本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域和太陽能熱水器水箱保溫材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能熱水器水箱用保溫材料。
背景技術(shù)：
聚氨酯保溫材料是一種很重要的合成材料，具有優(yōu)異的物理機械性能和耐化學(xué)性能，尤其是導(dǎo)熱系數(shù)低，是一種優(yōu)質(zhì)的隔熱材料，廣泛應(yīng)用于冰箱、冷柜及汽車行業(yè)、建筑行業(yè)。在聚氨酯硬泡中，常用的發(fā)泡劑為氯氟烴（CFC）發(fā)泡劑，但是由于氯氟烴（CFC）發(fā)泡劑對大氣臭氧層有破壞作用，為了維護生態(tài)環(huán)境，國際公約已經(jīng)對其生產(chǎn)和使用做出了嚴(yán)格的限制和規(guī)定。因此，聚氨酯工業(yè)面臨的一個重要任務(wù)就是選擇CFC的代用品，減少和停止CFC的應(yīng)用。以零或低 ODP 值的發(fā)泡劑替代氯氟烴是聚氨酯泡沫塑料行業(yè)最重大的課題，促使泡沫塑料生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生重大變化。
在聚氨酯硬泡中，常用的CFC-11替代發(fā)泡劑主要有HCFC-141b為代表的 HCFC類發(fā)泡劑、以戊烷為代表的烴類發(fā)泡劑以及水發(fā)泡劑。以水作發(fā)泡劑，實際上是以水和異氰酸酯反應(yīng)生成的CO2氣體作發(fā)泡劑，因此水是最具吸引力的 CFC-11最終替代物。
現(xiàn)有技術(shù)中，有很多以水作為發(fā)泡劑的太陽能保溫材料，但全水發(fā)泡技術(shù)存在很多缺點，像泡沫絕熱性能不好，體系黏度太大，流動性不好，CO2擴散太快，泡沫尺寸穩(wěn)定性不好，制約著全水發(fā)泡技術(shù)的推廣應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種太陽能熱水器水箱用保溫材料，以解決現(xiàn)有太陽能熱水器水箱用保溫材料絕熱性能不好，體系黏度太大，流動性不好，泡沫尺寸穩(wěn)定性不好等問題。本發(fā)明的太陽能熱水器水箱用保溫材料制備過程工藝簡單，操作方便，且綠色環(huán)保，臭氧破壞效應(yīng)ODP值為零，無毒副作用，是一種性能優(yōu)異的環(huán)保保溫材料。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種太陽能熱水器水箱用保溫材料，以重量為單位，由以下原料制成：聚氨酯155-295份、聚醚85-175份、多元醇62-145份、蒙脫土16-28份、碳化硅纖維10-20份、膨脹珍珠巖8-15份、馬來酸酐接枝相容劑1-2份、磷石膏0.8-1.5份、丙烯酸型架橋劑0.8-1.5份、N，N-二甲基環(huán)己胺0.4-0.8份、聚合氯化鋁0.6-1.4份、炭化硅晶須0.6-1.2份、己二酸二辛酯0.6-1份、聚磷酸銨0.5-1.5分、肪酸類穩(wěn)定劑0.2-0.4份、苯乙烯0.2-0.4份、發(fā)泡劑2-4份、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑1-2份、抗氧化劑0.4-0.8份、穩(wěn)泡劑0.3-0.5份；
所述聚醚以重量為單位，由以下原料制成：乙烯基樹脂25-40份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯2-4份、環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑2-4份、過氧化二異丙苯1.5-3份、硅酮酰胺1-2份、三乙烯二胺·六水0.6-1份、二月桂酸二丁基錫0.5-0.8份、水1-3份；
所述多元醇的分子量為1000-1200，羥值為490mgKOH/g，25℃黏度為3600mPa·s；
所述蒙脫土為納米級蒙脫土；
所述碳化硅纖維的直徑為0.2-2.8μm，長度為0.4-1.8mm；
所述膨脹珍珠巖具有中空孔的結(jié)構(gòu)，其顆粒的直徑為0.1-9 nm；
所述磷石膏為安定劑；
所述N，N-二甲基環(huán)己胺為催化劑；
所述聚合氯化鋁為聚合劑；
所述炭化硅晶須為增韌劑；
所述己二酸二辛酯為增塑劑；
所述聚磷酸銨為阻燃劑；
所述苯乙烯為終止劑；
所述太陽能熱水器水箱用保溫材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：將聚氨酯、聚醚、多元醇混合，在溫度為160-200℃，轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌8-14min，制得混合物Ⅰ；
