发泡剂对聚氨酯硬泡保温塑料低温尺寸稳定性的研究
【论文】在CP发泡体系下对聚氨酯三低一快问题的研究
摘 要聚氨酯泡沫材料具有绝热性好、加工性能强等特点，因此它被广泛应用于各个经济领域。
由于聚氨酯泡沫在环戊烷（CP）发泡体系下的ODP值为零和GWP值很低，因此CP发泡体系被广泛应用。
在这个体系中研究三低一快（低密度、低导热系数、低配比和快速脱模）的问题具有现实意义。
为研究生产中对三低一快的要求，本实验对配方进行了调试，分别考察了在配方中起重要作用的硅油、主单体和辅助性功能单体，利用测其流动性能、膨胀量、导热系数、压缩强度的方法来评价泡沫性能。
实验结果表明：1.RWS-2相对来说具有小的膨胀量、适合的压缩强度、低的导热系数和较高的尺寸稳定性，并且当它在配方中的量为两份时比较符合三低一快原则；2.随着A18加入量的增加，泡沫的脱模性能会增强，并且当A18的量大于三十份时，脱模性能基本恒定；3.YD-8329替换功能性单体A3、A7可改善泡沫的脱模性能；4.M3110相对于其他单体，具有合适的导热系数和压缩强度、优良的流动性能、较好的尺寸稳定性。
关键词：聚氨酯、聚醚多元醇、环戊烷发泡体系、三低一快AbstractPolyurethane foam is widely used in various economic fields for its good insulation, processing performance, and other characteristics. Cyclopentane (CP) foam system is also widely used, because of the zero ODP value and the low GWP values of polyurethane foam under this system. The research of three low- and one rapid-formula (low-density, low thermal conductivity, low ratio and rapid Stripping) in this system is of practical significance.In order to study the requirements of three low and one rapid in the production, a formula debugging is done in this experiment. The silicone oil, the main monomer and supporting functional monomer , which play important roles in the formulation are investigated, thus, the foam performance are evaluated by measuring their flowing property,expansion capacity, thermal conductivity, and compressive strength. The results showed that: 1. RWS-2 is of small amount of expansion, suitable compressive strength, low thermal conductivity and high dimensional stability, and it conforms to the principle of three low and one rapid when the amount is 2 parts in the formula. 2. With the increase in the amount of A18, the stripping performance of the foam will be enhanced, but the performance will be steady when the amount of A18 is more than 30 parts in the formula. 3. Stripping performance of the foam could be improved when the functional monomer A3, A7 in original formula are replaced by YD-8329. 4. Compared with other monomers, M3110 has the suitable thermal conductivity and compressive strength, excellent flowing property, and better dimensional stability.Key words: polyurethane, polyether polyols , cyclopentane foam system,three low and one rapid目 录第一章 绪 论 (1)1.1研究背景 (1)1.1.1 聚氨酯(PU)材料简介 (1)1.1.2 目前世界聚氨酯产业状况和2010年预测 (1)1.1.3 聚氨酯发泡体系 (2)1.1.4 总结 (3)1.2研究意义 (3)1.3聚氨酯合成的基本原料 (4)1.3.1 多异氰酸酯（黑料） (4)1.3.2 多元醇（白料是加入了各种助剂的多元醇混合物） (5)1.3.3 催化剂 (5)1.3.4 表面活性剂（硅油） (6)1.3.5 发泡剂 (6)1.3.6 其他 (7)1.4本论文研究的内容 (7)第二章 实验部分 (9)2.1原配方 (9)2.2实验仪器 (8)2.3聚醚多元醇的配制 (9)2.3.1 硅油种类的对比 (9)2.3.2 硅油最佳用量的对比 (9)2.3.3 单体A18对开模情况的研究与单体YD-8239对开模情况的影响 (11)2.3.4 主单体的对比 (10)2.4实验方法 (10)2.4.1 硅油种类寻优 (10)2.4.2 硅油用量寻优 (13)2.4.3 开模性能对比 (14)2.4.4 主单体寻优 (14)2.5泡沫性能评价 (15)第三章 实验结果与讨论 (16)3.1硅油种类寻优 (16)3.1.1 手工发自由泡所测结果 (16)3.1.2 发流动管，测其流动性能 (16)3.1.3 通过压力泡所测得的结果，并于松下模作比较 (17)3.1.4 尺寸稳定性对比 (19)3.1.5 小结 (19)3.2硅油用量寻优 (19)3.2.1 手工发自由泡所测结果 (19)3.2.2 发流动管，测其流动性 (19)3.2.3 通过压力泡所测结果 (19)3.2.4 松下模测导热系数 (23)3.2.5 尺寸稳定性对比 (23)3.2.6 小结 (24)3.3开模性能对比 (24)3.3.1 手工发自由泡 (24)3.3.2 开模性能对比 (24)3.4主单体寻优 (26)3.4.1 手工发自有泡 (26)3.4.2 发兰芝模测流动性 (27)3.4.3 通过压力泡所测结果 (27)3.4.4 松下模测导热系数 (28)3.4.5尺寸稳定性对比 (28)3.4.6 小结 (29)第四章 结论与展望 (30)4.1结论 (30)4.2展望 (30)参考文献 (31)致谢 (33)声明 (34)第一章 绪 论1.1 研究背景1.1.1 聚氨酯(PU)材料简介聚氨酯是一种由多异氰酸酯（OCN-R-NCO）和多元醇（HO-R,-OH）反应并具有多个氨基甲酸酯链段的有机高分子材料。
