一种石墨基保温材料的生产方法

技术领域

本发明涉及保温材料技术领域，尤其涉及一种石墨基保温材料的生产方法。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一，具有重量轻、保温隔热性好、缓冲抗震陸优良、比强度高、加工成型方法简单且灵活多变，并与大多数材料粘结容易等优点，特别是硬质聚氨酯泡沫以其卓越的隔热性能，被认为是建筑领域替代传统无机保温材料的理想材料之一。

但由于其可燃性及其在燃烧过程中释放有毒气体，限制了其进一步的推广。通常采用填加阻燃剂来改善硬质聚氨酯的阻燃性能，最常用的阻燃剂有卤系、磷系、氮系等化合物，但由于含卤添加剂常会释放具有腐蚀性、毒性的烟雾，对环境造成污染且腐蚀设备，甚至危害人体健康。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种石墨基保温材料的生产方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种石墨基保温材料的生产方法，其组成成份按照质量份数计如下：

石墨烯分散液20-30份、聚醚多元醇15-25份、阻燃聚醚多元醇15-17份、复合催化剂5-7份、硅油1-3份、甲基膦酸二甲脂5-7份、一氟二氯乙烷10-16份、异氰酸脂15-25份、多亚甲基多苯基异氰酸5-15份。

优选地，所述阻燃聚醚多元醇的生产方法具体为：

S1：在压力反应釜中，投入N、P起始剂、催化剂；

S2：在120℃、-0.97MPa真空下脱水1.5h,然后用氮气置换3次；

S3：在小于0.4MPa的压力下，于120℃保温反应1.5h，处理后出料的产品即为阻燃聚醚多元醇。

优选地，具体的生产方法为：

S1：制备多元醇混合液：称取所需的聚醚多元醇15-25份、阻燃聚醚多元醇15-17份放入到机械搅拌装置中进行搅拌混合；

S2：制备组合料：按质量分数计，取异氰酸脂15-25份、石墨烯分散液20-30份、复合催化剂5-7份、硅油1-3份、甲基膦酸二甲脂5-7份、一氟二氯乙烷10-16份，加入多元醇混合液中，用机械搅拌装置进行预混合，得到组合料；

S3：混合组合料：控制好组合料的料温，将多亚甲基多苯基异氰酸5-15份迅速加入到组合料中，在2900r/min搅拌10s；

S1：制备硬质聚氨酯泡沫：将混合后的组合料倒入到模具内发泡，待泡沫熟化4h后，开模取出泡沫制品，去掉表面结皮层，得到所需的硬质聚氨酯泡沫。

优选地，所述的压力反应釜装有温度计和可调速搅拌器。

本发明的有益效果为：

1、本发明的石墨基保温材料的生产方法，石墨烯作为无卤阻燃剂，它能使硬质聚氨酯泡沫塑料的氧指数呈线性增长，保证了硬质聚氨酯泡沫材料保温性的同时，石墨烯无毒无害，能够减少对环境的污染；

2、本发明的石墨基保温材料的生产方法，在硬质聚氨酯泡沫燃烧时，甲基膦酸二甲酯与石墨烯的协同阻燃效果，能够有效的提高硬质聚氨酯泡沫材料的阻燃效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种石墨基保温材料的生产方法的整体流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1，参照图1，一种石墨基保温材料的生产方法，具体的生产方法为：

S1：制备多元醇混合液：称取所需的聚醚多元醇15份、阻燃聚醚多元醇15份放入到机械搅拌装置中进行搅拌混合；

S2：制备组合料：按质量分数计，取异氰酸脂15份、石墨烯分散液20份、复合催化剂5份、硅油1份、甲基膦酸二甲脂5份、一氟二氯乙烷10份，加入多元醇混合液中，用机械搅拌装置进行预混合，得到组合料；

S3：混合组合料：控制好组合料的料温，将多亚甲基多苯基异氰酸5-15份迅速加入到组合料中，在2900r/min搅拌10s；

S4：制备硬质聚氨酯泡沫：将混合后的组合料倒入到模具内发泡，待泡沫熟化4h后，开模取出泡沫制品，去掉表面结皮层，得到所需的硬质聚氨酯泡沫。

实施例2，参照图1，本实施例是在实施例1的基础上进行优化，具体是：

S1：制备多元醇混合液：称取所需的聚醚多元醇16份、阻燃聚醚多元醇16份放入到机械搅拌装置中进行搅拌混合；

S2：制备组合料：按质量分数计，取异氰酸脂20份、石墨烯分散液25份、复合催化剂6份、硅油2份、甲基膦酸二甲脂6份、一氟二氯乙烷13份，加入多元醇混合液中，用机械搅拌装置进行预混合，得到组合料；

S3：混合组合料：控制好组合料的料温，将多亚甲基多苯基异氰酸5-15份迅速加入到组合料中，在2900r/min搅拌10s；

S4：制备硬质聚氨酯泡沫：将混合后的组合料倒入到模具内发泡，待泡沫熟化4h后，开模取出泡沫制品，去掉表面结皮层，得到所需的硬质聚氨酯泡沫。

实施例3，参照图1，本实施例是在实施例1的基础上进行优化，具体是：

S1：制备多元醇混合液：称取所需的聚醚多元醇17份、阻燃聚醚多元醇17份放入到机械搅拌装置中进行搅拌混合；

S2：制备组合料：按质量分数计，取异氰酸脂25份、石墨烯分散液30份、复合催化剂7份、硅油3份、甲基膦酸二甲脂7份、一氟二氯乙烷16份，加入多元醇混合液中，用机械搅拌装置进行预混合，得到组合料；

S3：混合组合料：控制好组合料的料温，将多亚甲基多苯基异氰酸5-15份迅速加入到组合料中，在2900r/min搅拌10s；

S4：制备硬质聚氨酯泡沫：将混合后的组合料倒入到模具内发泡，待泡沫熟化4h后，开模取出泡沫制品，去掉表面结皮层，得到所需的硬质聚氨酯泡沫。

石墨烯对硬质聚氨酯泡沫塑料的氧指数的影响

由上图可知，随着石墨烯含量的增加，硬质聚氨酯泡沫塑料的氧指数呈线性增长，但是随着石墨烯含量的继续增加氧指数增加的效率减慢，这是因为泡沫燃烧时，泡沫表面的石墨烯经燃烧后达到了极限，因此继续增加石墨烯后对氧指数没有改善。

含石墨烯聚氨酯泡沫的垂直燃烧性能

从表3可知，含质量份数15的石墨烯聚氨酯泡沫塑料的第一次燃烧时间仅为3.5s,第二次燃烧时间为16s，聚氨酯泡沫塑料的燃烧性能得到了改善，但随着石墨烯含量的增加，样品的第一次和第二次燃烧时间逐渐下降。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。