S2：在氮氣保護下，向步驟1制得的混合物Ⅰ中加入碳化硅纖維、馬來酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、N，N-二甲基環(huán)己胺、聚合氯化鋁、炭化硅晶須、己二酸二辛酯、發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)泡劑，在超聲波功率為100-300W，溫度為130-150℃，轉(zhuǎn)速為200-300r/min下攪拌3-4h，制得混合物Ⅱ；
S3：向步驟2制得的混合物Ⅱ中加入蒙脫土、膨脹珍珠巖、抗氧化劑、聚磷酸銨、肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯，在溫度為110-120℃，轉(zhuǎn)速為100-200r/min下攪拌0.6-0.8h，制得混合物Ⅲ；
S4：將步驟3制得的混合物Ⅲ放入模具內(nèi)成型，制得太陽能熱水器水箱用保溫材料。
進一步地，所述發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺。
進一步地，所述發(fā)泡調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑。
進一步地，所述抗氧化劑為抗氧劑1010。
進一步地，所述穩(wěn)泡劑為硅酮酰胺。
進一步地，所述碳化硅纖維的直徑為1.5-2.8μm，長度為1-1.8mm。
進一步地，所述膨脹珍珠巖的直徑為5-9 nm。
本發(fā)明具有以下有益效果：
（1）本發(fā)明的太陽能熱水器水箱用保溫材料制備過程工藝簡單，操作方便，且綠色環(huán)保，臭氧破壞效應(yīng)ODP值為零，無毒副作用；
（2）本發(fā)明制得的太陽能熱水器水箱用保溫材料的加工工藝性能良好，在發(fā)泡后水箱在靜置過程中無外脫，孔口外觀良好，經(jīng)冷凍后水箱無外脫，無料裂、塌泡現(xiàn)象。在常溫、高溫100℃、低溫零下25℃時無收縮、變形、膨脹等現(xiàn)象，尺寸穩(wěn)定性較高，另外其壓縮強度高，脆性小，導(dǎo)熱系數(shù)低，是一種性能優(yōu)異的保溫材料；
（3）本發(fā)明的生產(chǎn)方法簡單，原料儲存安全，避免原料搬運以及原料揮發(fā)、消散等，可實現(xiàn)自動化連續(xù)生產(chǎn)。
具體實施方式
為便于更好地理解本發(fā)明，通過以下實施例加以說明，這些實施例屬于本發(fā)明的保護范圍，但不限制本發(fā)明的保護范圍。
在實施例中，所述太陽能熱水器水箱用保溫材料，以重量為單位，由以下原料制成：聚氨酯155-295份、聚醚85-175份、多元醇62-145份、蒙脫土16-28份、碳化硅纖維10-20份、膨脹珍珠巖8-15份、馬來酸酐接枝相容劑1-2份、磷石膏0.8-1.5份、丙烯酸型架橋劑0.8-1.5份、N，N-二甲基環(huán)己胺0.4-0.8份、聚合氯化鋁0.6-1.4份、炭化硅晶須0.6-1.2份、己二酸二辛酯0.6-1份、聚磷酸銨0.5-1.5分、肪酸類穩(wěn)定劑0.2-0.4份、苯乙烯0.2-0.4份、偶氮二甲酰胺2-4份、丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑1-2份、抗氧化劑（抗氧劑1010）0.4-0.8份、硅酮酰胺0.3-0.5份；
所述聚醚以重量為單位，由以下原料制成：乙烯基樹脂 25-40份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯2-4份、環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑2-4份、過氧化二異丙苯1.5-3份、硅酮酰胺1-2份、三乙烯二胺·六水0.6-1份、二月桂酸二丁基錫0.5-0.8份、水1-3份；
所述多元醇的分子量為1000-1200，羥值為490mgKOH/g，25℃黏度為3600mPa·s；
所述蒙脫土為納米級蒙脫土；
所述碳化硅纖維的直徑為0.2-2.8μm，長度為0.4-1.8mm；
所述膨脹珍珠巖具有中空孔的結(jié)構(gòu)，其顆粒的直徑為0.1-9 nm；
所述太陽能熱水器水箱用保溫材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：將聚氨酯、聚醚、多元醇混合，在溫度為160-200℃，轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌8-14min，制得混合物Ⅰ；
S2：在氮氣保護下，向步驟1 制得的混合物Ⅰ中加入碳化硅纖維、馬來酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、N，N-二甲基環(huán)己胺、聚合氯化鋁、炭化硅晶須、己二酸二辛酯、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、硅酮酰胺，在超聲波功率為100-300W，溫度為130-150℃，轉(zhuǎn)速為200-300r/min下攪拌3-4h，制得混合物Ⅱ；