HFC-245fa与HCFC-141b发泡PIR连续板材性能比较
高板材的产品质量，甚至在低注料量下就可以满足
３７ ８１
强度的要求。
２ ３ ２ 尺寸稳定性对比
由表 ５ 可见，在基础配方和异氰酸酯指数基本
泡沫的尺寸稳定性将直接体现板材的使用寿
一 致 的 情 况 下， 由 ＨＣＦＣ⁃１４１ｂ 切 换 至 ＨＦＣ⁃２４５ｆａ
摘 要： 在相同的基础配方和异氰酸酯指数（ ３００） 下，对发泡剂 ＨＣＦＣ⁃１４１ｂ、ＨＦＣ⁃２４５ｆａ 在聚氨酯
ＰＩＲ 连续板材中的应用性能进行了研究，对比了 ＨＣＦＣ⁃１４１ｂ 和 ＨＦＣ⁃２４５ｆａ 在发泡性能（ 反应过程
中的泡沫爬升曲线、反应速率曲线、压力曲线等） 、阻燃性能、力学性能和保温性能上的差异。 结果
ｍｇＫＯＨ ／ ｇ，黏度 １ ５００ ～ ３ ０００ ｍＰａ·ｓ） 、聚醚多元醇
水
凝胶型催化剂
（ 羟 值 ４７０ ～ ５３０ ｍｇＫＯＨ ／ ｇ， 黏 度 １５ ０００ ～ ２５ ０００
ｍＰａ·ｓ） ，上海东大聚氨酯有限公司；泡沫稳定剂 Ｘ，
赢创德固赛公司；凝胶型催化剂 ＰＣ⁃８、三聚型催化
∗
三聚型催化剂
在保证异氰酸酯指数均为 ３００ 的情况下，干白
料、发 泡 剂 ＨＦＣ⁃２４５ｆａ ／ ＨＣＦＣ⁃１４１ｂ 及 黑 料 ＰＭ⁃２００
的质量比见表 ２。
质量比
Ａ１（ 干白料 ∶ＨＦＣ⁃２４５ｆａ） ∶ＰＭ⁃２００
（１００ ∶ ２１ ５） ∶ １９０
Ａ２（ 干白料 ∶ＨＣＦＣ⁃１４１ｂ） ∶ ＰＭ⁃２００
发泡剂
表 ４ 为 Ｆｏａｍａｔ 参数对比，其中 ＨＦＣ⁃２４５ｆａ 发泡
芯密度 ／ （ ｋｇ·ｍ ）
－３
毕业论文全水发泡在阻燃聚氨酯硬泡中的应用研究
高分子材料与工程毕业论文专业：高分子材料与工程题目：全水发泡在阻燃聚氨酯硬泡中的应用研究摘要采用多元醇、异氰酸酯、催化剂、发泡剂和阻燃剂等为原料制备了全水发泡阻燃聚氨酯硬质泡沫（PURF），讨论了聚醚多元醇种类、催化剂、发泡剂、异氰酸酯指数以及阻燃剂对聚氨酯硬质泡沫性能的影响。
结果表明，聚酯多元醇能够改善泡孔结构，但降低压缩强度和尺寸稳定性；不同催化剂复配，可以控制发泡工艺;水发泡剂与泡沫的密度、泡孔结构、力学性能有关；异氰酸酯指数在1.1～1.2时，泡沫的压缩强度、尺寸稳定性等较好;三(2-氯异丙基) 磷酸酯(TCPP)可赋予聚氨酯硬质泡沫一定的阻燃性，但对泡体结构、压缩强度和尺寸稳定性有影响。
关键词：聚氨酯硬质泡沫，全水发泡，阻燃性能ABSTRAC TThe water-blown rigid polyurethane flame-retardant foam(PURF) was prepared by polyol, isocyanate , catalyst ,blowing agents and flame retardants as raw materials,in this pape. The types of polyrther polyols, catalysts, blowing agents,isocyanate index and fire retardant on the PURF performance were investgated.The results show that the polyester polyol can improve the cell structure, but reduce the compression strength and dimensional stability; different catalyst compound, can control the foaming process; water foaming agent and foam density, cell structure, the mechanical properties; isocyanate index of 1.1 to 1.2, the foam compression strength, good dimensional stability, etc.; Tris-(2-chloroisopropyl)phosphate phosphate (TCPP) flame retardant may be given to PURF certain, but on the bubble structure, compressive strength dimensional stability, and impact.Keywords：Rigid Polyurethane Foam,Water-blown, Flame retardant目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................................................................ I I 第一章前言. (1)1.1 聚氨酯概况 (1)1.1.1聚氨酯简介及其应用 (1)1.2 聚氨酯的发展现状及趋势 (2)1.3硬质聚氨酯泡沫塑料 (3)1.3.1硬质聚氨酯泡沫塑料的性能特点 (3)1.3.2聚氨酯泡沫塑料的制备 (3)1.3.3聚氨酯硬泡的应用 (4)1.4 硬泡全水发泡技术 (4)1.5 全水发泡在阻燃聚氨酯硬泡的研究 (5)第二章实验部分 (6)2.1 实验仪器及药品 (6)2.2 基本化学反应及泡沫形成原理 (7)2.3硬泡合成过程及样品的制备 (7)2.4抗压强度 (8)2.5表观密度（GB/T 6343-1995） (8)2.6吸水率的测定 (9)第三章结果与讨论 (10)3.1 配方影响因素 (10)3.1.1多元醇的选择及用量对泡沫性能的影响 (10)3.1.2异氰酸酯指数的确定 (12)3.1.3水的量对聚氨酯泡沫性能的影响 (13)3.1.4聚氨酯硬泡的阻燃性能 (15)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第一章前言1.1 聚氨酯概况1.1.1聚氨酯简介及其应用聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。
浅谈硬质聚氨酯泡沫塑料尺寸稳定性的影响因素及控制方法
浅谈硬质聚氨酯泡沫塑料尺寸稳定性的影响因素及控制方法硬质聚氨酯泡沫塑料是由多异氰酸酯(俗称黑料)和组合聚醚(俗称白料)按一定配比合成的高分子化合物，具有质量轻、比强度高、绝热、隔音、防震、抗冲击等优良性能，因而广泛用于工业制造、建筑、包装、运输等行业，并在现代国防工业中发挥着重要作用。
由于硬质聚氨酯泡沫塑料具有优良的加工成型性能，因此可以用来制作用于减震、支承、固定的硬质聚氨酯泡沫塑料结构件，来代替一些金属结构件，这种聚氨酯结构件既满足实际使用的力学性能，又具有易成型加工的优势，但是由于这种结构件属于非金属材料，在生产中其尺寸稳定性受黑白料的配比、发泡时的模温、料温和环境温度、发泡完成后的固化温度和固化时间、黑白料的充分混合、白料(聚醚多元醇)的组分等多种因素影响;在使用中其尺寸稳定性又会随环境的温度、湿度等产生变化，对长期使用带来不利影响，因此研究硬质泡沫塑料制品尺寸稳定性的影响因素及控制方法有着重要意义。
