料、纤维材料等；热反射材料具有很高的反射系数，能将热量反射出去，如金、银、镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等。真空绝热材料是利用材料的内部真空达到阻隔对流来隔热。航空航天工业对所用隔热材料的重量和体积要求较为苛刻，往往还要求它兼有隔音、减振、防腐蚀等性能。各种飞行器对隔热材料的需要不尽相同。飞机座舱和驾驶舱内常用泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板来隔热。导弹头部用的隔热材料早期是酚醛泡沫塑料，随着耐温性好的聚氨酯泡沫塑料的应用，又将单一的隔热材料发展为夹层结构。导弹仪器舱的隔热方式是在舱体外蒙皮上涂一层数毫米厚的发泡涂料，在常温下作为防腐蚀涂层，当气动加热达到200°C以上时，便均匀发泡而起隔热作用。人造地球卫星是在高温、低温交变的环境中运动，须使用高反射性能的多层隔热材料，一般是由几十层镀铝薄膜、镀铝聚酯薄膜、镀铝聚酰亚胺薄膜组成。另外，表面隔热瓦的研制成功解决了航天飞机的隔热问题，同时也标志着隔热材料发展的更高水平。

即使对于同一物质构成的隔热材料，内部结构不同，或生产的控制工艺不同，导热系数的差别有时也很大。对于孔隙率较低的固体隔热材料，结晶结构的导热系数最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。但对于孔隙率高的隔热材料，由于气体（空气）对导热系数的影响起主要作用，固体部分无论是晶态结构还是玻璃态结构，对导热系数的影响都不大。

温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响，温度提高，材料导热系数上升。因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响，在温度为0-50℃范围内并不显着，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。

绝热材料一方面满足了建筑空间或热工设备的热环境，另一方面也节约了能源。因此，有些国家将绝热材料看作是继煤炭、石油、天然气、核能之后的“第五大能”。随着社会城市化、科技化的发展，随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，如何设计一种热导率低、弯曲强度高、压缩强度高、开孔率大和热变形温度高的泡沫隔热材料是很重要的。

发明内容

本发明提供一种泡沫隔热材料的制备工艺，解决现有泡沫塑料材料中的阻燃性差、热变形温度低、热导率高和冲击强度低等技术问题。

本发明采用以下技术方案：一种隔热聚苯乙烯泡沫材料的制备工艺，制备步骤如下：

1）按质量份数比称取原料；

2）在装有搅拌器、温度计的反应釜中，将PS、滑石粉、铝粉和硬脂酸钙在200-220℃下混合10-30min；

3）加入戊烷、氯代甲烷、丁烷和一氟二氯乙烷，冷却到100-120℃，搅拌20-40min，再加入液体石蜡、二甲苯烷二异氰酸酯、硅藻土、全氟正戊烷和二氧化钛，升温至120-140℃，转速在800-1000r/min条件下，搅拌30-50min；

4）加入三氧化二锑、抗氧剂1010和ABS，混合40-60min，然后倒入模具中于室温下发泡，在50-90℃温度下固化80-120min，并于室温置放1-5天即得。

本发明使用的所有原料均为共知的已有，使用方法和功能均为已有技术。

有益效果

本发明一种泡沫隔热材料的制备工艺采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本工艺中选用PS、滑石粉、铝粉和硬脂酸钙搭配使用，组份之间产生协同作用，相对密度0.026-0.03，热导率0.01-0.03W/（m·K）；2、通过戊烷、氯代甲烷、丁烷和一氟二氯乙烷的组合使用，产生孔隙率95-99%，压缩强度2.8-3.2MPa；3、液体石蜡、二甲苯烷二异氰酸酯和硅藻土的搭配使用，产品弯曲强度0.3-0.7MPa，泡孔直径0.1-0.3mm；4、原料易得，采用全氟正戊烷、二氧化钛和其他组份之间协同作用，带来热变形温度120-140℃，悬臂梁冲击强度100-120J/m，氧指数34%-40%。

具体实施方式

以下通过实施例更加详细地阐述本发明的内容。

实施例1