低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫及其制备方法与流程

1.本发明属于聚氯乙烯泡沫技术领域，具体涉及一种低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，天然气因其热值大、有害物排放少的优势，已成为21世纪油气工业新的热点。在环保的大背景下，这一优质洁净的能源在的市场前景非常广阔，消费增长速℃惊人。相比之下，天然气产量增速落后于需求增速。近年来，虽然天然气勘探增量喜人，但由于从储量到产量再到用户需要一个时间过程，因此国产天然气还难以满足需求，需要大量进口液化天然气。
3.在液化天然气的进口过程中，lng船起到了至关重要的作用。每一艘lng船需要大量的耐低温绝热材料。这是因为lng船用保温材料要求极高，需要能够长期在-170℃～40℃环境温度下保持高强度、高韧性、高阻燃、低密度、低导热系数。传统保温材料如pu泡沫仅导热系数满足要求，力学等性能无法满足使用要求。交联pvc泡沫材料有望改变现状，它具有如下优势：良好的受冲击性和耐疲劳；在低温时,应有较高的强℃和良好的延伸塑性；在工作温度范围内(常温至液态气体温度),舱用材料的膨胀系数小，而且随温度变化，膨胀系数变化小，从而得到小的温差应力；具有更好的低温冲击韧性。
4.此外，目前市场需求在往低密度靠(例如43-55kg/m3)，原因在于低密度的泡沫更加轻便，有利于客户对船体的减重，因此还需进一步开发出低密度低导热系数的pvc泡沫。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫及其制备方法。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，原料按重量份数计包括：聚氯乙烯28～48份，发泡剂2.5～7份，异氰酸酯28～52份，固化剂2～9份，表面活性剂0～3份，热稳定剂4～18份。
7.进一步的，所述低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫的原料按重量份数计包括：聚氯乙烯30～45份，发泡剂3～7份，异氰酸酯30～50份，固化剂3～8份，表面活性剂0～2份，热稳定剂5～15份。
8.进一步的，所述低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫的原料按重量份数计包括：聚氯乙烯35～42份，发泡剂3.5～5份，异氰酸酯35～45份，固化剂4～6份，表面活性剂0～1份，热稳定剂6～12份。
9.进一步的，所述聚氯乙烯为聚氯乙烯糊树脂，b型粘度在2500～4000。
10.进一步的，所述异氰酸酯为改性的二苯甲烷二异氰酸酯与异氰酸酯亚甲基聚亚苯基酯的混合物，两者重量比为10：1～5：1；其中所述改性的二苯甲烷二异氰酸酯按重量份数包括：50～70份二苯基甲烷-4,4
’‑
二异氰酸酯；25～70份碳二亚胺改性的mdi；1～2.5份的二苯基甲烷-2,4
’‑
二异氰酸酯。
11.进一步的，所述固化剂为甲基六氢苯酐与六氢苯酐的混合物和/或环氧树脂；其中当固化剂为甲基六氢苯酐与六氢苯酐的混合物和环氧树脂时，该混合物与环氧树脂的重量比为1：1～1：3。
12.进一步的，所述发泡剂为改性的偶氮二甲酰胺与偶氮二异丁腈的混合物，两者重量比为1：1～1：5；其中所述改性的偶氮二甲酰胺为含碳氢酸钠0.1～0.2％的偶氮二甲酰胺，粒径范围在8～20微米。
13.进一步的，所述表面活性剂为有机硅聚醚共聚物。
14.进一步的，所述热稳定剂包含第一热稳定剂、第二热稳定剂；所述第一热稳定剂为环氧大豆油；以及所述第二热稳定剂为环氧大豆油与硬脂酸钙的混合物，两者重量比为5：1～1：1。将环氧大豆油与硬脂酸钙的混合物作为第二热稳定剂，分散性好。
15.又一方面，本发明还提供了一种低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫的制备方法，包括：
16.1)将异氰酸酯、表面活性剂、第一热稳定剂、第二热稳定剂、固化剂等液体原料使用计量泵导入到行星搅拌釜中，在20～30℃混合30min；
17.2)将固体粉料发泡剂加入搅拌釜中，在20～30℃混合5～10min；
18.3)将pvc糊树脂加入搅拌釜中，在20～30℃混合1～5min；
19.4)清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中，在20～30℃继续搅拌1～5min；
20.5)将搅拌釜抽真空至0.8～1mpa，并同时搅拌10～20min，至无明显气泡后，将物料放入模具中；
21.6)将模具放置在平板热板上，加压至180～250kg，温度升至160～180℃后保温30～40min；而后降压，每3min降5～10mpa，同步降温，降至15～30℃，泄压后开模取出胚体；