硬质聚氨酯泡沫塑料的尺寸稳定性是指板材尺寸变化的程度也就是板材在纵、横、厚度三个方向上的伸长或收缩程度。
翘曲是指在一定条件下板材隆起的高度，主要指板材在厚度方向上凸凹形变与平面之间的高度差。
尺寸的变化常体现为泡沫开裂或脱落，而这些必然会影响其正常使用。
1 影响因素1.1 黑白料的配比泡料的发泡配比(也称流量比，即发泡过程中组合聚醚与异氰酸酯用量的比值)是一个决定发泡料物理性能的重要参数。
发泡料配比的变化，一旦超出一定的工艺范围，会对泡沫质量(如泡沫的形稳性、闭孔率、导热系数、压缩强度等)有很大的影响，这会对产品的外观质量和整体性能造成较为严重的后果。
所以在实际生产过程中一个合理稳定的发泡配比范围，对产品的正常生产起着至关重要的作用。
1.2 在发泡时的模温、料温和环境温度料温、模温和环境温度均影响反应速度和物料粘度，故保证以上温度稳定是产品质量稳定的必要条件。
最适宜环境温度20-30℃;料温20-30℃或稍高一点，或适当控制调节催化剂用量;模温40-50℃，模温过低则化学反应缓慢，泡沫固化时间长，发泡倍率小，密度大，表皮厚;模温过高则固化时间太短，反应不充分，同时，模具内表面光洁度要好。
零ODP值发泡剂对硬质聚氨酯泡沫的泡孔结构和导热系数的影响
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ３ ２ ８ ． ３
文献 标识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：１ ０ ０ ５—１ ９ ０ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １— ０ ０ ０ ９— ０ ５ ＨＦ Ｃ ． ３ ６ ５ ｍ ｆ ｃ 、 ＨＦ Ｃ ． ３ ６ ５ ／ ２ ２ ７ 、 Ｃ Ｐ和 化 学 发 泡 剂 ＫＩ Ｏ
Ｃ Ｐ和 化 学发 泡 剂 Ｋ１ ０对泡 沫 泡孔 结构和 导 热 系数 的 影响 ， 并与 Ｈ Ｃ Ｆ Ｃ ． １ ４ １ ｂ 、 水 发 泡 剂及 其 混 合体
系进行 了对 比 。通过 泡 沫导热 系数 、 闭孔 率测 定与扫描 电子 显微镜 等 测定 ， 探 讨 了导热 系数 与泡孔
பைடு நூலகம்
结构之 间的 内在关系。研究结果表明 ， 较 小的泡孔直径和均匀的泡孔结构有助于降低 泡沫导热 系 数 。导 热 系数 随 着发 泡剂 气相 导 热 系数 增加 而增 大。
东理 工 大学 。
相对分子质量较高 ， 在聚氨酯硬泡的泡孔 内具有较
１ 实验部分 １ ． １ 主 要原 料 与设备
于管道及设备保温 、 建 筑结构 、 仿木 材料 、 灌封材料
等 领域 。中 国 ２ ０ １ ０年 的硬 泡 产 量 为 １ １ ５万 ｔ ， 预 计 ２ ０ １ ５年达 到 ２ ０ ０～ ２ １ ０万 ｔ ， 中 国 目前 已经 成 为 并 将 保 持为世 界 最大 的 聚氨 酯硬泡 市 场 。 过 去 常 用 的发 泡 剂 为 低 沸点 烃 类 化 合 物 ， 即 氟 氯烃（ Ｃ Ｆ Ｃ ｓ ） ， 包 括 一 氟 三氯 甲烷 （ Ｃ Ｆ Ｃ ． １ １ ） 、 二 氟 二
聚氨酯硬泡在超低温下的应用研究
1 实验部分
1. 1 主要原料
聚醚多元醇 , 聚酯多元醇 , 异氰酸酯 ; 发泡剂 : HCFC2141b ; 泡沫稳定剂 ,催化剂 ,阻燃剂 ; 甲基膦酸
作者简介 : 赵春蕾 ,女 ,结构工程专业硕士 。
二 甲 酯 ( DMM P ) , 三 氯 乙 基 磷 酸 酯 ( TCEP ) , A1 ( O H ) 3 ,三聚氰胺 。 1. 2 主要实验仪器和设备 电动搅拌机 ( D1202W 型 ) , 电子式万能试验机 ( WDS210 型) ,铁制敞口模具 。 1. 3 配方 多元醇用量 100 份 ,泡沫稳定剂 11 5 ～ 21 8 份 , 复合催化剂 0. 4 ～ 1. 2 份 , 水 10 ～ 40 份 , HCFC2 141b100～400 份 , 阻燃剂 30～65 份 , 异氰酸酯 11 1 ～1. 3 份 。 1. 4 工艺条件 环境温度在 20 ～ 23 ℃, 物料温度为 20 ～ 23 ℃,
由大型有限元软件 ABAQU S 模拟超低温下的 温度场 ( 见图 1) , 经热传递 ,温度表现为由内部向外 部阶梯状分布 : 由蓝色逐渐向红色过渡 ,蓝色部分为 - 196 ℃, 内 部 PU R 呈 现 桔 黄 色 , 外 表 面 温 度 为
311 34 ℃,最外层的 HDP E 即图中红色部分 , 温度为 311 39 ℃。由 PU R 外 表 面 温 度 高 于 31 ℃, 高 于 露
搅拌速度为 1800～2000r/ min , 搅拌时间为 6～10s , 模具温度为 30～40 ℃。
1. 5 聚氨酯硬泡的制备 1. 5. 1 箱体自由发泡
其中式 ( 1) 为目标函数 , 式 ( 2 ) 为约束条件 。相关参 数的计算公式如下 :
A1 =
第四讲聚氨酯硬质泡沫塑料_朱吕民
■ ＡＫ－８８０７、８８０６、８８１８，适用于全水发泡体系；
量高达 ３０％￣３２％，含氮 １４％￣１６％，在硬泡中有很高的阻 燃性，尺寸稳定性，耐水解性和耐热性。这类阻燃剂最突 出的特征是燃烧时的生烟量很低，不产生卤化氢，一氧化 碳及氰化氢的生成量，较比含卤素阻燃剂的ＰＵ低得多。
与物质基础。
化合物：
今天，聚氨酯硬泡已渗透到建筑、石油化工、冷藏、造
船、车辆、航空航天、电气仪表等多部门作绝热与结构材
料。
二、合成原理
聚氨酯硬泡的制造化学，基本上与软泡的化学原理 一样，唯一不同的是异氰酸酯化合物与聚醚等含活泼氢化 合物的支化度比较多，形成的聚氨酯化合物的交联密度大， 各交联点之间的分子量（Ｍ ｃ ）比较小。
废涤纶聚酯多元醇，色深、价廉。苯酐聚酯价贵， 雾化等。目前催化剂方面纷纷推出高分子量催化剂、反
但产品质量好，目前应用最广的是苯酐聚酯，它可提高 应型催化剂、不变黄催化剂等。
泡沫耐温性、尺寸稳定性以及改善泡沫韧性、阻燃性
《聚氨酯》２ ０ ０ ７ 年 ６ 月 总第 ６１ 期 77
■专家讲座
３ － ５ 、泡沫稳定剂 ＰＵ 硬泡用泡沫稳定剂主要有乳化、成核以及稳定作
密度4511kgm压缩强度垂直方向28709kpa平行方向37040kpa闭孔率9588尺寸稳定性100rh7022014天后干热93302冷冻30048隧道耐燃火焰蔓延35e8498烟气790ul790耐燃实间歇火焰b级合格e10898燃烧火焰b级合格47全水发泡的冰箱用pu硬泡电冰箱等家电用品对pu硬泡的尺寸稳定性粘接性及导热系数等要求很高大企业均用环戊烷系列硬泡但小企业难以做到防火要求开发全水pu硬泡应用于冰箱冷柜很有现实意义
羟丙基化乙二胺碳酸盐聚氨酯硬泡发泡剂的研究
合发泡剂，制备了硬质聚氨酯泡沫塑料。研究了醇胺碳酸盐/环戊烷/水混合发泡剂对聚氨酯泡沫
材料力学性能、导热系数和泡沫结构的影响，并与环戊烷/水发泡体系进行比较。结果表明，醇胺碳
酸盐/环戊烷/水混合发泡剂制备的聚氨酯泡沫材料的综合性能均优于环戊烷/水发泡材料；其中，
EDA-P0-100/环戊烷/水混合发泡的聚氨酯硬泡的导热系数最低。
定，试样规格20.5 cmX20. 5 cmX2. 5 cm。扫描电镜
