保温用泡沫聚氨酯生产原理与工艺的研究进展

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聚氨酯泡沫生产工艺

聚氨酯泡沫生产工艺

聚氨酯泡沫生产工艺
聚氨酯泡沫是一种常见的绝缘材料和填充材料,具有轻质、隔音、隔热、耐用等特点。

其生产工艺主要包括原料准备、反应混合、发泡、硬化和加工等环节。

首先,原料准备是聚氨酯泡沫生产的第一步。

常见的原料包括多元醇、异氰酸酯、发泡剂、催化剂、表面活性剂等。

这些原料需要按照一定比例进行配比,并且需要保证其质量和纯度。

接下来,原料进行反应混合。

首先将多元醇与异氰酸酯进行混合,形成聚合反应。

催化剂和表面活性剂的添加可以促进反应的进行,并提高聚氨酯泡沫的物理性能。

然后,将反应混合物进行发泡。

在混合过程中加入发泡剂,通过空气的释放形成气泡,使混合物膨胀成泡沫状。

发泡剂的添加量和质量直接影响到泡沫的发泡性能和质量。

发泡完成后,泡沫需要经过硬化。

这个过程需要一定的时间,以便让泡沫中的化学反应充分进行,使泡沫能够形成坚固的结构。

硬化时间一般需要几小时到几天不等,具体时间取决于泡沫的厚度和环境温度。

最后,经过硬化的聚氨酯泡沫可以进行加工和成型。

泡沫可以根据需要进行切割、打磨、抛光等加工,以适应不同的使用需求。

此外,聚氨酯泡沫还可以进行表面处理,如涂覆、印刷等,以提高其外观和使用性能。

综上所述,聚氨酯泡沫生产工艺涉及原料准备、反应混合、发泡、硬化和加工等多个环节。

合理控制每个环节的操作和参数,可以生产出质量优良的聚氨酯泡沫产品。

热塑性聚氨酯发泡材料的研究及应用探讨

热塑性聚氨酯发泡材料的研究及应用探讨

热塑性聚氨酯发泡材料的研究及应用探讨一、引言热塑性聚氨酯泡沫(TPU)是一种新型材料,广泛应用于各种领域,如汽车、建筑、家居等。

与传统的聚氨酯泡沫相比,TPU具有更好的物理性能、化学稳定性和生态可持续性。

本文介绍了TPU的制备方法、特性、应用领域及未来发展方向。

二、热塑性聚氨酯泡沫的制备方法TPU是通过聚合物化学方法制备而成的,是聚氨酯的一种。

主要由两种官能团组成:脂肪族二元醇(如1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇)和脂肪族二元异氰酸酯(如MDI、TDI等)。

聚合前,脂肪族二元醇与脂肪族二元异氰酸酯通过反应制备出聚氨酯,再通过加入放气剂,将聚氨酯发泡成TPU泡沫材料。

三、热塑性聚氨酯泡沫的特性1.良好的物理性能:TPU泡沫材料具有良好的力学性能,如高弹性、高强度、耐磨损、耐低温等。

2.优异的化学稳定性:由于TPU的强大的分子链结构,它具有优异的耐腐蚀性和耐热性。

热塑性聚氨酯泡沫材料能在高温下保持较好的物理性能。

3.生态可持续性强:TPU是一种环保材料,与传统的聚氨酯泡沫相比,它减少了对环境的污染。

四、热塑性聚氨酯泡沫的应用领域1.汽车领域:TPU泡沫材料可用于汽车座椅、车顶、门板等部位,以减轻汽车质量,提高汽车燃油经济性。

2.建筑领域:TPU泡沫材料可用于墙体保温、屋顶保温、地板防水等。

3.包装领域:TPU泡沫材料可用于电子产品包装、精密仪器包装和航空器械包装等。

五、热塑性聚氨酯泡沫的未来发展目前,热塑性聚氨酯泡沫的发展已经取得了显著的进展。

未来,TPU将进一步发展与应用。

其中包括以下方面:1.TPU泡沫材料的可再生性:由于TPU泡沫材料的生态可持续性强,未来将研究TPU泡沫材料可再生性,以减少原材料的消耗。

2.TPU泡沫材料的附加功能:TPU泡沫材料将加入新的附加功能,如发光、耐放射性、耐电磁辐射等。

3.TPU泡沫材料的结构改性:将改进TPU泡沫材料的结构,以提高其力学性能、化学性能和耐温性能。

聚氨酯发泡工艺详解

聚氨酯发泡工艺详解

聚氨酯发泡工艺的研究一、发泡聚氨酯的优点发泡聚氨酯由双组分组成,甲组分为多元醇,乙组分为异氰酸酯,施工时两组分进入喷涂机械中混合喷出,呈雾状,一分钟发泡凝固成型。

这种材料近几年才引进,用于建筑保温防水经过二、三年的使用,有较多的了解,优点很多,使用范围很广。

1.保温性能好。

导热系数0. 025左右,比聚苯板还好,是目前建筑保温较好的材料。

2.防水性能好。

泡沫孔是封闭的,封闭率达95% ,雨水不会从孔间渗过去。

3.因现场喷涂,形成整体防水层,没有接缝,任何高分子卷材所不及,减少维修工作量。

4.粘结性能好。

能够和木材、金属、砖石、玻璃等材料粘结得非常牢固,不怕大风揭起。

5.用于新作屋面或旧屋面维修都很适宜特别是旧屋面返修,不必铲除原有的防水层和保温层,只需清除表面的灰、砂杂物,即可喷涂。

6.施工简便速度快。

每日每工可喷200多平米,有利于抢进度。

7.收头构造简单。

喷涂发泡聚氨酯收头,不用特别处理,大为简化。

如使用卷材,在女儿墙处,需留凹槽,收头在凹槽内;若不能留凹槽,需用扁铁封钉收头,还要涂嵌缝膏。

8.经济效益好。

如果把保温层和防水层分开,不仅造价高,而且工期长,而发泡聚氨酯一次成活。

9.耐老化好。

据国外已用工程总结和研究测试获知,耐老化年限可达30年之久。

二、发泡聚氨酯的应用1.平屋面防水保温不上人屋面加喷一道彩色涂料,作为保护层;上人屋面,在上坐浆铺面砖。

2.瓦顶坡屋面将发泡聚氨酯喷在望板下沿,瓦块座浆在望板上,不会发生滑动。

3.墙体保温发泡聚氨酯用作墙体保温更具优越性装。

配式大墙板,喷在板肋间,粘结好又严密。

如用空心砌块,可将发泡聚氨酯喷在孔洞内,塞充饱满冻库的墙壁,喷涂尤佳。

目前墙体改革很关键的是保温技术,发泡聚氨酯可以大展宏图。

4.地下室外墙保温防水,是发泡聚氨酯大显身手的部位,既能保温、防水,又省去其他保护层,一举二得。

三、发泡聚氨酯的缺点虽然发泡聚氨酯有如此多的优越性,但也不是万能的,存在短处和不适宜之处。

聚氨酯发泡的原理

聚氨酯发泡的原理

聚氨酯发泡的原理聚氨酯发泡的原理、工艺其中的黑料和白料各是什么?发泡力量怎样计算温度在发泡成型过程中,原料温度与环境温度的高低及恒定与否直接影响太阳能热水器质量,环境温度以20-30℃为宜。