22.7)将胚体放入干烘箱中干发：30分钟升温至90℃，保持20分钟；20分钟升温至105℃，保持10分钟；10分钟升温至115℃，保持10分钟；10分钟升温至119℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
23.继续放入湿发烘箱中湿发：20分钟升温到94℃，保持60分钟；2分钟升温至99℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
24.8)将膨胀体放入65～75℃固化房，采用喷淋加热方式固化，固化5～10天；
25.9)将原板热压整平，得到43～55kg/m3的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫。
26.本发明的有益效果是
27.1、干、湿发采用阶段升温，提高了胚体的各方向膨胀一致性和平整度；
28.2、通过优化组分和提高了干湿发温度，不仅提高了原板的尺寸大小，使密度达标，在区间43～55kg/m3，同时提高了原板的利用率；
29.3、通过优化固化剂、发泡剂、热稳定剂等的组分比例，优化了泡孔尺寸，降低了导热系数的同时，大幅提高了力学性能。
30.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本发明的优选实施例的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫的制备工艺图；
34.图2是本发明的优选实施例的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫的泡孔示意图。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.制备原理
37.pvc糊树脂等混合物从粘流态到形成聚合物凝胶的相转变，另外化学发泡剂分解形成氮气，其溶解在聚合物凝胶中形成细小的泡核。通过异腈酸酯和水以及进一步的起始组分反应，形成一个聚合网络，能使pvc泡沫体变硬(形成网状结构)，最终通过膨胀、固化、热压整平等工艺生产出pvc泡沫。
38.工艺路线
39.将粉体(聚氯乙烯，发泡剂)和液体原料(异氰酸酯，固化剂，表面活性剂，第一热稳定剂和第一热稳定剂)在行星混合机中混合，然后注入模具中，放在压机上加热加压，保持一定时间后，降温开模，得到有一定膨胀度的预发泡胚体，然后将胚体分别放入一定温度的干烘箱和蒸箱中进行干、湿发膨胀，达到尺寸后，在一定温度的喷淋房中进一步固化，直至中间部分完全固化，最后进行热压整平，得到平整度较高的pvc泡沫。
40.具体的，本发明的制备方法包括了：
41.1)将异氰酸酯、表面活性剂、第一热稳定剂、第二热稳定剂、固化剂等液体原料使用计量泵导入到行星搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合30min；
42.2)将固体粉料发泡剂加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合5～10min(优选为10min)；
43.3)将pvc糊树脂加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合1～5min(优选为2min)；
44.4)清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中，在20～30℃(优选为25℃)继续搅拌1～5min(优选为3min)；
45.5)将搅拌釜抽真空至0.8～1mpa，并同时搅拌10～20min(优选为15min)，至无明显气泡后，将物料放入模具中；
46.6)将模具放置在平板热板上，加压至180～250kg(优选为220kg)，温度升至160～180℃(优选为170℃)后保温30～40min(优选为35min)；而后降压，每3min降5～10mpa(优选每3min降8mpa)，同步降温，降至15～30℃(优选为20℃)，泄压后开模取出胚体；
47.7)将胚体放入干烘箱中干发：30分钟升温至90℃，保持20分钟；20分钟升温至105
℃，保持10分钟；10分钟升温至115℃，保持10分钟；10分钟升温至119℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
48.继续放入湿发烘箱中湿发：20分钟升温到94℃，保持60分钟；2分钟升温至99℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
49.8)将膨胀体放入65～75℃(优选为70℃)固化房，采用喷淋加热方式固化，固化5～10天(优选为7天)；