(SEM)分析采用美国FEI公司的Quanta 250型
电子显微镜，对泡沫断面喷金处理后进行。闭孔率
采用美国康 器公司的ULtra Foam型全自动开
闭孔率分析仪，按GB/T 10799—2008方法测定。
2结果与讨论
2.1泡沫密度和压缩强度
[5] 孙博,郭晓林，邹宇田.我国聚氨酯泡沫行业氢氯氟y加速淘
汰第二阶段行业计划战略[J].聚氨酯工业，2017, 32 ( S1 )： 14-16. [6] FAN L J, MIAO Z, MIRA P, et al. Recent Wends of foaming in polymer processing： A review [ J -. Polymers, 2019, 11 ( 6 ): 953-975. [7] 毕玉遂，毕戈华•碳酸有机胺盐类化合物及其作为发泡剂的用
检测了泡沫样品闭孔率以及在不同温度下的导 热系数，结果如表4所示。
表4聚氨酯泡沫的闭孔率和不同温度下的导热系数
样品编号
1#
2#
3#
4#
闭孔率/%
88.74 89.22 90.88 91.16
导热系数(22.5?) 23.08 22.31 22.71 22.42
硬质聚氨酯泡沫塑料尺寸稳定性的影响因素及控制方法
工 业 技 术
硬质聚氨酯泡沫塑料尺寸稳定性 的 影 响 因素 及控制 方法
赵 巧光
（ 辽宁陆平机 器股份有限公 司， 辽 宁 铁岭 １ １ ２ ０ ０ ０ ）
摘 要： 文 章针 对 硬 质聚 氨 酯 泡沫 塑料 在 使 用 中尺 寸稳 定性 的重要 性 ， 重 点 阐述 了影 响 因素及 其 控 制方 法 。 因此 研 究硬 质 聚氨 酯 泡 沫 尺寸稳 定性 的 影响 因素及 控 制 方法 有 着重要 的意 义 。 关键词： 硬 质 聚氨 酯泡 沫 塑料 ； 尺 寸稳 定 性 ； 影 响 因素 ； 控 制 方 法
硬质聚氨酯泡沫塑料是 由多异氰 酸酯 （ 俗称黑料 ） 和组合 聚醚 反应物料要充分混合 ， 且要在达到乳 白时前浇入模具 ， 搅拌 时 （ 俗称 白料 ） 按一定配 比合成的高分子化合物 ， 具有质量轻 、 比强度 间仅 有 ４ ０ — ５ ０ 秒， 因此 必 须提 高 混合 效 率 ， 尤 其 手工 浇 注 发 泡 ， 搅 拌 器（ 螺旋或者涡轮式 ） 应有足够 的功率和转速。 低压发泡机搅拌器转 高、 绝热 、 隔音 、 防震 、 抗冲击等优 良性能 ，工 搅 拌 １ ０ ０ ０ 转／ 分 。机 械 发泡 ， 发 泡 料 的乳 白时 间 建筑 、 包装 、 运输等行业 ， 并在现代国防工业中发挥着重要作用 。由 速 ２ 于硬质聚氨酯泡沫塑料具有优良的加工成型性能 ， 因此可 以用来制 （ 从物料混合开始到混合后物料发自为止 ， 表示泡沫的反应特性 ， 不 作用于减震 、 支承、 固定 的硬质聚氨酯泡沫塑料结构件 ， 来代替一些 同的配方有相应的最佳乳 白时间。 ） 远 比搅拌式混合 的短 ， 所以生产 金属结构件 ， 这 种 聚 氨 酯 结 构 件 既满 足 实 际 使 用 的力 学 性 能 ， 又 具 大块 泡 沫最 好 选 用大 输 出量 发 泡 机 。 １ ． ５ 白料 的组 分 有易成型加工的优势 ， 但是 由于这种结构件属于非金 属材料 ， 在生 产 中其尺寸稳定性受黑白料 的配 比、 发泡时 的模温 、 料温 和环境温 特种高官能度聚醚复配使用 ， 使泡沫形成立体网状结构 ， 可以 高 官能 度 交 联剂 的使 用 也 大 大提 高 了 泡 度、 发泡完成后 的固化温度和固化时 间、 黑 白料 的充 分 混 合 、 白料 大 大 提高 泡 沫耐 低温 性 能 ； （ 聚 醚 多元 醇 ） 的组 分 等 多种 因素 影 响 ； 在使 用 中其 尺寸 稳 定 性 又会 沫的尺寸稳定性 ； 相反 ， 若聚醚中含有大量二官能度成分 ， 反应后形 随环境 的温度 、 湿度等产生变化 ， 对长期使用带来不利影响 ， 因此研 成 的大量的线性分子结构在低温情况下则很难稳定 ；若选用的聚 究硬质泡沫 塑料制 品尺寸稳定性 的影响 因素及控制方法有 着重要 醚 ， 生产阶段采用强碱催化 ， 反应彻底 ， 使聚醚保持较高反应率 ， 即 意义。 在与黑料接触时能反应的较为完全 。 硬 质 聚氨 酯 泡 沫 塑 料 的 尺 寸稳 定 性 是 指 板 材 尺 寸 变 化 的 程 度 白料 除了 主要 原 料 聚醚 多 元醇 外 ， 还包 括 催 化剂 、 发 泡剂 、 泡 沫 也就是板材在纵 、 横、 厚度三个方 向上 的伸长或收缩程度。 翘曲是指 稳定剂 、 阻燃剂等必不可少的辅助原料。不 同厂家提供的 白料中的 在 一 定条 件 下板 材 隆 起 的高 度 ， 主 要 指板 材 在 厚度 方 向 上 凸 凹形 变 催 化 剂 和稳 定 剂 不 同 ， 会 形 成 启 发 时 间 与固 化 时 间 的 差 别 ， 对 成 型
三乙醇胺对硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响研究
三乙醇胺对硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响研究摘要：制备了孔径约0.5mm的全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料。
研究了三乙醇胺(TEA)用量对聚氨酯泡沫塑料发泡时间、表观密度、导热性能、力学性能等的影响规律。
TEA是体系反应的催化剂，随着TEA含量的增大发泡时间变短。
TEA 含量少于7份时，发泡反应强于凝胶反应，制品泡孔直径随着其含量增加而变大，表观密度、热导率、压缩强度、拉伸强度和弯曲强度下降，断裂伸长率上升，TEA 含量大于7份时，交联作用占主要地位，制品泡孔直径随着其含量增加而变小，表观密度、热导率、压缩强度、拉伸强度和弯曲强度增大，断裂伸长率减小。
热失重分析也表明TEA含量大于7份后产生了交联作用。
关键词：聚氨酯；硬质泡沫塑料；三乙醇胺硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是指在一定负荷作用下不发生明显形变，当负荷过大发生形变后不能恢复到初始状态的聚氨酯泡沫塑料，具有优良的力学性能、声学性能、电学性能和耐化学性能。
RPUF的泡孔以闭孔为主，采用CFCs为发泡剂时制品具有极低的热导率，是聚苯乙烯和其他泡沫塑料及天然保温材料都无法相比的，并可现场喷涂成型，是目前最理想的绝热材料。
RPUF可直接从单体原料一次加工成聚合物制品，而且可通过改变原料化学结构、规格、品种等方式调节配方，得到各种性能和用途的终端制品，广泛应用于保温行业、包装工业、造船工业等领域。
在RPUF发泡体系中，催化剂是必不可少的一部分，对于调节反应时间、发泡反应与凝胶反应的平衡及泡孔尺寸都起到重要作用。
目前广泛使用的催化剂主要是有机锡类和胺类，前者催化效率更高且对凝胶反应有较强的催化作用，后者在水发泡体系中对发泡反应有较强的催化作用。
在胺类催化剂中醇胺类物质比较特殊，因其分子中含有叔氮原子而具有催化作用，同时每个分子又含有两个或两个以上羟基，可与异氰酸酯反应从而具有交联作用。
醇胺类物质中比较有代表性的是TEA。
TEA为无色黏稠液体，相对密度1.12，市售产品一般含少量水和二乙醇胺。
硬质聚氨酯泡沫低温比热容的试验