原料温度可控制在20-30℃范围或稍高一些。

温度较低时,发泡反应进行缓慢,泡沫因化时间长。

温度高,则发泡反应进行快,泡沫因化时间短。

温度过高或过低,都不易得到高质量的产品。

模具黑料与白料的反应是一个放热反应,放出的热量使发泡济(例如F-11、141B)汽化而形成泡沫。

模具温度的高低直接影响反应热移走的速度。

模具温度低,反应热移走快,发泡倍数小,制品密度大,表皮厚。

模具温度控制40-45℃。

在实际生产过程中,应根据需要选择合适的温度,并尽量予以恒定。

为了保证聚氨酯发泡反应的充分进行,发泡前应将外壳、内胆、模具作预热处理。

如何保持箱体尺寸、外观形状不变形,历来是个受人关注的问题,模具是一个很重要的因素,聚氨酯硬泡发泡原理是:反应热使发泡剂汽化,发泡体系体积膨胀。

这种膨胀作用将导致泡沫体系的内压升高。

聚氨酯在发泡过程中产生的压力为0.5-0.1kg/cm2,箱体在承受发泡压力时,易发生变形,这需要有内外模具来承载压力,模具应具备足够的强度。

根据太阳能热水器构造的这际情况,可用内胆充气使内胆承载一定的压力。

发泡设备:聚氨酯发泡时,黑料和白料在发泡机混合室内停留的时间是很短的,一般几分之一至仅几秒,混合效率是一个很重要的因素。

黑料和白料混合均匀,泡沫的泡孔细腻、均匀、保温效果好。

为了确保混合效果,聚氨酯发泡时应使用高压发泡机......环戊烷体系环戊烷体系环戊烷体系环戊烷体系硬质聚氨酯发泡工艺技术硬质聚氨酯发泡工艺技术硬质聚氨酯发泡工艺技术硬质聚氨酯发泡工艺技术编制单位编制单位编制单位编制单位::::技术工艺部技术工艺部技术工艺部技术工艺部编编编编制制制制::::审审审审核核核核::::批批批批准准准准::::股份有限公司股份有限公司股份有限公司股份有限公司2009年年年年12月月月月目录聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料1、、、、黑料黑料黑料黑料2、、、、白料白料白料白料3、、、、发泡剂发泡剂发泡剂发泡剂二二二二、、、、发泡工艺原理发泡工艺原理发泡工艺原理发泡工艺原理三三三三、、、、环戊烷发泡工艺参数的控制环戊烷发泡工艺参数的控制环戊烷发泡工艺参数的控制环戊烷发泡工艺参数的控制四四四四、、、、反应速度反应速度反应速度反应速度参数参数参数参数五五五五、、、、聚氨酯泡沫性聚氨酯泡沫性聚氨酯泡沫性聚氨酯泡沫性能要求能要求能要求能要求六六六六、、、、发泡工艺控制要环戊烷体系环戊烷体系环戊烷体系环戊烷体系硬质硬质硬质硬质聚氨酯发泡工艺聚氨酯发泡工艺聚氨酯发泡工艺聚氨酯发泡工艺技术技术技术技术一一一一、、、、聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料聚氨酯生产原料聚氨酯生产主要原料有:黑料、白料、发泡剂。

《聚氨酯的发泡工艺》(论文)

《聚氨酯的发泡工艺》(论文)

聚氨酯的发泡工艺摘要:聚氨酯泡沫制品,是近年新开发的一种高分子合成的新型节能材料,它具有施工方便、快捷、现场损耗小、使用安全、性能稳定、阻燃性好,符合环保要求.分为软质、硬质、半硬质泡沫三大类别。

其中硬质聚氨酯泡沫材料,广泛用于家电保温(冰箱、冷柜、热水器、太阳能热水器、热泵热水器、啤酒保鲜桶、保温箱)、设备保温(供热管道、原油化工管道、罐体、冷藏运输)、建筑节能(外墙保温、屋面防水保温、冷库、建筑板材、防盗门/车库门、卷帘门)等隔热保温领域以及包装、装修装饰关键词:聚氨酯发泡保温Abstract:Polyurethame foam is the best performance of the foam insulation ,due to exceuent performance in the insulation field,there is a vast market.This article discusses the ccomponent polyurethame foam,foamcraftand foaming process control ,polyarethane and polyurethane foam molding equipment introduction of insulation in the wall.Keywords:Polyurethame Foam Insulathon1引言聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。

聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲 ,脲基甲酸酯等基团。

主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物。

英文缩写PU。

由于含强极性的氨基甲酸酯基,不溶于非极性基团,具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。

用不同原料可制得适应较宽温度范围(-50~150℃)的材料,包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。

聚氨酯保温板 生产工艺

聚氨酯保温板 生产工艺

聚氨酯保温板生产工艺聚氨酯保温板是一种采用聚氨酯材料制成的保温材料,广泛应用于建筑领域。

下面介绍聚氨酯保温板的生产工艺。

聚氨酯保温板的生产工艺主要包括以下几个步骤:原材料准备、反应体制调配、膨胀分离、板材出模、修整整形、测量质检和包装等。

首先,进行原材料准备。

聚氨酯保温板的制备需要使用聚醋酸酯、聚醚多元醇、气体发生剂等原材料。

这些原材料需要经过质检,确保质量合格,才能进行后续生产。

接下来,进行反应体制调配。

按照一定的配比将聚醋酸酯和聚醚多元醇混合,并加入适量的气体发生剂和助剂进行搅拌混合,形成反应体制。

然后,进行膨胀分离。

将调配好的反应体制倒入模具中,通过加热反应使其膨胀,形成泡沫状结构。

在膨胀过程中,气体发生剂逐渐释放出气体,促使反应体制膨胀。

接着,进行板材出模。

待膨胀分离完成后,将模具取出,得到初步成型的聚氨酯泡沫板材。

这些板材通常会有一定的尺寸偏差,还需要进行修整整形。

然后,进行修整整形。

板材经过修整整形,去除边缘多余的泡沫,并修整表面。

同时,还可以根据需要进行切割,将板材切成所需的尺寸和形状。

之后,进行测量质检。

对修整整形后的板材进行测量,检验其尺寸、密度和平整度等质量指标。

确保产品符合标准要求,达到使用要求。

最后,进行包装。

将合格的聚氨酯保温板进行包装,通常采用防潮、防水、防压等包装方式。

保温板在运输和储存过程中需要保持干燥、无污染的环境。

综上所述,聚氨酯保温板的生产工艺包括原材料准备、反应体制调配、膨胀分离、板材出模、修整整形、测量质检和包装等步骤。

这些步骤相互配合,确保了聚氨酯保温板的质量和性能。

聚氨酯发泡生产工艺

聚氨酯发泡生产工艺

聚氨酯发泡生产工艺
聚氨酯发泡是一种广泛应用于建筑、汽车、航空航天、电子、家具等行业的发泡材料,其生产工艺大致可分为原材料准备、混合反应、模具注射和固化四个步骤。

