聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法

从能耗考虑，ts 与大气温度 t0 越接近越好，但是，相应的其投资费用也越大。
反之，则能源又随投资费用的减少而大幅度的增加。 因此，保温保冷层表面温度应分别高于大气温度和露点温度。 同时，式中 a1 的值（外部传热系数）对保温的场合往往直接取 10，对保冷取 7。 例 1， 某冷库，库内最低温度为-20℃，夏季平均气温为 30℃，湿度为 85%，采用聚氨酯泡
E异 W醇 W水
E醇 9
式中：W 异为异氰酸酯用量
W 醇为多元醇用量
E 异为异氰酸酯当量 E 醇为多元醇当量
例，根据下列配方，计算异氰酸酯指数 R。
聚酯三元醇（分子量 3000）
400 份
水
11 份
匀泡剂
4份
二甲基乙醇胺
4份
TDI
150 份
TDI当量 174 87 2
聚酯当量 3000 1000 3
聚氨酯泡沫塑料的收率的计算：
(聚氨酯化合物）（A）
10（0 重量%）
（多元醇）（多异氰酸酯）（水）（CCL3F）（A）（B）
在实际计算中要分析损失物料：
⑴式中实际无损失，⑵式中 CO2 逸出，⑶式中 CCL3F 汽化，⑷式中 B 物质的挥发部分损失 。
于⑵式中 1 公斤克分子的水将损失 1 公斤克分子的 CO2 ,其损失量为 W 公斤。
分子量

56.1 官能度 1000 羟值
（56.1 为氢氧化钾的分子量）
例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为 50，求其分子量。
分子量 56.1 31000 3366 50
对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。
如二乙醇胺，其结构式如下： CH2CH2OH
HN <
CH2CH2OH
分子式中，N 原子量为 14，C 原子量为 12，O 原子量为 16，H 原子量为 1，则二乙醇胺分 子量为：14+4×12+2×16+11×1=105
tf： 管内介质温度，℃
ts： 保温层表面温度，℃
ta： 环境温度℃（对保温采用全年平均气温，对保冷、环境温度和相对温度采
用夏季平均值） X：保温层厚度，m
⑵ 外径大于 1000m/m 的设备和管道以及平面计算公式：
X （tf ts） aI（ts ta）
在实际计算中，保温层表面温度 ts 如何确定与各方面都有关系。
5. 异氰酸基百分含量 异氰酸基百分含量通常以 NCO%表示，对纯 TDI、MDI 来说，可通过分子式算出。
TDI的NCO% 42 2 48% 174
MDI的NCO% 42 2 33.6% 250
式中 42 为 NCO 的分子量 对预聚体及各种改性 TDI、MDI，则是通过化学分析方法测得。 有时异氰酸基含量也用胺当量表示，胺当量的定义为：在生成相应的脲时，1 克分子胺消耗 的异氰酸酯的克数。 胺当量和异氰酸酯百分含量的关系是：
56.11000 9
P
羟值
式中：W 总为所需异氰酸酯重用量
G 为异氰酸酯当量值
W 醇为配方中多元醇的总用量
W 水为配方中水的总用量
R 为异氰酸酯指数
P 为异氰酸酯纯度
对普通聚氨酯硬泡来说，指数 R 一般为 1.05，异氰酸酯的纯度由于生产厂家的不同而有所
变化，若不特别说明，在计算时，PAPI 的纯度通常认定为 90%。
式中：W —异氰酸酯用量 G —异氰酸酯当量值 g—多元醇当量值
TDI 的当量值为 87、MDI 的当量值为 125、PAPI 的当量值为 126~127。
多元醇当量值g 56.11000 羟值
则多元醇所需的异氰酸酯用量：
W醇
W
G
56.11000
羟值
式中：W 为异氰酸酯用量 W 醇为多元醇用量
56.11000 56.11000
0.9
500
770
= 905.6g 异氰酸酯用量的简单算法
在硬泡中，异氰酸酯通常采用 PAPI，则 G 为 126，R 一般选用 1.05，纯度 P 为 90%，则可
简化为：
W 总=W 醇×羟值×0.00263+16×W 水 例，根据下列配方计算 PAPI 的用量
50 80 100 120 140 160 180 ……
⑴ 外径小于或等于 1000m/m 的设备和管路的厚度计算公式：
DIIn
DI D0