50.9)将原板热压整平，得到43～55kg/m3的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫。
51.以下为具体制备实施例及对比例
52.实施例1
53.原料配方：
54.41份pvc糊树脂，37份改性的二苯甲烷二异氰酸酯，4份异氰酸酯亚甲基聚亚苯基酯，4.8份固化剂(甲基六氢苯酐：六氢苯酐＝3:7)，4.7份发泡剂(改性的偶氮二甲酰胺：偶氮二异丁腈＝2:5)，0.5份有机硅聚醚共聚物，5.8份第一热稳定剂(环氧大豆油)，1.7份第二热稳定剂(环氧大豆油：硬脂酸钙＝2:1)。
55.发泡工艺：
56.1)将液体原料(异氰酸酯，表面活性剂，第一热稳定剂、第二热稳定剂，固化剂)使用计量泵导入到行星搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合30min；
57.2)将固体粉料(发泡剂)加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合5～10min(优选为10min)；
58.3)将pvc糊树脂加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合1～5min(优选为2min)；
59.4)清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中，在20～30℃(优选为25℃)继续搅拌1～5min(优选为3min)；
60.5)将搅拌釜抽真空至0.8～1mpa，并同时搅拌10～20min(优选为15min)，至无明显气泡后，通过底部放料阀将物料放入模具中；
61.6)将模具放置在平板热板上，加压至180～250kg(优选为220kg)，温度升至160～180℃(优选为170℃)后保温30～40min(优选为35min)；而后降压，每3min降5～10mpa(优选每3min降8mpa)，同步降温，降至15～30℃(优选为20℃)，泄压后开模取出胚体；
62.7)将胚体放入干烘箱中干发：30分钟升温至90℃，保持20分钟；20分钟升温至105℃，保持10分钟；10分钟升温至115℃，保持10分钟；10分钟升温至119℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
63.继续放入湿发烘箱中湿发：20分钟升温到94℃，保持60分钟；2分钟升温至99℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
64.8)将膨胀体放入65～75℃(优选为70℃)固化房，采用喷淋加热方式固化，固化5～10天(优选为7天)。
65.9)将原板热压整平，得到43～55kg/m3的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫。
66.实施例2
67.原料配方：
68.41份pvc糊树脂，37份改性的二苯甲烷二异氰酸酯，4份异氰酸酯亚甲基聚亚苯基
酯，4.8份固化剂(甲基六氢苯酐：六氢苯酐：环氧树脂＝3:7：10)，4.7份发泡剂(改性的偶氮二甲酰胺：偶氮二异丁腈＝2:5)，0.5份有机硅聚醚共聚物，5.8份第一热稳定剂(环氧大豆油)，1.7份第二热稳定剂(环氧大豆油：硬脂酸钙＝2:1)。
69.发泡工艺：
70.1)将液体原料(异氰酸酯，表面活性剂，第一热稳定剂、第二热稳定剂，固化剂)使用计量泵导入到行星搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合30min；
71.2)将固体粉料(发泡剂)加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合5～10min(优选为10min)；
72.3)将pvc糊树脂加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合1～5min(优选为2min)；
73.4)清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中，在20～30℃(优选为25℃)继续搅拌1～5min(优选为3min)；
74.5)将搅拌釜抽真空至0.8～1mpa，并同时搅拌10～20min(优选为15min)，至无明显气泡后，通过底部放料阀将物料放入模具中；
75.6)将模具放置在平板热板上，加压至180～250kg(优选为220kg)，温度升至160～180℃(优选为170℃)后保温30～40min(优选为35min)；而后降压，每3min降5～10mpa(优选每3min降8mpa)，同步降温，降至15～30℃(优选为20℃)，泄压后开模取出胚体。