首先,进行原材料准备。

聚氨酯发泡生产所需的原材料主要有聚醚、聚酯、催化剂、气体发生剂等。

这些原材料需要严格按照配比准备,并且保持干燥和洁净。

其次,进行混合反应。

将事先准备好的聚醚、聚酯等原材料加入混合机中进行搅拌和混合。

加入的催化剂和气体发生剂可以控制发泡材料的反应速度和发泡性能。

然后,进行模具注射。

混合反应后的聚氨酯液体会在模具中注射,模具形状可以根据产品的要求进行设计和制造。

模具中的空腔会被聚氨酯液体填充,同时发生泡沫扩张,形成发泡材料的形状。

最后,进行固化。

注射完成后,发泡材料需要在模具中进行固化。

根据产品的要求,可以通过加热、冷却等方式对发泡材料进行固化,使其达到所需的硬度和强度。

在整个聚氨酯发泡的生产过程中,需要注意一些关键环节。

首先,原材料的选择和准备非常重要,不同的原材料和配比会对产品的质量产生影响。

其次,混合反应的时间和温度需要控制好,以保证反应的充分和均匀。

注射过程中,模具的设计和制造也需要精确,以确保产品形状的准确性和一致性。

最后,固
化的温度和时间也需要根据产品的要求进行调整,以获得最佳的固化效果。

总之,聚氨酯发泡生产工艺需要进行原材料准备、混合反应、模具注射和固化等步骤。

通过严格控制每个环节,可以获得高质量的发泡产品。

聚氨酯保温原理

聚氨酯保温原理

聚氨酯保温原理
聚氨酯保温原理是指利用聚氨酯材料的优良特性实现保温效果的一种方法。

聚氨酯是一种高分子化合物,具有良好的保温性能和隔热性能。

首先,聚氨酯材料具有较低的热导率,能够有效地减少热量的传导。

其材料结构中含有大量的气孔和空隙,这些空隙可以阻碍热量的传导,从而达到保温的效果。

其次,聚氨酯材料具有较高的抗风性能,能够有效地减少热量的对流传输。

材料表面平整,密实性好,不易受到风的侵扰,从而减少了热量的损失。

另外,聚氨酯材料还具有良好的吸热性能,能够吸收摄入的热量,起到保温的效果。

其材料结构中的气孔和空隙可以吸收热量,形成温暖的氛围。

总结起来,聚氨酯保温原理主要是通过降低热传导、减少热对流和吸热的方式来实现保温效果。

这种原理不仅可以应用于建筑物的保温,还可以应用于容器、设备和管道等领域,有效地提高能源利用效率,降低能源消耗。

聚氨酯发泡材料的制备与性能研究

聚氨酯发泡材料的制备与性能研究

聚氨酯发泡材料的制备与性能研究聚氨酯发泡材料是一种常用于各种领域的高分子材料,具有轻质、保温、隔热等特点,广泛应用于建筑、航空航天、交通运输、家用电器、电子仪器等行业。

本文将对聚氨酯发泡材料的制备方法、材料性能及应用进行综合分析。

一、制备方法聚氨酯发泡材料的主要原料为聚醋酸酯(Polyol)、异氰酸酯(Isocyanate)及发泡剂等。

其中聚醋酸酯和异氰酸酯的比例是决定聚氨酯发泡材料性能的重要因素,不同比例将导致不同的硬度和密度。

具体制备方法如下:1. 聚醋酸酯的制备聚醋酸酯是聚氨酯发泡材料的主要原料,制备方法有两种:化学加成法和缩聚法。

其中,化学加成法是指将聚醚和聚酯等具有羟基的低分子量聚合物与二异氰酸酯反应,生成聚氨酯骨架的方法。

2. 确定适宜的聚醋酸酯与异氰酸酯比例在聚醋酸酯制备完成后,需要与异氰酸酯混合并加入配合合适比例的发泡剂。

在确定聚醋酸酯与异氰酸酯的比例时,需要考虑到所需制品的性质和用途,不同比例的聚氨酯发泡材料硬度和密度不同,性质也不同。

3. 加入发泡剂在混合聚醋酸酯和异氰酸酯后,需要加入发泡剂。

发泡剂是决定材料密度和孔隙率的重要因素,发泡剂的种类和用量将直接影响得到的聚氨酯发泡材料的性能。

4. 模具成型在混合好聚醋酸酯、异氰酸酯和发泡剂后,需要将其倒入模具中,进行成型。

在成型过程中,需要控制好加压和脱模的时间,确保获得良好的成品。

二、材料性能聚氨酯发泡材料具有以下特点:1. 权威部门测试证明,聚氨酯发泡材料的热传递系数较低,保温隔热性能优越。

2. 聚氨酯发泡材料具有良好的耐腐蚀和抗老化性能,具有较强的耐用性。

3. 聚氨酯发泡材料具有良好的耐磨性和韧性,可以有效防止机械磨损,具有良好的力学性能。

4. 聚氨酯发泡材料具有较好的绝缘性能,可以有效保护电气设备。

5. 聚氨酯发泡材料具有优良的粘结性能和可塑性,适用于各种形状和结构的建筑、车辆和电子产品。

三、应用领域聚氨酯发泡材料的应用领域广泛,包括建筑、交通运输、电子、家用电器等行业。

毕业设计(论文)-聚氨酯发泡工艺及在外墙保温工程应用现状及分析

毕业设计(论文)-聚氨酯发泡工艺及在外墙保温工程应用现状及分析

摘要聚氨酯泡沫是目前保温性能最好的泡沫塑料,由于优良的性能将在保温领域有广阔的市场。

本文主要阐述聚氨酯泡沫的组分、发泡工艺和发泡工艺控制、聚氨酯的成型设备介绍以及聚氨酯泡沫在墙体保温中的应用关键词:聚氨酯发泡保温IAbstractPolyurethane foam is the best performance of the foam insulation, due to excellent performance in the insulation field, there is a vast market. This article discusses the component polyurethane foam, foam craft and foaming process control, polyurethane and polyurethane foam molding equipment introduction of insulation in the wallKeywords: Polyurethane Foam InsulationII北化航天工业学院毕业论文目录摘要 (I)Abstract..............................................................................................................I I 第一章绪论 (1)1.1建筑节能的必要性与形势 (1)1.2常见外墙保温体系 (1)1.2.1浆料类外墙外保温体系 (1)1.2.3聚氨酯(PU)硬泡外墙外保温系统 (2)1.2.4各种复合外墙外保温系统 (3)1.3聚氨酯的现状及发展 (4)1.4研究意义 (5)第二章聚氨酯成型工艺及设备 (7)2.1原料 (7)2.2发泡原理 (8)2.3发泡成型方法 (9)2.3.1一步法发泡工艺 (9)2.3.2 两步法发泡工艺 (12)2.4常用成型设备介绍 (14)2.4.1设备概述 (14)2.4.2聚氨酯高压发泡机结构、工作原理及特点 (15)2.5喷涂成型 (17)2.5.1喷涂成型概述 (17)2.5.1 配方及性能 (17)2.5.3喷涂发泡方法 (18)2.5.4喷涂成型设备及改进 (21)第三章聚氨酯外墙保温工程具体应用现状及分析 (24)3.1应用进展 (24)3.2具体应用及分析 (24)3.3存在的问题 (25)3.4聚氮酯外墙保温未来发展设想 (26)第四章总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)北化航天工业学院毕业论文第一章绪论1.1建筑节能的必要性与形势建筑节能是指在建筑物的设计、建造和使用过程中,执行建筑节能的标准和政策,使用节能型的建材、器具和产品,提高建筑物的保温隔热性能和气密性能,提高暖通、空调系统的运行效率,以减少能源消耗。