2（tf ts） aI（ts ta）
X DI D0 2
ts = ta+A
a1 式中，D1：保温层外径，m
D0：保温层内径，m A： 散热量 Kcal/m2·h（规定值） λ：保温材料导热系数，Kcal/m·h·℃ a1：传热系数 Kcal/m2·h·℃
一般控制绝热层表面单位面积的热损失不大于规定值。
据国家计委节能局、国家经委能源局召开的全国供热系统节能座谈会提出的“供热系统节能
暂行规定”（讨论稿），对于保温管道与设备生产允许最大散热损失为：
管道及设备外
表面温度（℃）
50 100 150 200 250 300 350 ……
允许最大散热损失
（Kcal/m2·h）
水的用量
W
44
18
即
⑶式中损失的为 F 公斤。
则
F = 发泡剂 CCL3F 的全量
⑷式中损失的组份为 B 公斤。
则总损失量：W+F+B
以上收率用百分率表示：
使用原料的总计 （W F B）100% 使用原料的总计
例 以普通软泡制备过程为代表做的收率计算。
当发泡配方为：
聚醚（酯）多元醇
胺当量 4200 NCO%
6. 当量值和当量数
当量值是指每一个化合物分子中单位官能度所相应的分子量。
当量值

数均分子量 官能度
如聚氧化丙烯甘油醚的数均分子量为 3000，则其当量值
聚醚三元醇当量值 3000 1000 3
在聚醚或聚酯产品规格中，羟值是厂方提供的指标，因此，以羟值的数据直接计算当量值比
3. 羟基含量的重量百分率 在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以 OH%表示。 羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例，聚酯多元醇的 OH%为 5，求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 =相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。
从计算说明，按以上配方发泡，当使用原料一百公斤时则制得泡沫塑料为 90.5 公斤。
2. 异氰酸酯用量的计算 在聚氨酯泡沫配方中，异氰酸酯用量是根据配方中多元醇的质量指标、水的用量来计算的。 ⑴聚氨酯硬泡配方异氰酸酯用量的计算 异氰酸酯用量计算方法 每 100 克多元醇所需的异氰酸酯用量如下：
W G 100 g
聚醚多元醇（羟值 500mgKOH/g）
500g
403 聚醚（羟值 770mgKOH/g）
100g
匀泡剂
12g
三乙撑二胺
5g
水
3g
CFC-11
200g
PAPI
W 总=W 醇×羟值×0.00263+16×W 水
W 总=500×500×0.00263+100×770×0.00263+16×3
W 总=907g
ts=27.2+0.5℃或 27.2+1℃，代入：
X

（tf

ts）
0.022

20 27.7

0.06（5 米）
aI（ts ta） 7
27.7 30
如 ts 高于露点温度 1℃ ，则：
X

0.022
20 28.2

0.08（4 米）
7 28.2 30
所以，以上冷库的绝热层厚度应为 6.5 厘米以上。
隔热保温层厚度计算 聚氨酯泡沫塑料作为隔热保温材料已广泛用于冷库、油管、保温管道等。 正确地确定隔热层厚度将大大地节省原料，降低材料费用。 绝热工程包括保温和保冷两方面的内容。
经济厚度计算方法是一种最广泛使用的方法。
把绝热材料的投资和热冷损失的费用综合考虑后得出一种经济厚度，此时保温与保冷费用和
热损失费用之和为最小。
较方便。
当量值

56100 羟值
当量值 56100 羟值
TDI当量 分子量 174 87 官能度 2
当量 42.02 100 NCO%
7. 异氰酸酯指数
异氰酸酯指数表示聚氨酯配方中异氰酸酯过量的程度，通常用字母 R 表示。
W异
异氰酸酯指数（R）
异氰酸酯当量数 多元醇当量数

聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法
1. 官能度 官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。对聚醚或聚酯多 元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。
2. 羟值 在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。 从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。 在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即 羟值校正 = 羟值分析测得数据 + 酸值 羟值校正 = 羟值分析测得数据 - 碱值 对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。 但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。 严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。 例，聚酯多元醇测得羟值为 224.0，水份含量 0.01%，酸值 12，求聚酯羟值 羟值校正 = 224.0 + 1.0 + 12.0 = 257.0
沫作绝热材料，其厚度应为多少？
已知 tf = -20℃ ta= 30℃ λ=0.022 Kcal/m·h·℃ a1=7 Kcal/m2·h·℃