76.7)将胚体放入干烘箱中干发：30分钟升温至90℃，保持20分钟；20分钟升温至105℃，保持10分钟；10分钟升温至115℃，保持10分钟；10分钟升温至119℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
77.继续放入湿发烘箱中湿发：20分钟升温到94℃，保持60分钟；2分钟升温至99℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出。
78.8)将膨胀体放入65～75℃(优选为70℃)固化房，采用喷淋加热方式固化，固化5～10天(优选为7天)。
79.9)将原板热压整平，得到43～55kg/m3的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫。
80.实施例3
81.原料配方：
82.41份pvc糊树脂，37份改性的二苯甲烷二异氰酸酯，4.5份异氰酸酯亚甲基聚亚苯基酯，4.7份固化剂(甲基六氢苯酐：六氢苯酐＝3:7)，4.7份发泡剂(改性的偶氮二甲酰胺：偶氮二异丁腈＝1:3.6)，0.2份有机硅聚醚共聚物，5.8份第一热稳定剂(环氧大豆油)，1.9份第二热稳定剂(环氧大豆油：硬脂酸钙＝2:1)。
83.发泡工艺：
84.1)将液体原料(异氰酸酯，表面活性剂，第一热稳定剂、第二热稳定剂，固化剂)使用计量泵导入到行星搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合30min；
85.2)将固体粉料(发泡剂)加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合5～10min(优选为10min)；
86.3)将pvc糊树脂加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合1～5min(优选为2min)；
87.4)清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中，在20～30℃(优选为25℃)继续搅拌1～
5min(优选为3min)；
88.5)将搅拌釜抽真空至0.8～1mpa，并同时搅拌10～20min(优选为15min)，至无明显气泡后，通过底部放料阀将物料放入模具中；
89.6)将模具放置在平板热板上，加压至180～250kg(优选为220kg)，温度升至160～180℃(优选为170℃)后保温30～40min(优选为35min)；而后降压，每3min降5～10mpa(优选每3min降8mpa)，同步降温，降至15～30℃(优选为20℃)，泄压后开模取出胚体。
90.7)将胚体放入干烘箱中干发：30分钟升温至90℃，保持20分钟；20分钟升温至105℃，保持10分钟；10分钟升温至115℃，保持10分钟；10分钟升温至119℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
91.继续放入湿发烘箱中湿发：20分钟升温到94℃，保持60分钟；2分钟升温至99℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出。
92.8)将膨胀体放入65～75℃(优选为70℃)固化房，采用喷淋加热方式固化，固化5～10天(优选为7天)。
93.9)将原板热压整平，得到43～55kg/m3的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫。
94.对比例1：
95.原料配方：
96.41份pvc糊树脂，37份改性的二苯甲烷二异氰酸酯，4份异氰酸酯亚甲基聚亚苯基酯，4.8份固化剂(甲基六氢苯酐：六氢苯酐＝3:7)，4.7份发泡剂(改性的偶氮二甲酰胺：偶氮二异丁腈＝2:5)，0.5份有机硅聚醚共聚物，5.8份第一热稳定剂(环氧大豆油)，1.7份第二热稳定剂(环氧大豆油：硬脂酸钙＝2:1)。
97.发泡工艺：
98.1)将液体原料(异氰酸酯，表面活性剂，第一热稳定剂、第二热稳定剂，固化剂)使用计量泵导入到行星搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合30min；
99.2)将固体粉料(发泡剂)加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合5～10min(优选为10min)；
100.3)将pvc糊树脂加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合1～5min(优选为2min)；