聚氨酯泡沫材料研究进展

聚氨酯泡沫材料研究进展

聚氨酯泡沫材料研究进展作者:刘斌来源:《中国化工贸易·中旬刊》2018年第10期摘要:聚氨酯泡沫材料是聚氨酯发展的主要品种,分为软质和硬质两种类型。

因其性能优异,用途广泛,又是一种可再生的化工用剂,国内外很多科学家对其研究也越来越深入,其应用也越来越广泛。

本文主要是针对其概述、应用、研究进展、发展前景的展望等方面进行探讨总结。

关键词:聚氨酯泡沫;研究进展1 聚氨酯泡沫材料的概述及应用1.1 聚氨酯泡沫材料的概述二十世纪中期,聚氨酯泡沫材料由德国科学家发明研制出来,主要以多元醇的方法来研究使用。

后来又经多国创新研究,并由美国科学家提出了较为实用的创新方法以环氧丙烷代替了以前的传统方法,不仅使得聚氨酯泡沫材料的生产成本显著降低,使得聚氨酯泡沫材料得到迅速发展,引起更多厂家加大对聚氨酯泡沫材料的投入生产,获得更多方面的应用。

1.2 聚氨酯泡沫材料的应用聚氨酯泡沫材料由材质可以分为硬质泡沫材料与软质泡沫材料,软质泡沫材料相较于硬质材料应用更为广泛。

软质泡沫材料又可以分为块状软质与模塑软质材料。

块状软质泡沫材料主要应用于垫材,复合型的面料,家具,箱包与服饰及鞋帽的衬里材料等;模塑软质泡沫材料主要应用在运动器材,汽车坐垫,靠背头枕等。

硬质聚氨酯泡沫材料虽然在应用方面没有软质广泛,但在建筑行业,冰箱,冷藏运输车道等应用较为广泛。

2 聚氨酯泡沫材料的研究进展2.1 对聚氨酯泡沫材料研制原料的研究进展聚氨酯泡沫材料的研究进展主要是对这种材料的制备的主要使用原料的发展,下面用结构流程图来展示这一方面的发展,再对具体的研究进行说明。

对于原料发泡剂最先应用的水系发泡剂,这种发泡剂的主要原料是水。

制备工艺简单,可操作性强,对设备的要求较低,从以上方面看来,水系发泡剂具有较好的应用性能,但在实际应用中制作出来的泡沫材料稳定性低,导热快,使得整体制备出来的聚氨酯泡沫材料性能较差。

经过研究,后续又发现了低沸点化合物发泡剂,液态二氧化碳发泡剂等及其他发泡剂。

聚氨酯泡沫材料的研究与应用

聚氨酯泡沫材料的研究与应用

聚氨酯泡沫材料的研究与应用聚氨酯泡沫材料是一种热固性泡沫塑料,具有优异的绝热、防水、防火等性能,在建筑、交通、家电等领域广泛应用。

本文将从聚氨酯泡沫材料的制备、性能及应用等方面进行介绍。

一、聚氨酯泡沫材料的制备聚氨酯泡沫材料是通过聚合物化合物经过反应、发泡、固化等工艺生产而成。

其主要原料为异氰酸酯、多元醇、膨胀剂、催化剂等。

其中异氰酸酯与多元醇反应生成聚醚多元醇,再加入膨胀剂、催化剂等物质混合搅拌形成发泡体系。

在高温下,由于膨胀剂的水解和气化作用,泡沫体系膨胀,形成泡沫塑料。

在固化剂的作用下,形成具有一定硬度的泡沫体系,最终制备成为聚氨酯泡沫材料。

二、聚氨酯泡沫材料的性能1. 绝缘性能:聚氨酯泡沫材料具有优异的绝缘性能,能够有效阻止热量和电流的传递。

其热传导系数在每W/(m·K)以下,可降低建筑物的能耗。

同时,聚氨酯泡沫材料的绝缘性能也使其在家电、交通等领域得到广泛应用。

2. 防水性能:聚氨酯泡沫材料具有较好的防水性能,不易吸水,不会因潮湿或水分而导致产品变形或损坏。

特别是在建筑领域,聚氨酯泡沫材料常用于屋顶、墙体等的保温和防水。

3. 防火性能:聚氨酯泡沫材料具有优异的防火性能,其火灾等级达到B1级以上,是许多建筑领域所使用的建筑材料之一。

4. 其他性能:聚氨酯泡沫材料还具有良好的抗压强度、抗冲击性、吸音性能等优点,可以广泛用于建筑、交通、食品包装等多个领域。

三、聚氨酯泡沫材料的应用1. 建筑领域:聚氨酯泡沫材料具有优异的隔热、防水、防火等性能,在建筑领域得到广泛应用。

其常常被用于建筑外保温、屋顶保温、墙体保温、地面保温等。

2. 家电领域:聚氨酯泡沫材料在家电领域也被广泛应用。

其优异的绝缘性能、防水性能、耐腐蚀性能等特点,使得其可用于制造冰箱、空调、洗衣机、热水器等家用电器的绝缘材料。

3. 交通领域:聚氨酯泡沫材料在交通领域也具有广泛应用。

其优异的绝缘性能、防水性能等特点,使得其可用于制造汽车、飞机等交通工具的隔热、保温、防水等。

关于聚氨酯泡沫塑料发泡的研究

关于聚氨酯泡沫塑料发泡的研究
影响泡沫性能的因素: 原料配比:配料占比影响泡沫化学结构,直接影响物理性能(水---密度,有机锡/胺类----气 孔开裂或者闭孔,异氰酸酯---硬度) 搅拌速率:聚氨 酯软质 泡沫塑料的承载能力和回弹性 随搅 拌速 率 的增大而增大 ,而拉 伸 强度和撕裂强度先增大后减小 温度:温度会影响反应速率和反应程度,在异氰酸酯温度一定的情况下,泡沫密度一般随着 温度上升而下降,收缩性增加,流动性下降,硬度下降泡沫易产生缺陷 注料:注料量一般超过模具所需量5%,且勿振动,保证制品硬度硬度均匀和表面质量 模具结构:气孔数量影响气体的析出,模具的气孔越小越好。 脱模剂:方便泡沫制品脱出。 … … …
二、聚氨酯发泡工艺
制造方法简介
针对座椅泡沫,成型方法主要是模具成型,就是把液体物料通过计量泵的计算,由合头充分混合后注入 模具,在模具内固化成型。
模塑发泡示意图
二、聚氨酯发泡工艺
座椅泡沫模具:按结构分-----两片式模具(上模、下模) 常用模具材料:钢、铝、铸铝环氧??
泡沫模具内容
2、聚氨酯发泡工艺
底部空洞
1锡助剂量太多
4 泡体底部出现蜂窝状孔洞两层皮 2料温太高
出现
3底纸不平或倾倒料时泼溅
1减少锡助剂用量 2调整料温 3正确操作
5
烧心 泡体内部发黄变质没有强度易撕 碎、冒烟
发泡过程中放热太多且不能尽快散发出去,是 导致内燃的危险因素
1检查TDI计量是否准确 2检查H2O用量是否太多
2、聚氨酯发泡工艺
一、聚氨酯软泡发泡原理简介
3、主要发泡过程及主要化学反应
⑤熟化过程 (3)脲基甲酸酯反应( 氨基甲酸酯基团中氮原子上的氢与异氰酸酯反应,形成脲基甲酸酯)
(4)缩二脲反应(脲基中氮原子上的氢与异氰酸酯反应形成缩二脲)

聚氨酯发泡材料研究及应用

聚氨酯发泡材料研究及应用

聚氨酯发泡材料研究及应用聚氨酯发泡材料,是以聚异氰酸酯(Polyisocyanate)、聚醚(Polyether)或聚酯(Polyester)以及其他辅助物质为原材料,在加入催化剂和发泡剂的情况下制成的一种材料。