硬质聚氨酯泡沫低温比热容的试验杨春光;徐鹤;徐烈;都萍【摘要】为了研究过渡型和环境友好型聚氨酯泡沫的低温比热容对低温绝热机构设计的影响,建立了一套绝热量热装置,通过各种措施最大限度地降低了漏热损失,对传统的CFC-11泡沫、过渡型HCFC-141b泡沫及环境友好型HFC-245fa泡沫,在温度为60K至常温范围内的比热容进行了试验.研究结果表明:不同泡沫的比热容随着温度的上升而上升;同种泡沫,密度增大时,泡沫比热容也随之增加,但在低温区密度的影响程度变小;相同密度下,3种泡沫的比热容由大到小的顺序为HFC-245fa,HCFC-141b,CFC-11;在低温区发泡剂对比热容的影响很小.【期刊名称】《江苏大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(035)002【总页数】5页(P229-232,248)【关键词】聚氨酯泡沫;比热容;绝热量热计;发泡剂;低温【作者】杨春光;徐鹤;徐烈;都萍【作者单位】大连海洋大学机械与动力工程学院,辽宁大连116023;大连海洋大学机械与动力工程学院,辽宁大连116023;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030;大连海洋大学机械与动力工程学院,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】TB64硬质聚氨酯泡沫(RPUF)被广泛地用于冷冻冷藏装置，液化天然气等低温液体的储运绝热机构设计，在航天工业中用于低温液体推进剂的保温层和外太空低温环境的绝热设计［1］.采用传统发泡剂CFC-11制得的聚氨酯泡沫虽具优良绝热性能，但其具有较高臭氧消耗潜值(ODP)，是一种破坏力极强的臭氧消耗物质(ODS).我国将HCFC-141b作为第二代发泡剂(ODP不为0，将于2040年完全淘汰)，生产出来的泡沫作为过渡性替代品，采用环戊烷、HFC-245fa和水这3种零ODP发泡技术做为PU泡沫行业的最终目标，将它们定为第3代发泡剂［2］.低温比热容数据是硬质聚氨酯泡沫重要的物性参数之一，对于低温绝热机构的设计具有重要的意义.绝热量热法是精确测量材料低温比热容的方法之一，根据测试过程和应用场合的不同可以分为脉冲量热法、扫描法及绝热差分法.扫描法要求样品在升温过程中能随时达到热平衡，以保证内部的温度均匀分布，这一苛刻条件大大限制其应用.绝热差分法是为了研究材料中少量成分的变化对整体比热容的影响，从而将部分成分分离出来进行测量［3］.绝热量热法中的热脉冲法是目前低温比热测量的最精确方法，M.R.Bissengaliyeva等［4］采用真空绝热量热计，在4.2～320.0 K 时对Cu5(PO4)2(OH)4的低温比热容进行测量，低温介质采用液氦和液氮，用液氦抽真空的方法使测试最低温度达到2 K.Yue Danting和 Gao Shengli等［5-6］以液氮为冷却介质，采用绝热量热法分别对泡沫玻璃和铬化物的低温比热容进行测量，并进行低温热力学参数计算.V.V.Novikov等［7］利用绝热量热法在2～300 K温区测试 GdB4的低温比热容.Zhao Junning等［8］建立了一套绝热量热计，在79～395 K温区对C17H17NO4比热容进行测量.对于泡沫类材料，O.Almanza等［9］利用瞬态平板技术对闭孔交联聚乙烯泡沫的热扩散率和比热容进行试验，得到室温结果，并建立一个预测此泡沫热扩散率模型，研究了热扩散率与泡沫密度和泡孔直径的关系.有关采用传统的CFC-11为发泡剂的硬质聚氨酯绝热泡沫的低温比热容已有研究数据可查，但是对于目前广泛采用的过渡型HCFC-141b泡沫及第3代环境友好型泡沫的低温比热容研究甚少.本研究采用绝热量热法，对此3种类型绝热泡沫的低温比热容进行试验，研究温度、密度和发泡剂对聚氨酯绝热泡沫比热容的影响，为今后的低温绝热机构设计提供参考依据，也为研究多孔性材料在低温下热力学特性的数学描述提供依据.1 试验1.1 试样聚氨酯泡沫原料如下:发泡剂HCFC-141b(上海赢盈化工科技有限公司);发泡剂CFC-11(常熟市鸿嘉氟科技有限公司);发泡剂HFC-245fa(浙江蓝天环保化工有限公司);聚醚多元醇4100(工业级，抚顺佳化聚氨酯有限公司);多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)PM-200(烟台万华);三乙醇胺(CP)、二丁基二月桂酸锡(CP，国药集团化学试剂有限公司);硅油(工业级)、阻燃剂三氯乙基磷酸酯(工业级，抚顺佳化聚氨酯有限公司).按照配方将聚醚多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂等混合均匀后加入定量的PAPI，倒入烧杯中，用3 000 r·min-1搅拌器搅拌8～10 s，而后倒入规格为200 mm×200 mm×150 mm的自制模具中进行发泡，经过熟化后开模取出泡沫，进行常规性能测试，过渡型和环境友好型发泡剂所制得的泡沫性能如表1所示.表1 泡沫常规物性发泡剂密度/(kg·m-3) 闭孔率/% 吸水率/(kg·m-3)压缩强度/MPa HCFC-141b 40 96 0.18 0.29 HFC-245fa 40 95 0.15 0.281.2 试验原理依据比热容定义，可知:式中:x表示在升温过程中保持不变的物理量;ΔQ是物体温度升高ΔT时吸收的热量.通常测量的是定压比热容.试样装在绝热卡计的样品筒内，先使待测试样冷却到所要求的最低温度，然后使试样与环境绝热，待温度稳定后提供样品一定的热量ΔQ=PΔt，其中P是电加热功率，Δt是加热时间.等到试样内的温度充分平衡后测出试样的温升ΔT，就可以得到试样在T～(T+ΔT)时的平均比热容加热试样的热量，由通电电流、电压及通电时间计算得到.使试样升高到不同的温度，即可得到试样比热容随温度的变化情况.1.3 试验装置试验装置的绝热技术对于绝热量热法的精度至关重要.测试中，量热计内是真空环境，真空压力为2×10-3Pa，这样气体的对流传热可以忽略.由于盛装试样的试样盒是用导热系数很低的尼龙线悬吊在内绝热屏上，与其他部件不接触，因而通过热传导引起的热损失可忽略.由于测试在真空环境中进行，辐射换热成为一种主要的传热方式，采取了多项措施消除辐射热损失，减小试验误差.试验系统如图1所示. 图1 比热容试验系统样品容器是一个圆柱形容器，高为60 mm，底面直径为40 mm.此容器由铜银合金制成，表面镀铬，并且进行抛光处理，有很高的光洁度.一个圆柱形内绝热屏环绕在试样盒的外部，同样形状的外绝热屏环绕于内绝热屏外部.内绝热屏高度为110 mm，底面直径为55 mm，由厚度为0.5 mm的紫铜板卷焊而成，表面镀铬，且进行抛光处理.外绝热屏与内绝热屏相似.在内、外绝热屏上分别缠绕加热丝，分别由2个绝热控制器控制.在试样与内绝热屏以及内绝热屏与外绝热屏之间各安装一组示差热电堆，每组热电堆由6对镍铬-康铜热电偶对组成，热电堆分别与2个温差控制仪相连，用来调节温差，确保可靠的绝热.这样，由试样盒至浸泡于液氮中的量热器壁有3层真空空间绝热，通过两道绝热屏可以将辐射热降低到最小程度.试验中要保证试样盒、内绝热屏、外绝热屏和量热器内器壁不接触，防止固体导热.另外，在试样上方布置挡热片和锥形挡热器，以进一步降低热损失.测试中，试样温度漂移在±0.001 K·min-1的范围内，符合要求，也就是在此绝热结构设计支持下，基本上限制了试样向周围环境的散热损失.