101.4)清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中，在20～30℃(优选为25℃)继续搅拌1～5min(优选为3min)；
102.5)将搅拌釜抽真空至0.8～1mpa，并同时搅拌10～20min(优选为15min)，至无明显气泡后，通过底部放料阀将物料放入模具中；
103.6)将模具放置在平板热板上，加压至180～250kg(优选为220kg)，温度升至160～180℃(优选为170℃)后保温30～40min(优选为35min)；而后降压，每3min降5～10mpa(优选每3min降8mpa)，同步降温，降至15～30℃(优选为20℃)，泄压后开模取出胚体。
104.7)将胚体放入110～125℃(优选为115℃)干烘箱中干发，达到一定尺寸后取出；继续放入95～105℃(优选为95℃)的湿发烘箱中湿发，达到一定尺寸后取出。
105.8)将膨胀体放入65～75℃(优选为70℃)固化房，采用喷淋加热方式固化，固化5～10天(优选为7天)。
106.9)将原板热压整平，得到45～60kg/m3的硬质交联聚氯乙烯泡沫。
107.对比例2：
108.原料配方：
109.41份pvc糊树脂，37份改性的二苯甲烷二异氰酸酯，4份异氰酸酯亚甲基聚亚苯基酯，4.8份固化剂(甲基六氢苯酐：六氢苯酐＝3:7)，4.7份发泡剂(改性的偶氮二甲酰胺：偶氮二异丁腈＝1:4)，0.5份有机硅聚醚共聚物，5.8份第一热稳定剂(环氧大豆油)，1.7份第二热稳定剂(环氧大豆油：硬脂酸钙＝2:1)。
110.发泡工艺：
111.1)将液体原料(异氰酸酯，表面活性剂，第一热稳定剂、第二热稳定剂，固化剂)使用计量泵导入到行星搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合30min；
112.2)将固体粉料(发泡剂)加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合5～10min(优选为10min)；
113.3)将pvc糊树脂加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合1～5min(优选为2min)；
114.4)清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中，在20～30℃(优选为25℃)继续搅拌1～5min(优选为3min)；
115.5)将搅拌釜抽真空至0.8～1mpa，并同时搅拌10～20min(优选为15min)，至无明显气泡后，通过底部放料阀将物料放入模具中；
116.6)将模具放置在平板热板上，加压至180～250kg(优选为220kg)，温度升至160～180℃(优选为170℃)后保温30～40min(优选为35min)；而后降压，每3min降5～10mpa(优选每3min降8mpa)，同步降温，降至15～30℃(优选为20℃)，泄压后开模取出胚体。
117.7)将胚体放入干烘箱中干发：30分钟升温至90℃，保持20分钟；20分钟升温至105℃，保持10分钟；10分钟升温至115℃，保持10分钟；10分钟升温至119℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
118.继续放入湿发烘箱中湿发：20分钟升温到94℃，保持60分钟；2分钟升温至99℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出。
119.8)将膨胀体放入65～75℃(优选为70℃)固化房，采用喷淋加热方式固化，固化5～10天(优选为7天)。
120.9)将原板热压整平，得到43～55kg/m3的硬质交联聚氯乙烯泡沫。
121.对比例3
122.原料配方：
123.41份pvc糊树脂，37份改性的二苯甲烷二异氰酸酯，4.5份异氰酸酯亚甲基聚亚苯基酯，5.5份固化剂(甲基六氢苯酐：六氢苯酐＝3:7)，4.7份发泡剂(改性的偶氮二甲酰胺：偶氮二异丁腈＝2:5)，0.2份有机硅聚醚共聚物，5.8份第一热稳定剂(环氧大豆油)，1.9份第二热稳定剂(环氧大豆油：硬脂酸钙＝5:3)。
124.发泡工艺：
125.1)将液体原料(异氰酸酯，表面活性剂，第一热稳定剂、第二热稳定剂，固化剂)使用计量泵导入到行星搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合30min；
126.2)将固体粉料(发泡剂)加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合5～10min(优选为10min)；
127.3)将pvc糊树脂加入搅拌釜中，在20～30℃(优选为25℃)混合1～5min(优选为2min)；