聚氨酯发泡材料具有密度低、保温隔热性好、吸声降噪效果好、抗压强度高等优点,被广泛应用于建筑、电子、交通、家电等领域。

本文将探讨聚氨酯发泡材料的研究及其应用。

一、研究进展1. 材料成分优化传统的聚氨酯发泡材料主要采用聚醚或聚酯作为聚氨酯链延长体,但这种材料在耐热性、耐老化性方面不够优秀。

近年来,有学者研究发现,采用芳香族聚醚或聚酯作为链延长体,可以显著提高材料的耐热性和耐老化性。

2. 发泡技术改进传统的聚氨酯发泡材料采用混合式发泡技术,即将各种原料混合后在模具中发泡。

这种方法工艺简单,但材料产量和发泡效果一般。

近年来,随着制造技术的发展,一些新的发泡技术如在挤出法中进行发泡(extrusion foam)等技术的出现,使得聚氨酯发泡材料的性能得到了显著提高。

二、应用案例1. 建筑领域中的应用聚氨酯发泡材料在建筑领域中被大量应用,主要是因为其密度低、保温隔热性好的特点。

例如,青岛奥帆中心在竣工时使用了聚氨酯发泡材料作为保温隔热层,使得该建筑在极端天气条件下仍能保持温暖。

2. 家电领域中的应用在家电领域中,聚氨酯发泡材料被广泛应用于制冷器中。

以冰箱为例,聚氨酯发泡材料不仅可以提供保温隔热性能,还可以减少噪音,延长冰箱的使用寿命。

同时,聚氨酯发泡材料也被应用于洗衣机、空调等家电中。

3. 交通领域中的应用聚氨酯发泡材料具有抗压强度高的特点,因此在交通领域中被广泛应用。

例如,地下管道中应用的保温隔热材料、地基基础中应用的加强材料等。

三、未来展望虽然聚氨酯发泡材料在各个领域中都有广泛应用,但是在材料的阻燃性方面还有一定的不足。

未来的研究应该聚焦于材料的阻燃性能改进,并在开发新的应用领域上下功夫。

总之,聚氨酯发泡材料在各行各业中都有着广泛的应用。

聚氨酯保温材料反应的原理

聚氨酯保温材料反应的原理

聚氨酯保温材料反应的原理聚氨酯保温材料是一种常用于建筑和工业设备保温的材料。

它由多种原材料通过一系列化学反应合成而成。

聚氨酯保温材料的反应原理如下。

聚氨酯保温材料的合成主要包括三个步骤:多元醇与多异氰酸酯的预聚物化反应、预聚物与各种助剂的配制,以及反应体系的固化。

首先,聚氨酯保温材料的主要原料包括多元醇和多异氰酸酯。

多元醇是指含有两个或以上羟基(-OH)官能团的化合物,多异氰酸酯是指含有两个及以上异氰酸酯官能团(-NCO)的化合物。

这两种原料具有亲核性和亲电性,通过官能团间的亲核电子对亲电电子的攻击形成键,进行反应。

多元醇与多异氰酸酯发生反应后形成的产物称为聚氨酯预聚物。

接下来,通过调整原料的配比和添加适当的助剂,可以改变预聚物的性质。

例如,可以添加填料、增塑剂、稳定剂等,以增加预聚物的机械强度、耐热性和抗老化性能。

此外,还可以添加发泡剂,以控制聚氨酯泡沫的密度和孔隙率。

最后,聚氨酯保温材料的反应体系需要固化。

固化是指预聚物经过一定条件的处理,使其在形成固体时不再发生化学反应。

这种固化过程可以通过控制温度、湿度和时间等条件来实现。

固化的目的是提高材料的稳定性和耐久性,以便长期使用。

聚氨酯保温材料的反应原理可以简化为以下几个方面:1. 聚醇与异氰酸酯官能团的反应:多元醇的羟基与异氰酸酯官能团的异氰酸基发生亲核取代反应,形成尿素键(酮腈键)。

2. 反应中的水分对反应的影响:在聚氨酯合成过程中,水分可以与异氰酸酯官能团发生反应,产生氨、二氧化碳和异氰酸酯,影响反应速率和产物的性质。

3. 反应体系的固化:预聚物的固化是通过调整温度和时间等条件来实现的。

固化后,聚氨酯保温材料形成大分子的网络结构,具有较好的力学性能和稳定性。

总之,聚氨酯保温材料的反应原理主要涉及多元醇与异氰酸酯的化学反应、预聚物的配制以及反应体系的固化。

通过这些反应过程,可以获得具有一定强度和导热性能的聚氨酯保温材料,用于建筑和工业设备的保温。

聚氨酯发泡材料的制备及性能调控研究

聚氨酯发泡材料的制备及性能调控研究

聚氨酯发泡材料的制备及性能调控研究近年来,聚氨酯发泡材料因其优良的综合性能广泛应用于各行各业,尤其在建筑、交通、汽车、家具等领域中,得到了越来越广泛的应用。

本文旨在对聚氨酯发泡材料的制备方法及性能调控进行深入研究,以期更好地应用于实际生产中。

一、聚氨酯发泡材料的制备方法聚氨酯发泡材料的制备方法可以分为两类,一类是物理发泡方法,另一类是化学发泡方法。

物理发泡方法是通过机械或物理作用使发泡剂增加体积形成孔隙结构,化学发泡方法是通过在聚氨酯材料中加入化学发泡剂来使材料发生化学反应,从而形成发泡结构。

1. 物理发泡方法物理发泡方法主要是在材料中加入发泡剂,通过机械或物理作用使发泡剂增加体积形成孔隙结构。

目前常用的物理发泡方法有高压物理发泡法和低压物理发泡法。

高压物理发泡法是将发泡剂加入聚氨酯材料中,将其置于高压容器中,通过加热使发泡剂膨胀,压力下降,从而形成孔隙结构。

低压物理发泡法则是将发泡剂加入聚氨酯材料中,通过外部力或机械作用使发泡剂膨胀形成孔隙结构。

2. 化学发泡方法化学发泡方法是通过在聚氨酯材料中加入化学发泡剂,使材料发生化学反应,从而形成发泡结构。

主要化学发泡方法有氧气发泡法、水分解发泡法、铬酸盐发泡法。

水分解发泡法是在聚氨酯材料中加入水分解剂,使水分解剂分解生成水和CO2,形成泡沫结构。

氧气发泡法是在聚氨酯材料中加入氧化剂,使其与聚氨酯发生反应,产生CO2,形成泡沫结构。

铬酸盐发泡法则是在聚氨酯材料中加入铬酸盐,使其与碱反应,产生二氧化碳,形成泡沫结构。

二、聚氨酯发泡材料的性能调控聚氨酯发泡材料的性能与其泡沫结构以及基体材料的性质有关。

对聚氨酯发泡材料的性能调控可以通过改变发泡条件、选择发泡剂以及改变基体材料来实现。

1. 改变发泡条件改变发泡条件可以调控聚氨酯发泡材料的密度、孔隙度等结构性能。

调整发泡温度、时间、压力、发泡剂含量等因素,可以控制泡沫的尺寸、形状和孔隙度。

2. 选择发泡剂不同的发泡剂对聚氨酯发泡材料的性能有不同的影响。

聚氨酯保温材料研究进展

聚氨酯保温材料研究进展

综述CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 , 2023, 40(4): 72DOI:10.19825/j.issn.1002-1396.2023.04.15我国每年新增建筑面积约20 亿m2,其中,95%为高能耗建筑,需要采取节能措施,最简单的节能措施是使用外墙保温材料。

