[发明专利]一种用于冷链物流的改性聚氨酯保温材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于冷链物流的改性聚氨酯保温材料及其制备方法，属于保温材料技术领域。该改性聚氨酯保温材料为气凝胶改性聚氨酯材料，其中气凝胶的体积占比为10～60％。该气凝胶改性聚氨酯材料的导热系数低于0.015W/m·K。其制备方法为：在具有氮气保护的反应容器中采用预聚体分散法制备水性聚氨酯乳液，并在水性聚氨酯乳液制备过程中加入体积比为1:1～5的气凝胶粉末，在高速搅拌和剪切作用下得到气凝胶改性聚氨酯材料。其中气凝胶粉体的导热系数≤0.011W/m·K。本发明制备得到的改性聚氨酯保温材料，进一步降低了现有聚氨酯材料的导热性，又具有无机保温材料的防火阻燃性，为冷链物流提供综合性能更强的保温材料。

技术领域

本发明涉及保温材料技术领域，特别是涉及一种用于冷链物流的改性聚氨酯保温材料及其制备方法。

背景技术

目前，市场上的冷链运输箱大部分均是采用普通聚氨酯为内胆保温材料，制冷技术和工艺落后，无法更有效的为易腐食品流通提供低温保障。现在我国的冷藏运输率(即易腐货物采用冷藏运输所占的比例)仅能达到10％～20％，远远不能满足冷链运输的要求。并且现有冷链运输过程中损耗高，整个物流费用占到易腐物品成本的70％，超过国际规定的易腐物品物流成本最高不超过其总成本的50％。

现代冷链物流的冷链效果在很大程度上受制于用于冷链物流的保温材料的性能。随着科技的发展，用于冷链物流的保温材料的制备近年来已有不少研究，也取得了一定的进展和成果，如申请号为CN200920097784.9的实用新型专利公开了一种填充式蜂窝纸板保温环保板材，主要应用在制作制冷物流行业中。但该保温材料的耐低温性能和阻燃性能有待进一步提高。

目前，保温材料主要分为有机和无机保温材料两大类，有机类保温材料主要有聚氨酯泡沫、发泡聚苯乙烯板、挤塑聚苯乙烯板等。无机保温材料主要有珍珠岩、发泡水泥、气凝胶毡、岩棉等。其中，有机保温材料保温效果好，而且具有重量轻、可加工性好、致密性高，但是不耐老化，变形系数大，稳定性差，安全环保性差；无机保温材料具有较好的防火阻燃和抗老化性能，使用寿命长，变形系数小，性能稳定，但保温效果稍差。

由此可见，上述现有的用于冷链物流的保温材料显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的用于冷链物流的改性聚氨酯保温材料及其制备方法，使其能兼具有机保温材料的低导热系数，又具有无机保温材料的防火阻燃性能，提升用于冷链物流的保温材料的综合性能，成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于冷链物流的改性聚氨酯保温材料，使其能兼具有机保温材料的低导热系数，又具有无机保温材料的防火阻燃性能，提升用于冷链物流的保温材料的综合性能，从而克服现有的用于冷链物流的保温材料的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于冷链物流的改性聚氨酯保温材料，所述改性聚氨酯保温材料为气凝胶改性聚氨酯材料，所述气凝胶改性聚氨酯材料中气凝胶的体积占比为10～60％。

进一步改进，所述气凝胶改性聚氨酯材料中气凝胶的体积占比为40～50％。

进一步改进，所述气凝胶改性聚氨酯材料的导热系数低于0.015W/m·K。

进一步改进，所述改性聚氨酯保温材料的制备方法为：在具有氮气保护的反应容器中加入原料聚已二酸丁二醇酯多元醇、四氢呋喃聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯，于温度70～90℃，不断搅拌下反应1～3h，再加入原料二羟甲基丙酸和聚环氧丙烷二醇，继续反应1～3h后，降温至50℃，再加入丙酮和与所述原料总和体积比为1:1～5的气凝胶粉末，采用脉动搅拌方式，在搅拌速率160r/min～600r/min的高速搅拌下充分搅拌1～3h，得到预聚体；再将所得到的预聚体在高速剪切下，加水乳化，加乙二胺扩链，最后减压去除丙酮，即得到所述气凝胶改性聚氨酯材料。