128.4)清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中，在20～30℃(优选为25℃)继续搅拌1～5min(优选为3min)；
129.5)将搅拌釜抽真空至0.8～1mpa，并同时搅拌10～20min(优选为15min)，至无明显气泡后，通过底部放料阀将物料放入模具中；
130.6)将模具放置在平板热板上，加压至180～250kg(优选为220kg)，温度升至160～180℃(优选为170℃)后保温30～40min(优选为35min)；而后降压，每3min降5～10mpa(优选每3min降8mpa)，同步降温，降至15～30℃(优选为20℃)，泄压后开模取出胚体；
131.7)将胚体放入干烘箱中干发：30分钟升温至90℃，保持20分钟；20分钟升温至105℃，保持10分钟；10分钟升温至115℃，保持10分钟；10分钟升温至119℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；
132.继续放入湿发烘箱中湿发：20分钟升温到94℃，保持60分钟；2分钟升温至99℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出。
133.8)将膨胀体放入65～75℃(优选为70℃)固化房，采用喷淋加热方式固化，固化5～10天(优选为7天)。
134.9)将原板热压整平，得到43～55kg/m3的硬质交联聚氯乙烯泡沫。
135.对比例4
136.对比例4为传统的传统保温材料如pu泡沫，可以通过采购获取，其来源可以但不限于是江苏雅克科技有限公司的cpa1l-81型深冷保温绝缘板。
137.性能测试与结果说明
138.为了进一步说明本发明的有益效果，将实施例1～3、对比例1～4进行性能测试，测试项目为：压缩强度、剪切强度、吸水率、导热系数、闭孔率、孔径等。测量结果如表1所示。
139.表1性能检测表
[0140][0141]
对比表1测试结果可知：
[0142]
1、对比实施例1～3与对比例1可知，干、湿发采用阶段升温，提高了胚体的各方向膨胀一致性和平整度；实施例1-3提高了干湿发温度，不仅提高了原板的尺寸大小，使密度在区间43-55kg/m3，同时提高了原板的利用率；
[0143]
2、对比实施例1～3与对比例2可知，优化了发泡剂的组分比例，可以降低了导热系数。此外，发明人研究发现，改性的偶氮二甲酰胺与偶氮二异丁腈是先后分解的，推测出偶
氮二甲酰胺的分解产物为成核剂。所以物料配方组成中偶氮二异丁腈主要影响泡沫的发泡倍率，偶氮二甲酰胺则对泡沫的泡孔尺寸有极大的影响，当体系中含4.7份发泡剂(改性的偶氮二甲酰胺：偶氮二异丁腈＝2:5时)，泡孔尺寸最优，从而使导热系数最低，此时闭孔率、吸水率也达到了最优；
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3、对比实施例1～3与对比例3可知，优化了固化剂、硬脂酸钙的组分比例，大幅提高了力学性能。此外，发明人研究发现，苯酐容易形成酰亚胺结构，降低了体系的交联度，降低交联网络对pvc分子链的互锁程度，从而降低了力学性能。为此，我们在有苯酐的基础上，同时引入环氧树脂，环氧结构可以与pvc分解的氯化氢反应，发挥热稳定剂的作用，得到羟基化合物，和异氰酸酯反应得到脲基甲酸酯结构，这结构可以键接到交联网络的主链中，发挥交联网络改性剂的作用，从而提高了力学性能，所以当实施例2体系中含4.8份固化剂(甲基六氢苯酐：六氢苯酐：环氧树脂＝3:7：10)时，力学性能达到最优。最后，我们发现少量的硬脂酸钙可以起到体系稳定剂的作用，但是过多的硬脂酸钙会降低力学性能。
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以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，原料按重量份数计包括：聚氯乙烯28～48份，发泡剂2.5～7份，异氰酸酯28～52份，固化剂2～9份，表面活性剂0～3份，热稳定剂4～18份。2.如权利要求1所述的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，原料按重量份数计包括：聚氯乙烯30～45份，发泡剂3～7份，异氰酸酯30～50份，固化剂3～8份，表面活性剂0～2份，热稳定剂5～15份。3.如权利要求1所述的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，原料按重量份数计包括：聚氯乙烯35～42份，发泡剂3.5～5份，异氰酸酯35～45份，固化剂4～6份，表面活性剂0～1份，热稳定剂6～12份。4.如权利要求1所述的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，所述聚氯乙烯为聚氯乙烯糊树脂，b型粘度在2500～4000。5.如权利要求1所述的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯为改性的二苯甲烷二异氰酸酯与异氰酸酯亚甲基聚亚苯基酯的混合物，两者重量比为10：1～5：1；其中所述改性的二苯甲烷二异氰酸酯按重量份数包括：50～70份二苯基甲烷-4,4