导热系数不大于0.12 W/(m·K)的材料称为保温材料[1]。

建筑上常用的保温材料主要有无机保温材料、发泡聚苯乙烯、聚氨酯(PU)及复合型材料,其中,PU保温材料以其良好的保温效果和阻燃性能,近年来得到快速发展。

本文综述了PU保温材料的研究进展。

1 生物基PUAcuña等[2]制备了生物质蓖麻油基硬质PU泡沫(RPUF)。

两种生物基RPUF均含有蓖麻油改性多元醇,一种是二乙醇胺改性蓖麻油的多元醇(BIO1),另一种是用苯膦酸改性BIO1的环氧化多元醇(BIO2),研究了可膨胀石墨(EG)和氧化石墨(GO)总掺入量为6%(w)的RPUF的蜂窝结构、热性能、阻燃性能和力学性能。

结果表明,GO促进了EG的分散,降低了泡沫的蜂窝尺寸;GO提高了RPUF的隔热性能和阻燃性能;RPUF/BIO2/EG/ GO阻燃等级为UL 94 V-0级,而RPUF/BIO2/EG仅为UL 94 V-2级;与RPUF/BIO1相比,RPUF/BIO2/ EG/GO的热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)和总烟生成量分别降低了54%,24%,15%;与RPUF/BIO2相比,RPUF/BIO2/EG/GO的HRR和THR分别降低了46%,6%;RPUF/BIO1的压缩强度为0.07 MPa,RPUF/BIO2/EG/GO和RPUF/BIO2/EG 的压缩强度增加到0.11 MPa。

因此,可通过加入天然碳材料来开发生物基阻燃RPUF作为防火保温聚氨酯保温材料研究进展张 萌(内蒙古交通职业技术学院,内蒙古 赤峰 024005)摘要:介绍了聚氨酯(PU)保温系数的预测方法及影响因素研究进展。

聚氨酯发泡技术 (2)

聚氨酯发泡技术 (2)
2.1
聚氨酯树脂发泡前需与固化剂、催化剂等混合,形成一个两组分的反应体系。在混合时,固化剂和催化剂会与聚氨酯树脂中的异氰酸酯发生反应,形成有机硬泡合成矩阵。这个过程被称为聚合反应。
2.2
当聚氨酯反应混合物形成后,加入发泡剂。发泡剂在接触到混合物时分解,释放出气体。由于聚氨酯树脂的反应形成了硬泡合成矩阵,气体无法逸出,从而形成了聚氨酯泡沫。
4.2
将聚氨酯树脂、固化剂和催化剂等原材料按照一定比例混合,并进行充分搅拌,使其均匀混合。
4.3
在反应混合物中加入发泡剂,将其充分混合。发泡剂的选择要根据需要的发泡性能和要达到的密度来确定。
4.4
将发泡剂加入的混合物倒入模具或待成型位置,进行反应成型。在此过程中,混合物会发生聚合反应,并形成聚氨酯泡沫。
4.5
聚氨酯泡沫反应成型后,需要进行固化,以确保其物理性能和化学稳定性。
5.
聚氨酯发泡技术在建筑、汽车、家具和包装等领域具有广泛的应用。其原理是通过在聚氨酯树脂中加入发泡剂,通过聚合反应和发泡过程形成聚氨酯泡沫。其制备方法包括原材料准备、反应混合、发泡剂添加、反应成型和固化等步骤。聚氨酯发泡技术的发展还有很大的潜力,未来可能在更广泛的领域得到应用。
聚氨酯发泡技术
1.
聚氨酯(Polyurethane,简称PU)是一种非常常见的高分子材料,具有良好的物理性能和化学稳定性。聚氨酯树脂通过发泡技术可以制成聚氨酯泡沫,被广泛应用于建筑、汽车、家具等领域。本文将介绍聚氨酯发泡技术的原理、应用以及制备方法。
2.
聚氨酯泡沫是通过在聚氨酯树脂中加入发泡剂,形成气体泡沫结构的材料。其原理可分为两部分:反应成型和发泡过程。
3.
聚氨酯发泡技术的广泛应用主要有以下几个方面:

聚氨酯泡沫制备的工艺和应用

聚氨酯泡沫制备的工艺和应用

聚氨酯泡沫制备的工艺和应用聚氨酯泡沫是一种重要的高分子材料,常用于绝缘、填充、粘合、隔热等领域。

其制备工艺和应用也成为了近几十年来科研工作者关注的重点。

本文将着重介绍聚氨酯泡沫的制备工艺和应用。

一、聚氨酯泡沫的制备工艺聚氨酯泡沫的制备工艺可以分为两个主要步骤:原料的配制和聚合反应。

原料的配制一般包括三个部分:聚醇、聚异氰酸酯和气体发生剂。

聚醇一般以聚醚、聚酯、聚醇酸等为主,聚异氰酸酯则以TDI(2,4,6-三甲基-1,5-二异氰酸酯)和MDI(4,4-二苯甲烷二异氰酸酯)为主。

气体发生剂则常用水和氟利昂等。

这些原料经混合后通过喷淋等方式进行反应即可得到聚氨酯泡沫。

聚合反应是聚氨酯泡沫制备的关键步骤,其分为开放式和闭合式两种方式。

开放式反应一般是在环境条件下进行,聚氨酯泡沫在此过程中能够自由发展,不受限制。

闭合式反应一般是在密闭的容器内进行,其反应过程中产生的气体随即发生膨胀,泡沫发展受限制。

尽管聚合反应方式不同,但是聚氨酯泡沫的质量和性能却受到原料的配制、混合过程、聚合过程、发生剂的含量等多种因素的制约。

因此,在聚氨酯泡沫制备过程中,需要对原料及其过程进行精细化控制,以提高聚氨酯泡沫的性能和质量。

二、聚氨酯泡沫的应用由于聚氨酯泡沫本身具有优异的物化性能,因此被广泛应用于农业、建筑、电力、家电等多个领域。

其中,以下是其主要的应用:(1)绝缘领域:由于聚氨酯泡沫具有的优异的隔热、绝缘、保温性能,因此广泛应用于低温工程、石油化工、冶金、建筑、家电等领域,以提高设备性能和降低能耗。

