[发明专利]一种太阳能热水器水箱的保温材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯保温材料技术领域，更具体地说是涉及一种应用于太阳能热水器水箱的聚氨酯硬泡沫保温材料及其制备方法。

背景技术

随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大，世界各国都开始力推开发可再生能源，其中太阳能为利用和开发最广、发展前景最好的可再生能源，现已广泛应用于各行各业，太阳能热水器行业就是其中之一。我国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔，目前已是世界上太阳能热水器的第一使用国和生产国。

目前能用作水箱的保温材料主要有聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、超细纤维等。聚氨酯泡沫是由异氰酸酯与聚醚组合物混合浇注至模具或水箱空腔内发泡制得，其中聚醚组合物含有聚醚多元醇、发泡剂、催化剂、稳定剂等。聚氨酯泡沫材料是目前世界上公认最佳保温绝热材料，具有导热系数小、抗压强度高、粘结性好、易于加工等优点，广泛应用于电器冰箱冰柜、建筑墙体、工业管道及交通运输冷藏车的隔热保温是近年来应用需求新的增长点。但是，与传统无机隔热保温材料相比，包括聚氨酯泡沫材料在内的未阻燃高分子泡沫材料，具有易燃、火焰传播速度快等缺点。

聚氨酯硬泡沫在生产过程中，因其本身特性、生产工艺以及生产工人操作技能等各方面的原因，普遍存在泡沫收缩的问题，容易导致泡沫与外壳部分脱落或全部脱落，最终导致外壳变形，真空管口泡沫开裂，更有甚者，内胆和外壳之间的聚氨酯硬泡沫横向或纵向开裂，大大地降低了水箱的保温效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种太阳能热水器水箱的保温材料及其制备方法，该材料克服了发泡成型后收缩性大的缺点，避免水箱变形、起鼓起楞甚至开裂的现象，并保证了热水器水箱的保温性能和隔热性能。

本发明的技术方案如下：

一种太阳能热水器水箱的保温材料及其制备方法，材料由DMI和聚醚多元醇组合物以1～1.5:1比例混合发泡制得。所述聚醚多元醇组合物包括以下重量份数的原料：丙三醇葡萄糖甙聚醚多元醇70～90份、水10～20份、壳聚糖4～8份、甲基磷酸二甲酯6～10份、HFC-356 0.5～2份、N，N-二甲基环己胺1～4份和泡沫稳定剂0.5～2份。

所述泡沫稳定剂为带有Si-C链的有机硅。

所述丙三醇葡萄糖甙聚醚多元醇的制备方法包括以下步骤：

（1）将干燥淀粉和丙二醇加入到反应器内，滴加浓盐酸混合均匀；

（2）加热混合物至130℃，保温10～15分钟，混合物即变为糊状粘稠液体；再在130℃继续反应1小时后降温到100℃以下，低真空脱气2.5小时，加热保温过程需要不断进行搅拌；

（3）加入NaHCO₃中和，于120℃高真空浓缩直至无丙二醇馏出；

（4）加入NaOH ，并充入氮气于130℃反应30分钟，再降温至110℃导入环氧乙烷气体，反应3.5～4.5小时后结束，每个葡萄糖单位加成6 摩尔环氧乙烷；

（5）将上述所得聚醚经H₂O₂ 漂白脱色处理得到最终产物丙三醇葡萄糖甙聚醚多元醇。

所述壳聚糖为分子量l0万至100万，使用前用l％～3％的乙酸溶解。加入低分子量的壳聚糖，能够使得发泡后的聚醚物料具有相互连通的孔隙，大孔壁间还具有小孔，壳聚糖吸附在孔内表面，产生的泡孔不容易破灭，还可以使孔径增大，从而使聚醚物料的膨胀率提高，保温效果明显提高。

所述保温材料的制备方法包括以下步骤：

（1）取丙三醇葡萄糖甙聚醚多元醇70～90份、水10～20份、壳聚糖4～8份、甲基磷酸二甲酯6～10份、HFC-356 0.5～2份、N，N-二甲基环己胺1～4份和泡沫稳定剂0.5～2份，混合均匀得到聚醚多元醇组合物；

（2）将DMI和聚醚多元醇组合物按质量比1～1.5:1混合浇注到太阳能热水器水箱空腔内进行发泡，经过高温固化后即得。

本发明的有益效果是：