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二异氰酸酯；25～70份碳二亚胺改性的mdi；1～2.5份的二苯基甲烷-2,4
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二异氰酸酯。6.如权利要求1所述的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，所述固化剂为甲基六氢苯酐与六氢苯酐的混合物和/或环氧树脂；其中当固化剂为甲基六氢苯酐与六氢苯酐的混合物和环氧树脂时，该混合物与环氧树脂的重量比为1：1～1：3。7.如权利要求1所述的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，所述发泡剂为改性的偶氮二甲酰胺与偶氮二异丁腈的混合物，两者重量比为1：1～1：5；其中所述改性的偶氮二甲酰胺为含碳氢酸钠0.1～0.2％的偶氮二甲酰胺，粒径范围在8～20微米。8.如权利要求1所述的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，所述表面活性剂为有机硅聚醚共聚物。9.如权利要求1所述的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，所述热稳定剂包含第一热稳定剂、第二热稳定剂；所述第一热稳定剂为环氧大豆油；以及所述第二热稳定剂为环氧大豆油与硬脂酸钙的混合物，两者重量比为5：1～1：1。10.一种低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫的制备方法，其特征在于，包括：1)将异氰酸酯、表面活性剂、第一热稳定剂、第二热稳定剂、固化剂等液体原料使用计量泵导入到行星搅拌釜中，在20～30℃混合30min；2)将固体粉料发泡剂加入搅拌釜中，在20～30℃混合5～10min；
3)将pvc糊树脂加入搅拌釜中，在20～30℃混合1～5min；4)清理釜壁未搅拌充分的物料至釜中，在20～30℃继续搅拌1～5min；5)将搅拌釜抽真空至0.8～1mpa，并同时搅拌10～20min，至无明显气泡后，将物料放入模具中；6)将模具放置在平板热板上，加压至180～250kg，温度升至160～180℃后保温30～40min；而后降压，每3min降5～10mpa，同步降温，降至15～30℃，泄压后开模取出胚体；7)将胚体放入干烘箱中干发：30分钟升温至90℃，保持20分钟；20分钟升温至105℃，保持10分钟；10分钟升温至115℃，保持10分钟；10分钟升温至119℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；继续放入湿发烘箱中湿发：20分钟升温到94℃，保持60分钟；2分钟升温至99℃，保持一直至尺寸满足工艺要求后取出；8)将膨胀体放入65～75℃固化房，采用喷淋加热方式固化，固化5～10天；9)将原板热压整平，得到43～55kg/m3的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫。

技术总结
本发明属于聚氯乙烯泡沫技术领域，具体涉及一种低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫及其制备方法。本发明的低导热系数硬质交联聚氯乙烯泡沫的原料按重量份数计包括：聚氯乙烯28～48份，发泡剂2.5～7份，异氰酸酯28～52份，固化剂2～9份，表面活性剂0～3份，热稳定剂4～18份。本发明的干、湿发采用阶段升温，提高了胚体的各方向膨胀一致性和平整度；通过优化组分和提高了干湿发温度，不仅提高了原板的尺寸大小，使密度达标，在区间43～55Kg/m3，同时提高了原板的利用率；通过优化固化剂、发泡剂、热稳定剂等的组分比例，优化了泡孔尺寸，降低了导热系数的同时，大幅提高了力学性能。大幅提高了力学性能。大幅提高了力学性能。


技术研发人员：潘飞 张发腾 吴海宙 徐奕 赵胜侠 王健丞 张志远 吴承旭
受保护的技术使用者：常州天晟复合材料有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/21