[发明专利]一种匀质低导热无机保温板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种匀质低导热无机保温板及其制备方法，所述匀质低导热无机保温板由无机材料、填料与聚氨酯硬泡反应而成，包括以下重量份数的原料：无机材料31～85份、填料0～20份、聚氨酯硬泡15～49份。本发明制得的保温板导热系数＜40mW/(m·K)，整体密度为35～500kg/m³，隔热保温性能好。压缩强度≥0.1MPa，抗拉强度≥0.1MPa，机械强度高，耐久性好。氧指数≥30％，燃烧增长速率指数≤120W/s，600s的总放热量≤7.5MJ，难燃，防火等级高。制备工艺简单，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种匀质低导热无机保温板及其制备方法。

背景技术

建筑物是能耗和碳排放大户。大力推广绿色建筑、环保节能建筑材料，是改善环境空气质量的重要举措，也是践行“绿色”发展理念的题中之意。现有的建筑保温材料有无机保温材料、有机保温材料。我国现阶段使用的主要是以酚醛、聚氨酯、聚苯乙烯等为主的有机保温材料。有机保温材料重量轻、保温隔热效果好、施工简便，但其易燃。虽然已有相应技术提高有机材料的防火性能达到阻燃效果，然而在火势较大的情况下，仍能被点燃。另外，有机材料在火灾中受热后力学性能迅速降低会增加其脱落的风险，造成不必要的损失。

无机保温材料具有较好的阻燃性、耐久性，但由于其保温性能差，吸水率高，生产能耗大，不易施工等问题，使得其应用受到限制。无机保温材料主要有泡沫混凝土保温板，珍珠岩保温板，岩棉保温板，发泡陶瓷保温板，发泡玻璃保温板以及气凝胶等。岩棉保温板生产能耗高，且强度差、易吸水、不易施工，用于外保温易空鼓开裂。泡沫混凝土保温板容重高、强度低、导热系数高、易吸水、现场损耗大，用于外保温易空鼓开裂。珍珠岩保温板或使用水玻璃作为粘结材料，其耐水性差、易泛碱，经过反复的干湿或冻融循环后易垮塌；或使用水泥作为粘结材料，其容重高、保温性能差、吸水率高。发泡陶瓷保温板和发泡玻璃保温板保温隔热性能不佳、防水性能不足，容易渗水。而二氧化硅气凝胶昂贵的制备成本，以及材料本身难以克服的低强度、高脆性等问题，制约了其在建筑墙体保温方面的应用，一般应用于航空航天、管道保温、设备隔热等特殊领域。

国内外研究者为综合有机保温材料和无机保温材料各自的优势，通过添加无机粒子来提高泡沫塑料的阻燃性，或是以树脂或发泡颗粒作为粘结剂来增强无机材料主体，一般因为成本过高，或是成型工艺复杂，难以实现工业化。例如，专利文献CN201610627981.1将异氰酸酯、聚醚多元醇、催化剂、阻燃剂、发泡剂、硅油、硅酸盐水泥、木质纤维素、海泡石纤维以及去离子水加入到高压喷枪的料泵中，搅拌使各原料充分混合均匀后得到产品。直接添加硅酸盐水泥，在聚氨酯发泡成型过程中水泥易凝固，影响泡沫成形，工艺难实现。专利文献CN103834157B将聚醚(或聚酯)多元醇、催化剂、硅油、硅烷偶联剂、发泡剂、可膨胀石墨和无机填料按照一定配比机械搅拌至混合均匀，再与多异氰酸酯充分混合后浇注到模具中进行发泡、熟化处理，得到制品。可膨胀石墨与无机填料的添加量为5～50wt％，有机材料占主体，成本偏高，并且制备方法生产效率低。而专利文献CN200810234180.4公开了一种高阻燃蛭石聚氨酯复合材料及其制备方法，用无机盐对经高温膨胀的蛭石进行结构修饰，再与多异氰酸酯熔融插层和羟基缩合，得到的组合料与多羟基化合物、发泡剂、阻燃剂和催化剂等组分混合，发生聚合反应形成蛭石聚氨酯复合材料。蛭石需要经过预处理，增加成本，制作工艺复杂。

因此，当前需要研究开发一种低导热、机械强度高、阻燃，适用于工业化大规模生产的无机保温材料来满足市场需求。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种机械强度高、阻燃，适用于工业化大规模生产的匀质低导热无机保温板及其制备方法。

本发明整体思路是：采用保温性能好的高分子聚氨酯作为无机材料的膨胀发泡基材，既保留有机泡沫材料良好的保温性能，又能降低整体材料的密度。聚氨酯较高的闭孔率降低了材料的吸水率，同时由于使用多种无机材料复配，在补强聚氨酯泡沫的阻燃性能达到难燃级的同时，提高了保温板的物理机械性能。