S3：向步驟2 制得的混合物Ⅱ中加入蒙脫土、膨脹珍珠巖、抗氧劑1010、聚磷酸銨、肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯，在溫度為110-120℃，轉(zhuǎn)速為100-200r/min下攪拌0.6-0.8h，制得混合物Ⅲ；
S4：將步驟3制得的混合物Ⅲ放入模具內(nèi)成型，制得太陽能熱水器水箱用保溫材料。
實施例1
一種太陽能熱水器水箱用保溫材料，以重量為單位，由以下原料制成：聚氨酯225份、聚醚130份、多元醇100份、蒙脫土22份、碳化硅纖維15份、膨脹珍珠巖12份、馬來酸酐接枝相容劑1.5份、磷石膏1.2份、丙烯酸型架橋劑1.2份、N，N-二甲基環(huán)己胺0.6份、聚合氯化鋁1份、炭化硅晶須0.9份、己二酸二辛酯0.8份、聚磷酸銨1分、肪酸類穩(wěn)定劑0.3份、苯乙烯0.3份、偶氮二甲酰胺3份、丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑1.5份、抗氧化劑（抗氧劑1010）0.6份、硅酮酰胺0.4份；
所述聚醚以重量為單位，由以下原料制成：乙烯基樹脂32份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯3份、環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑3份、過氧化二異丙苯2.3份、硅酮酰胺1.5份、三乙烯二胺·六水0.8份、二月桂酸二丁基錫0.7份、水2份；
所述多元醇的分子量為1000-1200，羥值為490mgKOH/g，25℃黏度為3600mPa·s；
所述蒙脫土為納米級蒙脫土；
所述碳化硅纖維的直徑為0.2-1.5μm，長度為0.4-1mm；
所述膨脹珍珠巖具有中空孔的結(jié)構(gòu)，其顆粒的直徑為0.1-5 nm；
所述太陽能熱水器水箱用保溫材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：將聚氨酯、聚醚、多元醇混合，在溫度為180℃，轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌12min，制得混合物Ⅰ；
S2：在氮氣保護下，向步驟1制得的混合物Ⅰ中加入碳化硅纖維、馬來酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、N，N-二甲基環(huán)己胺、聚合氯化鋁、炭化硅晶須、己二酸二辛酯、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、硅酮酰胺，在超聲波功率為200W，溫度為140℃，轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌3.5h，制得混合物Ⅱ；
S3：向步驟2制得的混合物Ⅱ中加入蒙脫土、膨脹珍珠巖、抗氧劑1010、聚磷酸銨、肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯，在溫度為115℃，轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌0.7h，制得混合物Ⅲ；
S4：將步驟3制得的混合物Ⅲ放入模具內(nèi)成型，制得太陽能熱水器水箱用保溫材料。
實施例2
一種太陽能熱水器水箱用保溫材料，以重量為單位，由以下原料制成：聚氨酯155份、聚醚85份、多元醇62份、蒙脫土16份、碳化硅纖維10份、膨脹珍珠巖8份、馬來酸酐接枝相容劑1份、磷石膏0.8份、丙烯酸型架橋劑0.8份、N，N-二甲基環(huán)己胺0.4份、聚合氯化鋁0.6份、炭化硅晶須0.6份、己二酸二辛酯0.6份、聚磷酸銨0.5分、肪酸類穩(wěn)定劑0.2份、苯乙烯0.2份、偶氮二甲酰胺2份、丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑1份、抗氧化劑（抗氧劑1010）0.4份、硅酮酰胺0.3份；
所述聚醚以重量為單位，由以下原料制成：乙烯基樹脂25份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯2份、環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑2份、過氧化二異丙苯1.5份、硅酮酰胺1份、三乙烯二胺·六水0.6份、二月桂酸二丁基錫0.5份、水1份；
所述多元醇的分子量為1000-1200，羥值為490mgKOH/g，25℃黏度為3600mPa·s；
所述蒙脫土為納米級蒙脫土；
所述碳化硅纖維的直徑為1.5-2.8μm，長度為1-1.8mm；
所述膨脹珍珠巖具有中空孔的結(jié)構(gòu)，其顆粒的直徑為5-9 nm；