(2)建筑领域:聚氨酯泡沫给建筑带来了很大的改变,它能够有效地提高房屋的节能性能。

聚氨酯泡沫被用于制造建筑板材、保温材料、焊接构造物、夹层板等。

此外,聚氨酯泡沫还可以用于隔音和吸音,并且具有耐用性和良好的抗震性。

(3)家电领域:聚氨酯泡沫是电器的为难绝缘材料,它可以应用于冷冻淋浴喷头、空调、冰箱等。

由于聚氨酯泡沫的绝缘性能好,因此可以有效地控制制氧气流量,延长电器使用年限。

聚氨酯保温板生产工艺

聚氨酯保温板生产工艺

聚氨酯保温板生产工艺
聚氨酯保温板是一种常用的建筑保温材料,具有良好的保温性能和强度,能有效隔绝热量传导,提高建筑的能效。

聚氨酯保温板的生产工艺主要包括原材料准备、配料混合、发泡成型和后续处理等环节。

首先是原材料准备。

聚氨酯保温板的主要原料包括聚醋酸酐(PMA)、聚多元醇(PPG)、聚交酯等。

这些原料需要经过筛选、计量、储存等处理,保证原料的质量和稳定性。

然后是配料混合。

按照一定比例将聚醋酸酐、聚多元醇、聚交酯等原料加入到一个混合槽中,并在搅拌的同时加入催化剂、发泡剂、稳定剂等辅助剂。

混合的时间和速度需要根据实际情况来控制,以确保材料均匀混合,催化剂能够充分活化。

接下来是发泡成型。

将混合好的原料放入模具中,通过加热和压力使其发生化学反应,发生剧烈的放热和产生大量的气体。

这些气体在密闭的模具内迅速膨胀,并填充整个模具空间。

同时,模具的表面需要经过涂油或其他处理,以便保证发泡板的表面光滑均匀。

最后是后续处理。

发泡成型后,需要将模具取出,待发泡板冷却后,进行切割和修整。

根据需要,可以进行防火、防水等处理,以提高保温板的使用性能。

同时,还可以进行表面装饰,如涂刷涂料、贴饰面板等,以便使保温板更加美观。

以上就是聚氨酯保温板的生产工艺简介。

通过严格控制原材料的质量和比例,合理使用辅助剂,以及精确控制发泡成型的温度、压力等参数,可以保证聚氨酯保温板的质量和性能,满足建筑保温的要求。

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保温用泡沫聚氨酯生产原理与工艺的研究进展化学与材料科学系高分子材料与工程专业12150106 贺学兵指导老师:张少华老师摘要:综述了聚氨酯泡沫的合成和合成所用发泡剂、多元醇、异氰酸酯体系,以及一些原料同时添加改性剂和助剂制成新型聚氨酯保温材料,综述了聚氨酯保温材料的特点。

从略地综述了改性剂的种类及用量对聚氨酯硬质泡沫塑料性能的影响.关键词:聚氨酯泡沫、合成、保温材料、特点、性能。

引言:聚氨酯硬质泡沫[1]塑料多为闭孔结构,具有绝热效果好、质量轻、比强度大、施工方便等优良特性,同时还具有隔声、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点,广泛应用于冰箱、冰柜、冷库、冷藏车的绝热材料,建筑物、储罐及管道的保温材料等。

近年来国外聚氨酯硬质泡沫塑料的研究发展迅速,并且得到了广泛的应用。

但国内聚氨酯硬质泡沫塑料由于成本较高,相对发展比较缓慢,因此国内市场还有待进一步开发。

硬质聚氨酯泡沫塑料是建筑物的屋顶、天花板、墙板、地板等部位理想的保温材料。

硬质聚氨酯泡沫塑料在作为承载结构材料的应用中,不仅要求质轻,还要求有优良的压缩强度、模量和尺寸稳定性。

本文从工业化的实际需求出发,合成低成本高性能的聚氨酯硬质泡沫塑料。

采用多亚甲基多苯基多异氰酸酯、蔗糖聚醚为主要原料,以PET醇解后的产物为改性剂,系统地研究了改性剂的种类及数量对聚氨酯硬质泡沫塑料抗压强度、导热系数、密度、吸水率等性能的影响,以及对发泡时间、固化时间的影响。

实验结果表明,改性剂能使聚氨酯硬质泡沫塑料的抗压强度较高,导热系数较小,密度也相对较小,吸水率等性能也符合相应要求,最重要的是极大地降低了成本,符合工业化需求。

1 聚氨酯泡沫体系[2]1.1 发泡剂发泡剂是聚氨酯泡沫塑料中最重要的一种助剂,发泡剂的种类、数量对聚氨酯泡沫的物理机械性能、泡沫密度、耐温性等有直接影响。

制备聚氨酯泡沫所使用的发泡剂基本上分为两种类型:一种是利用水与异氰酸酯反应放出CO作为起2泡剂,即化学发泡剂;另一种是选用低沸点化合物,利用泡沫体系的反应热使之汽化发泡,即物理发泡剂。

1.2 多元醇聚氨酯泡沫的制备中主要使用聚醚多元醇等,随着聚氨酯工业的发展,在基础原料方面有了较大的改进。

以双金属络合物为催化剂,首先制备出超低单醇含量、高相对分子质量的聚氧化丙烯醚多元醇,再采用碱金属化合物催化剂,用环氧乙烷封端,制得高活性聚醚多元醇。

对这种聚醚采用全水发泡体系合成高回弹软质聚氨酯泡沫,通过物理机械性能的检测,实验结果表明,用DMC聚醚多元醇比用常规的PPG(聚丙二醇)聚醚多元醇制备的高回弹软质聚氨酯泡沫具有更优异的理化性能和开发应用价值。

将这种高活性DMC聚醚应用于冷熟化聚氨酯高回弹泡沫的制造时,可减少TDI的用量,从而节省成本,并使泡沫的力学性能和舒适性得到明显提高。

以自制密氨基聚脲多元醇为主要原料制备高回弹聚氨酯软泡,研究密氨基聚脲多元醇对泡沫开孔率、密度、回弹率、压陷硬度、水平燃烧速率和氧指数等的影响。

三聚氰胺聚脲多元醇为聚氨酯泡沫提供了优良的泡沫压陷硬度和阻燃性、玻璃化温度和热解温度。

测试值表明,密氨基聚脲多元醇为其泡沫提供了优异的热稳定性。

三聚氰胺与亚烃基碳酸盐反应制得聚醚多元醇,以这种聚醚多元醇制得的聚氨酯泡沫体具有良好的表观密度、线收缩和燃烧性能,与传统的聚氨酯泡沫相比具有良好的热性能。

1.3 异氰酸酯异氰酸酯是制备聚氨酯所用的基础原料,主要包括TDI、MDI、PAPI等3种,但基于异构比、聚合度以及各种改性产品的出现,在使用中也会有较大幅度的选择余地。

TDI的异构比影响聚氨酯泡沫的微相分离,随着TDI异构比的变化,聚脲相的聚集度发生变化。

异氰酸指数的变化也会导致泡沫体微相区和玻璃化转变温度的改变。

根据异氰酸酯的三聚化反应原理发展出的异氰脲酸酯类型的泡沫已经形成一类新的品种,广泛应用于制备耐高温、阻燃隔热新材料。

扩大聚异氰脲酸酯硬泡的应用范围,提高其耐温性是很必要的。

一般聚异氰脲酸酯硬泡的耐温等级为150e,Elastogram公司开发了一种聚异氰脲酸酯硬泡,其耐温等级达180℃,且在高温下有好的绝热性能,可用作长距离输送液体管道的保温材料。

该泡沫短期能经受500℃高温。

航天飞机外燃料箱的外壳覆盖热保护系统,是一层2.5cm厚的聚氨酯泡沫涂料,作用是将推进剂维持在一个可接受的温度,保护外壳表面不会因为与大气摩擦而产生高温损坏,也将表面结冰的可能性降至最低。

2 硬质聚氨酯保温材料的特点[3](1)粘接性能好。

硬质聚氨酷是一种结构致密的微孔泡沫体,与钢材、混凝土、砖石、木材、玻璃等硬质建筑材料有良好的粘接性能,具有不宜脱离主体、导热性能差的特性,特点是抗压、与基层粘结牢固。

