[发明专利]一种气凝胶复合聚氨酯及其制备方法

说明书

本发明属于发泡材料技术领域，具体涉及一种气凝胶复合聚氨酯及其制备方法。该方法包括以下步骤：1)采用硅烷处理剂对气凝胶粉体原料进行改性，并包覆成膜，制备得到改性包覆气凝胶颗粒；2)将步骤1)得到的改性包覆气凝胶颗粒与聚氨酯制备A料混合，再与聚氨酯制备B料反应，制备得到所述的气凝胶复合聚氨酯。本发明通过硅烷处理剂对气凝胶粉体原料进行改性包覆，避免制备复合聚氨酯过程中气凝胶结构被其他水相或油相成分破坏。

技术领域

本发明属于发泡材料技术领域，具体涉及一种气凝胶复合聚氨酯及其制备方法。

背景技术

目前人们对保温材料的需求及性能要求愈来愈高，对新型保温材料的研究开发获得了广泛的重视，市场上无机保温材料有很多，主要有岩棉、珍珠岩等，无机保温材料的最大的优势就是不会燃烧、稳定性高，但是其保温效果较差。有机保温材料也有很多种类，包括聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫等，在早期研究最多，工艺最成熟，应用最也为广泛的是聚氨酯材料，聚氨酯发泡材料目前最主要的问题是使用温度偏低，容易老化、碳化使用寿命短。为了解决以上问题，我们引入二氧化硅气凝胶材料，可以完美解决以上问题。

二氧化硅气凝胶具有防火等级高、使用温度高，导热系数低的特点，是目前公认的最佳的轻质保温材料，近年来也被国家大力推广和使用，市场上目前有亲水和亲油两种二氧化硅气凝胶材料，被广泛应用在各种复合材料中。但二氧化硅气凝胶质脆、易碎等缺点，极大的限制了其应用。另外聚氨酯发泡材料多分为AB料形式，有水相和油相同时存在，气凝胶的多孔结构很容易遭到破坏，从而降低了二氧化硅气凝胶的功效。为了解决气凝胶与聚氨酯的复合问题，同时解决聚氨酯发泡材料的保温效果、碳化问题、老化性能和使用温度低的问题，我们通过将气凝胶进行改性和包覆，并以不同的比例添加到聚氨酯体系中，制备得到气凝胶聚氨酯复合材料。将SiO₂气凝胶纳米网络骨架结构引入到聚氨酯基体中，从根本上解决了以上问题，从而拓展气凝胶的应用领域，推动气凝胶产业的发展。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种气凝胶复合聚氨酯及其制备方法。本发明将聚氨酯与气凝胶进行复合既能保留聚氨酯的优良性能及气凝胶的隔热性能，又弥补了气凝胶易碎裂及与无机材料复合易脱落的缺陷，具有良好发展前景。

本发明所提供的技术方案如下：

一种气凝胶复合聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

1)采用硅烷处理剂对气凝胶粉体原料进行改性，并通过包覆成膜物质制备得到改性包覆气凝胶颗粒；

2)将步骤1)得到的改性包覆气凝胶颗粒与聚氨酯制备A料混合，再与聚氨酯制备B料反应，制备得到所述的气凝胶复合聚氨酯。

基于上述技术方案，通过硅烷处理剂对气凝胶粉体原料进行改性包覆，避免了制备复合聚氨酯过程中气凝胶结构被其他水相或油相成分破坏。

将亲水气凝胶粉体原料经过硅烷处理剂包覆处理成为疏水气凝胶，然后添加亲水剂再次搅拌，最后与分散剂、乳化剂、水性乳液、聚乙烯醇、聚乙二醇和多元醇，分散到水中形成膏体，然后将膏体喷雾干燥，得到所述的改性包覆气凝胶颗粒。

基于上述技术方案，可以适用于亲水气凝胶粉体原料。

将疏水气凝胶粉体原料与亲水剂研磨改性，然后再与分散剂、乳化剂、水性乳液、聚乙烯醇、聚乙二醇和多元醇，分散到水中形成膏体，然后将膏体喷雾干燥，得到改性包覆气凝胶颗粒。

基于上述技术方案，可以适用于疏水气凝胶粉体原料。

具体的，所述步骤2)包括以下具体步骤：向所述聚氨酯制备A料中加入步骤1)得到的所述改性包覆气凝胶颗粒，然后高速搅拌，直至所述聚氨酯制备A料呈现白色，然后加聚氨酯制备B料，搅拌，发泡，再在室温下熟化，得到所述的气凝胶复合聚氨酯。