所述太陽能熱水器水箱用保溫材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：將聚氨酯、聚醚、多元醇混合，在溫度為160℃，轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌14min，制得混合物Ⅰ；
S2：在氮氣保護下，向步驟1 制得的混合物Ⅰ中加入碳化硅纖維、馬來酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、N，N-二甲基環(huán)己胺、聚合氯化鋁、炭化硅晶須、己二酸二辛酯、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、硅酮酰胺，在超聲波功率為100W，溫度為130℃，轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌4h，制得混合物Ⅱ；
S3：向步驟2 制得的混合物Ⅱ中加入蒙脫土、膨脹珍珠巖、抗氧劑1010、聚磷酸銨、肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯，在溫度為110℃，轉(zhuǎn)速為100r/min下攪拌0.8h，制得混合物Ⅲ；
S4：將步驟3制得的混合物Ⅲ放入模具內(nèi)成型，制得太陽能熱水器水箱用保溫材料。
實施例3
一種太陽能熱水器水箱用保溫材料，以重量為單位，由以下原料制成：聚氨酯295份、聚醚175份、多元醇145份、蒙脫土28份、碳化硅纖維20份、膨脹珍珠巖15份、馬來酸酐接枝相容劑2份、磷石膏1.5份、丙烯酸型架橋劑1.5份、N，N-二甲基環(huán)己胺0.8份、聚合氯化鋁1.4份、炭化硅晶須1.2份、己二酸二辛酯1份、聚磷酸銨1.5分、肪酸類穩(wěn)定劑0.4份、苯乙烯0.4份、偶氮二甲酰胺4份、丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑2份、抗氧化劑（抗氧劑1010）0.8份、硅酮酰胺0.5份；
所述聚醚以重量為單位，由以下原料制成：乙烯基樹脂40份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯4份、環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑4份、過氧化二異丙苯3份、硅酮酰胺2份、三乙烯二胺·六水1份、二月桂酸二丁基錫0.8份、水3份；
所述多元醇的分子量為1000-1200，羥值為490mgKOH/g，25℃黏度為3600mPa·s；
所述蒙脫土為納米級蒙脫土；
所述碳化硅纖維的直徑為1-2μm，長度為0.6-1.2mm；
所述膨脹珍珠巖具有中空孔的結(jié)構(gòu)，其顆粒的直徑為3-6 nm；
所述太陽能熱水器水箱用保溫材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：將聚氨酯、聚醚、多元醇混合，在溫度為200℃，轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌8min，制得混合物Ⅰ；
S2：在氮氣保護下，向步驟1 制得的混合物Ⅰ中加入碳化硅纖維、馬來酸酐接枝相容劑、磷石膏、丙烯酸型架橋劑、N，N-二甲基環(huán)己胺、聚合氯化鋁、炭化硅晶須、己二酸二辛酯、偶氮二甲酰胺、丙烯酸酯類發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、硅酮酰胺，在超聲波功率為300W，溫度為150℃，轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌3h，制得混合物Ⅱ；
S3：向步驟2 制得的混合物Ⅱ中加入蒙脫土、膨脹珍珠巖、抗氧劑1010、聚磷酸銨、肪酸類穩(wěn)定劑、苯乙烯，在溫度為120℃，轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌0.6h，制得混合物Ⅲ；
S4：將步驟3制得的混合物Ⅲ放入模具內(nèi)成型，制得太陽能熱水器水箱用保溫材料。
對實施例1-3制得太陽能熱水器水箱用保溫材料進行性能測試，結(jié)果如下表所示。
從上表結(jié)果可以看出，本發(fā)明制得的太陽能熱水器水箱用保溫材料的加工工藝性能良好，在發(fā)泡后水箱在靜置過程中無外脫，孔口外觀良好，經(jīng)冷凍后水箱無外脫，無料裂、塌泡現(xiàn)象。在常溫、高溫100℃、低溫零下25℃時無收縮、變形、膨脹等現(xiàn)象，尺寸穩(wěn)定性較高，另外其壓縮強度高，脆性小，導(dǎo)熱系數(shù)低，是一種性能優(yōu)異的保溫材料。
以上內(nèi)容不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。