用电热丝加热法对试样进行加热，加热丝为0.2 mm的锰铜加热丝，其电阻约为60 Ω.采用3种不同发泡剂制作的泡沫作为试样，即传统型CFC-11、过渡型HCFC-141b及环境友好型 HFC-245fa.试样加工成内管和外管两部分，加热丝均匀地缠绕在内管外壁上，然后将内管套入试样外管，这种加热丝布置结构避免了在加热中将高温加热丝直接暴露于环境，进而加强了装置的整体绝热性能.采用上海自动化研究所生产的微型铂电阻温度计测量试样温度，精度为0.005 K.铂电阻温度计被置于试样内管中心孔中.冷却系统由杜瓦瓶、真空泵和制冷剂组成.测试中，为得到一个较宽温度范围的比热容值，采用了多种制冷剂分段冷却的方法对聚氨酯泡沫进行冷却，温度范围是60 K至环境温度.60 K的低温采用液氮直接冷却无法得到，采用液氮减压法对试样进行冷却.1.4 试验台检验为验证试验台准确性，采用国际量热学会议推荐的具有标准比热容的α-Al2O3进行了对比试验.表2是α-Al2O3比热容的试验值与文献标准值的比较，误差控制在±5%之内，在工程上是可以接受的.表2 α-Al2O3比热容的试验值与文献［10］标准值比较温度/温度/cp/(J·mol-1·K-1)试验值标准值偏差80 6.726 6.90 2.5 200 50.460 51.33 1.7 100 13.040 12.85 -1.5 220 57.114 58.15 1.8 120 21.078 20.07 -5.0 240 63.490 64.32 1.3 140 28.838 27.94 -3.2 260 69.590 69.86 0.4 160 36.322 36.04 -0.7 280 75.414 74.89 -0.7 180 43.530 43.91 0.8 300 80.960 79.46 -1.9 K cp/(J·mol-1·K-1)试验值标准值偏差K2 结果与分析经检验，试验台完全符合测试要求后，对聚氨酯泡沫的比热容进行测试，如图2所示.试验采用3种发泡剂制作的5种泡沫:零ODP聚氨酯泡沫使用发泡剂HFC-245fa制作，密度分别为40和30 kg·m-3;过渡型使用HCFC-141b，密度分别为40和30 kg·m-3;试验中还测试了使用传统发泡剂CFC-11制得的聚氨酯泡沫的比热容，其密度为30 kg·m-3，结果见图 2.图2 比热容的试验结果由图2知:无论哪种泡沫，其比热容均随着温度的降低而减小.以HFC-245fa为例，当温度从291 K降到60 K时，其比热容从2 380 J·kg-1·K-1降低到370 J·kg-1·K-1，也就是说温度对构成泡孔壁及其骨架的聚氨酯基体和泡孔内的气体比热的影响是非常显著的.试验发现泡沫比热容随着泡沫密度的减小有减小的趋势，但影响不大.这是因为改变泡沫密度，也就是改变了泡沫中气体所占的体积份额，但是由于气体密度很小，泡沫中固体树脂的质量仍然占据了泡沫总质量的绝大部分，所以泡沫比热容仍然由固体树脂支配.在这种情况下，改变泡沫密度并没有改变支配比热容的树脂物性，所以密度对比热容影响不大.另一方面，泡沫比热容由泡孔气体比热容、树脂基体比热容组成，而气体比热容这一部分所占比例很小.试验采用3种发泡剂，HFC-245fa泡沫的比热容较HCFC-141b和HFC-11泡沫稍高.从总体趋势上来看，在低温区，3种泡沫比热容相差较小，随着温度的上升，其差别也逐渐增大，这是因为低温区泡孔中发泡剂气体都已经冷凝成为液体，甚至为固体，发泡剂对比热容的影响逐渐减弱.3 误差分析用绝热量热法进行比热容测定，由平均比热容公式可得最大测量相对误差为式中U和I分别为加热器的加热电压和加热电流，测量误差由5部分组成，具体如下:1)U:测量加热器加热电压的数字电压表精度为2)I:标准铂电阻的精度为0.01级，则电流精度为3)m:试样的质量采用普通天平测量，精度为±0.01 g，由于泡沫密度较小，所以由质量测量引起的误差较大4)T:微型铂电阻的Δ(ΔT)为±0.04 K，5)t:时间的测量精度为总误差为6.8%.4 结论采用绝热量热法对聚氨酯泡沫的比热容进行了测试，建立了一套试验装置.采用内、外两个绝热屏，并且用示差热电堆实现绝热屏之间及其与试样间的温差控制，最大温差限制在1 K以内，这样最大程度保证了试样装置的绝热性.试验结果发现:聚氨酯泡沫的比热容随密度增长而略有上升，但影响不大，HFC-245fa泡沫的比热容较 HCFC-141b和HFC-11泡沫稍高.在低温环境下密度和发泡剂对比热容基本没有影响.参考文献(References)【相关文献】［1］朱吕民，刘益军.聚氨酯泡沫塑料［M］.3版.北京:化学工业出版社，2005.［2］Lim H，Kim E Y，Kim B K.Polyurethane foams blown with various types of environmentally friendly blowing agents［J］.Plastics，Rubber and Composites，2010，39(8):364-369.［3］刘辉明，徐冬，龚领会.固体材料低温比热测量技术综述［J］.低温与超导，2010，38(5):6-10.Liu Huiming，Xu Dong，Gong Linghui.A review of the measurements of the low temperature specific heat of solid materials［J］.Cryo ＆ Supercond，2010，38(5):6-10.(in Chinese)［4］Bissengaliyeva M R，Gogol D B，Bekturganov N S.Low temperature measurementsof the heat capacity and thermodynamic functions of pseudo-malachite Cu5(PO4)2-(OH)4［J］.Thermochimica Acta，2012，532:139-144.［5］Yue Danting，Tan Zhicheng，Di Youying，et al.Specific heat capacity and thermal conductivity of foam glass(Type 150P)at temperatures from 80 to 400 K［J］.International Journal of Thermophysics，2006，27(1):270-281.［6］Gao Shengli，Zhang Sheng，Chen Sanping，et al.Lowtemperature heat capacityand the standard molar enthalpy offormation ofcompound chromium(Ⅲ)tri(pyrazine-2-carboxylate)［J］.Thermochimica Acta，2012，543:118-124.［7］Novikov V V，Mitroshenkov N V，Morozov A V，et al.Heat capacity and thermal expansion of gadolinium tetraboride at low temperatures［J］.Journal of Applied Physics，2012，111(6):1-5.