(2)不透水。

硬质聚氨醋通过适量添加多种助剂速成微孔发泡体,闭孔率达92%以上,自结皮光洁。

因此,具有很高的水蒸气渗透阻和良好的不透水性。

在施工中采用喷涂成型技术,按照设计保温层的厚度喷涂聚氨醋,成为无接缝壳体,形成完整的不透水层,从根本上杜绝了雨水渗透沿缝隙渗人保温层的可能性。

另外,粘结强度可超过泡沫体本身的撕裂强度,不会与基层脱离,避免了水沿层间渗漏。

用硬质聚氨醋做成水盆、水箱盛200mm深的水能长期不渗漏;25mm厚的硬质板在一面割去自结皮,使其承受5m水柱高水压的作用,经过一年多的试验,没有发生渗漏现象,切开观察断面,水侵人的厚度仅为1-2mm,经分析此深度是硬质板表面切削力作用的开孔深度。

(3) 导热率低。

热导率与材料内部孔隙构造有密切关系。

硬质聚氨醋材料是结构致密、封闭的非连通孔隙,材料的孔隙率较大,几乎没有对流作用的影响,所以导热率小。

(4) 力学性能好。

硬质聚氨酷表观密度小、比强度高、延伸率大、抗冲击性好、不开裂、适应基材变形能力强。

其表观密度为35-40kg/m3,抗压强度在0.2-0.3MPa之间,伸长率在10%-4%之间。

(5)耐化学腐蚀性强。

硬质聚氨AL在苯、汽油等一般化学溶剂和稀浓度的酸、碱、盐溶液等环境的作用下具有良好的化学稳定性,也不会发生霉变和腐烂。

(6)耐热性能高。

硬质聚氨醋在-50℃的低温下,体积收缩率小于1%,而且不会发生变脆和开裂等现象;在120℃高温条件下,体积和强度无明显变化;在150℃较高温度下,聚合体不会发生降解,因此可用于高温和一般低温条件。

(7)单位自重轻。

表观密度小,成型后的硬质聚氨酷材料自重为1-2kg/m2(厚30-50mm);特别适用于轻型大跨度、薄壳结构的建筑物和长距离石油输送管线,减小了自身重量,给规模化施工和现场施工提供了极大的方便。

(8)施工速度快。

硬质聚氨醋采用浇注发泡和喷涂发泡等成型技术,工艺、设备简单、操作方便,尤其适合形状复杂、管道纵横的基层表面施工。

例如,硬质聚氨酷屋面施工时不需要大型吊装设备,一套设备每日在良好条件下可完成1000m2左右建筑物的防水保温工作量。

(9)工程质量好,使用寿命长。

优异的不透水、绝热、轻质高强、耐化学腐蚀等特性奠定了优质工程的基础,从根本上解决了当前房屋建设中最突出的屋面渗漏问题和维修频繁的矛盾。

3 聚氨酯的合成聚氨酯泡沫都是由多元醇和二异氰酸酯或多异氰酸酯在催化剂和其它助剂的作用下形成的。

异氰酸酯是制备聚氨酯泡沫的基础原料,早期生产聚氨酯泡沫主要使用TDI,但由于TDI蒸气压大,后来改用MDI,极大地促进了聚氨酯泡沫工业的发展。

作为制备聚氨酯泡沫主要原料之一的多元醇,其品种、结构对泡沫体的生产和性能有很大的影响,目前使用的主要是聚醚多元醇和聚酯多元醇。

另外还有发泡剂、表面活性剂、阻燃剂等助剂。

此外生产设备、工艺控制对泡沫体的性能也有重要影响。

查阅文献[4]合成聚氨酯的原料有丙三醇、一缩二乙二醇、乙二醇:化学试剂;多亚甲基多苯基多异氰酸酯、蔗糖聚醚、胺类和有机锡类复合催化剂、HCFC-141b、二甲基硅氧烷工业品;PET:废弃的聚酯瓶回收料。

3.1 新型聚氨酯保温材料的制备[4]3.1.1 改性剂的制备将废弃PET 瓶剪碎、洗净、烘干。

称取适量PET 瓶碎片加入到三口烧瓶中,再加入适量多元醇(分别采用丙三醇与二甘醇混合物,丙三醇,二甘醇,丙三醇与乙二醇混合物),用电子调温电热套加热,使PET 碎片溶解。

继续升温至三口瓶中的液体沸腾时开动搅拌器,并保持温度不变,待反应物变成淡黄色透明液体时结束反应。

所得产品编号分别为1#、2#、3#、4#。

3.1.2 保温材料的制备按一定比例分别称取蔗糖聚醚、复合催化剂、发泡剂、二甲基硅氧烷放入塑料烧杯中,按配比加入改性剂后,搅拌使其混合均匀制成聚氨酯泡沫用A 料。

称取一定量A 料于小烧杯中,再加入B 料(PAPI)快速搅拌,待混合液颜色开始变化时,倒入模具中使其发泡。

固化后冷却一段时间即得到新型聚氨酯保温材料。

4 改性剂对聚氨酯材料物理参数的影响4.1 不同改性剂及加入量对保温材料发泡时间、固化时间的影响改性剂的加入量对反应体系的反应活性有很大影响,活性不同,发泡时间和固化时间也发生相应的变化。

图1 和图2分别为4 组改性剂的加入量对保温材料发泡时间和固化时间的影响。

由图1、图2 可以看出,加入4 组不同改性剂后,保温材料的发泡时间和固化时间都随改性剂加入量的增加而逐渐减少,并且都比未加改性剂时的时间明显缩短。

因为反应速度与反应体系活性有关,该实验制得的改性剂为芳香族聚酯多元醇,聚酯多元醇中含大量的伯羟基,所以,活性提高,缩短了发泡时间和固化时间。

4.2 改性剂种类对保温材料导热系数的影响导热系数是衡量聚氨酯硬质泡沫塑料保温性能的一项重要指标,导热系数越小,材料的绝热性能越好。

表1 为4 种改性剂在相同加入量下对聚氨酯保温材料导热系数的影响(改性剂的加入量为聚醚多元醇的20%,保温材料的密度为35- 42 kg/m3)。

表1 改性剂种类对保温材料导热系数的影响改性剂种类 1# 2# 3# 4#改性后导热系数/未改性导热系数 0.82 0.76 0.86 0.79 由表1 可以看出,加入改性剂后,聚氨酯保温材料的导热系数均比未改性的小。

影响聚氨酯硬质泡沫塑料导热系数的主要因素有:泡孔内气体的导热系数,原料助剂及发泡工艺引起的泡孔变化,由于气体扩散等作用引起的绝热性能降低。

由于本实验所有的试样尺寸大致相同,实验环境一样,所以,泡孔内气体的导热系数、由于气体扩散等作用引起的绝热性能降低,温度、水气等对所有硬质泡沫的影响是相同的。

另外,本次试验所用试样的密度为35-42 kg/m3,由参考文献知,聚氨酯硬质泡沫塑料密度在30-60 kg/m3内导热系数很小,且几乎没有什么变化,所以,对于每个试样来说,密度对导热系数的影响也是相同的。

由此可知,本次试验唯一影响导热系数的因素是原料助剂及发泡工艺引起的泡孔变化。

本次试验每组试样所选用的助剂及用量相同,PAPI 用量相同,发泡工艺也相同,唯一不同的是蔗糖聚醚和改性剂的比例,所以更进一步判定聚氨酯硬质泡沫塑料的导热系数与改性剂的加入有关,1#、2#、4# 改性剂醇解时都用了丙三醇,丙三醇为三元醇,发泡时使交联度增加,导热系数降低。

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