［8］Zhao Junning，Sun Lixian，Tan Zhicheng.Low-temperature heat capacities and thermodynamic properties of N-benzyloxycarbonyl-L-3-phenylalanine(C17H17NO4)［J］.Journal of Chemical and Engineering Data，2010，55(10):4267-4272.［9］Almanza O，Rodr＇iguez-Pérez M A，de Saja J A.Measurement of the thermal diffusivity and specific heat capacity of polyethylene foams using the transient plane source technique［J］.Polymer Inter National，2004，53:2038-2044.［10］Ditmars D A，Ishihara S，Chang S S，et al.Enthalpy and heat-capacity standard reference material:synthetic sapphire(α-Al2O3)from 10 to 2 250 K［J］.Journal of Research of National Bureau Standards，1982，87(2):159-163.。
水发泡增强硬质聚氨酯泡沫塑料的制备与性能研究的开题报告
水发泡增强硬质聚氨酯泡沫塑料的制备与性能研究的开题报告一、研究背景硬质聚氨酯泡沫塑料是一种应用广泛的新型材料，具有高强度、轻质、热绝缘、隔音、阻燃等优点。
但是，传统的制备方法存在一些问题，如聚氨酯预聚体价格昂贵、添加剂使用量大等，因此需要寻求新的制备方法。
水发泡是一种低成本、环保的制备方法，利用水作为发泡剂，将环保聚氨酯与水混合制备成泡沫塑料，在制备过程中不需要使用卤素等添加剂，具有环保、节能、低成本等优点。
二、研究目的和意义本次研究旨在探究水发泡对硬质聚氨酯泡沫塑料制备过程及其性能的影响，具体目的包括：（1）优化水发泡的制备条件，提高泡沫塑料的密度、力学性能等。
（2）研究不同比例的水发泡剂对泡沫塑料的性能影响，提高泡沫塑料的热绝缘、阻燃性等。
（3）探究水发泡对泡沫塑料微观结构和宏观性能的影响，为泡沫塑料的制备和应用提供参考。
三、研究内容和方法（1）水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料制备过程中，将控制泡沫塑料的密度、力学性能等参数的变化，对制备条件进行优化。
（2）采用热重分析、力学性能测试等手段，分析不同比例的水发泡剂对泡沫塑料性能的影响。
（3）采用扫描电镜、X射线衍射仪等仪器，对泡沫塑料的微观结构进行分析，探究水发泡对泡沫塑料性能的影响机制。
四、研究预期结果（1）对水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料制备工艺进行优化，制备出密度更高、力学性能更优的泡沫塑料。
（2）研究不同比例水发泡剂对泡沫塑料的影响趋势和机制，提高泡沫塑料的热绝缘、阻燃等性能。
（3）通过分析水发泡制备出的泡沫塑料微观结构和宏观性能，为泡沫塑料的制备和应用提供参考。
五、研究进度安排第一年：文献综述、制备工艺优化和性能测试。
第二年：微观结构分析和性能机制研究。
第三年：结果分析和论文撰写。
六、经费预算本次研究所需经费主要包括材料费、设备费、差旅费等，预计总经费为30万元。
七、结论本次研究旨在探究水发泡对硬质聚氨酯泡沫塑料制备过程及其性能的影响。
通过制备工艺优化和不同比例水发泡剂的测试，得出了不同密度、不同力学性能的泡沫塑料，并通过微观结构分析和性能机制研究，深入探究了水发泡在泡沫塑料制备过程中的机制，并为泡沫塑料的制备和应用提供了参考。
对聚氨酯硬质泡沫的低温应用分析
对聚氨酯硬质泡沫的低温应用分析发布时间：2022-03-22T08:28:29.222Z 来源：《福光技术》2022年4期作者：袁明华[导读] 深入分析“聚氨酯硬质泡沫”的特征，可知其具有较强的绝缘性能，目前被广泛应用在各个领域。
南京红宝丽聚氨酯有限公司摘要：本文主要分析了聚氨酯硬质泡沫的特征及制备要点，其次阐述了聚氨酯硬质泡沫的低温应用研究策略，通过相关分析希望进一步提高聚氨酯硬质泡沫的低温应用效果，仅供参考。
关键词：聚氨酯硬质泡沫；低温条件；绝缘性能；应用策略1聚氨酯硬质泡沫概述1.1特征深入分析“聚氨酯硬质泡沫”的特征，可知其具有较强的绝缘性能，目前被广泛应用在各个领域。
不仅如此，聚氨酯硬质泡沫自身的强度、硬度、密度等，会在受到原料配方这项因素的影响发生改变，并且成型施工非常方便。
在低温条件下应用聚氨酯硬质泡沫，主要目的是降低具体的应用成本，在推动聚氨酯硬质泡沫及其管道制品输送超低温液体工程发展同时，为各个领域发展提供重要保障。
聚氨酯硬质泡沫在自身独特性能的作用下，在绝缘领域中发挥重要作用。
1.2制备要点一是在箱体内自由发泡。
比如：在实际开展制备工作时，在塑料杯中严格按照前期制定好的配方比例，依次加入多元醇、泡沫稳定剂、催化剂、阻燃剂、发泡剂等，并要对其进行均匀搅拌；科学合理地加入在前期阶段就已经称量好的异氰酸酯，并保证高速搅拌的时间在6-10s范围内；之后也要快速地将相应的物料倒入进铁制的模具内，并使其自由发泡。
在完成上述各个环节的操作之后，需要精准测定乳白时间、纤维时间、不粘时间，需要等到泡沫彻底熟化之后，再依据标准要求开展切割工作，并且也要做好聚氨酯硬质泡沫各类性能测定工作。
二是筒状爬升发泡。
比如：在应用此种方法制备聚氨酯硬质泡沫时，以使用周长为36cm、封住一端的塑料膜筒状模具为主，在其内部加入合适量的混合均匀地组织聚醚、异氰酸酯等物料，并要保证垂直放置，使泡沫向上爬升[1]。
此外，不能忽视的工作是精准记录泡沫的具体爬升高度、爬升时间，在泡沫处于“彻底固化”状态之后，以5cm一段切10个样，并做好各段的密度和压缩强度测量工作。
新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究_吴蓁
近几年来发泡技术得到了较快的发展，新的发泡材料也不断出现。
当今环境保护是世界的重大课题之一，传统的泡沫塑料发泡剂氟氯烃（ＣＦＣ），因具有较高的臭氧损耗值（ＯＤＰ），一旦进入大气层就会极大的消耗臭氧。
我国环保部门提出在２００７年前禁止生产和使用ＣＦＣ作为发泡剂。
世界各国都在寻求一种新型环保的发泡剂来代替ＣＦＣ。
经过多年的研究，已开发出了多种零ＯＤＰ发泡剂，主要有ＨＦＣ（氢氟碳化合物）系列、ＣＯ２、戊烷系列等，其中已获得商业应用的主要有ＨＦＣ－２４５ｆａ、ＨＦＣ－３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ－３６５／２２７、戊烷系列等［１－７］。
我国目前在聚氨酯建筑保温中尚普遍使用ＨＣＦＣ－１４１ｂ发泡剂，对于新型发泡剂的取代尚未进行细致的系统研究。
同时，有关泡体结构与泡体性能关系的相关研究也少见报道。
本文主要通过组合聚醚及聚氨酯硬泡的制备及相关性能分析，探究新型发泡剂在聚氨酯泡体中的发泡效果与泡孔结构，研究新型发泡剂与组合聚醚的互溶性及泡体的性能，为进一步研究打下基础。
１实验１．１原料摘要：通过组合聚醚与聚氨酯硬泡的制备，对发泡剂ＨＦＣ－３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ－３６５／２２７和水的发泡效果、泡体结构、与组合聚醚的互溶性及泡体力学性能等进行了研究，并与ＨＣＦＣ－１４１ｂ进行了比较。
研究结果表明，ＨＦＣ－３６５ｍｆｃ、ＨＦＣ－３６５／２２７与组合聚醚均有较好的溶解性与配伍性；在等质量下，两者在聚氨酯中的发泡效果稍差于ＨＣＦＣ－１４１ｂ；而在等摩尔加入量时，ＨＦＣ－３６５／２２７的泡孔结构较均匀，平均孔径较小，且所制备泡体的拉伸强度较高，断裂伸长率较大；全水发泡所制得的泡体密度较大。
关键词：环保型发泡剂；聚氨酯硬泡；保温材料；发泡效果；泡体结构；力学性能中图分类号：ＴＱ３２８．３文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－７０２Ｘ（２００８）０１－００４２－０５Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｎｅｗｇｒｅｅｎ－ｂｌｏｗｉｎｇａｇｅｎｔｓｉｎｒｉｇｉｄｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｆｏａｍＷＵＺｈｅｎ１，ＧＵＯＱｉｎｇ２（１．ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｇｈａｉＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆｏａｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｆｏａｍ，ｍｕｔｕａｌｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｏｆｐｏｌｙｅｔｈｅｒｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｎｄｂｕｂｂｌｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｌｏｗｉｎｇａｇｅｎｔＨＦＣ－３６５ｍｆｃ，ＨＦＣ－３６５／２２７ａｎｄｗａｔｅｒｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｅｔｈｅｒｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｎｄｒｉｇｉｄｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｆｏａｍａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＨＣＦＣ－１４１ｂ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｎｅｓｓｏｆＨＦＣ－３６５ｍｆｃ，ＨＦＣ－３６５／２２７ｗｉｔｈｐｏｌｙｅｔｈｅｒｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｒｅｐｒｅｔｔｙａｎｄｔｈｅｆｏａｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆＨＦＣ－３６５ｍｆｃ，ＨＦＣ－３６５／２２７ｉｓｓｌｉｇｈｔｌｙｉｎｆｅｒｉｏｒｔｏＨＣＦＣ－１４１ｂａｔｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍａｓｓ，ｂｕｔｔｈｅｂｕｂｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍａｎｄａｖｅｒａｇｅｂｕｂｂｌｅｓｉｚｅｉｓｓｍａｌｌｅｒｗｉｔｈＨＦＣ－３６５／２２７ｔｈａｎＨＣＦＣ－１４１ｂａｔｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍｏｌａｒｃｏｎｔｅｎｔ．ＴｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｂｒｅａｋｉｎｇｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｏｆｆｏａｍｍａｄｅｂｙＨＦＣ－３６５／２２７ａｒｅｈｉｇｈｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｌｓｏｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｎｓｉｔｙｏｆｆｏａｍｐｒｅｐａｒｅｄｗｉｔｈｗａｔｅｒａｓｆｏａｍｉｎｇａｇｅｎｔａｌｏｎｅｉｓｈｉｇｈｅｒ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｇｒｅｅｎ－ｂｌｏｗｉｎｇａｇｅｎｔ；ｒｉｇｉｄｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｆｏａｍ；ｔｈｅｒｍａｌｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌ；ｆｏａｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔ；ｂｕｂｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究吴蓁１，郭青２（１．上海应用技术学院，上海２００２３５；２．上海市建筑科学研究院，上海２０００３２）收稿日期：２００７－０８－２２作者简介：吴蓁，男，１９６０年生，江苏苏州人，教授。
新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究
减少。另外，卤代烃还对大气环境产生温室效应 ，缓 慢地使地球变暖，具有较 高的Ｇ Ｐ （ Ｗ 地球温暖潜值，
或称地球温 室效应值 ）［。 ９ ３
维普资讯
◆ 应用研究 ◆
吴 ， ： 型 保 发 剂 氨酯 泡中 应用 蓁 等 新 环 型 泡 在聚 硬 的 研究
新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究
吴蓁 ，郭青
（． １ 上海应用技术学院 ，上海 ２ ０ ３ ； ０２ ５ ２ 上海市建筑科学研 究院，上海 ２ ０ ３ ． ０ ０ ２）
一
步研 究打下基础 。
１ 实 验
１ １ 原 料 ．
发泡剂 ：Ｈ Ｃ ３ ５ ｆ 、Ｈ Ｃ ３ ５ ２ ７ ８ ／ ３ 、 Ｆ － ６ ｍ ｃ Ｆ 一 ６ ／ ２ （７ １ ） Ｈ Ｆ－ ４ ｂ ＣＣ １ １ ，工业级 ，苏威氟化学有限公司：聚醚： Ｚ －８ 、Ｚ一 ２ ６ Ｓ ４０ Ｓ ８ ２ 、 Ｔ － ０ ，工业级，金浦集团江 Ｄ４３
醚均 有较好的溶解性与配伍性 ；在等质量下 ，两者在 聚氨 酯中的发泡效果稍差于Ｈ Ｆ 一 ４ ｂ Ｃ Ｃ １ １ ￣而在等摩尔加入量时 ，Ｈ Ｃ Ｆ一 ３５２７ ６ ／ ２ 的泡孔结构较均匀 ，平均孔径较 小，且所制备泡体的拉伸强度较 高，断裂 伸长率较大 ；全水发泡所制得 的泡体密 度较大。 关键 词：环保型发泡剂；聚氨酯硬泡；保温材料 ；发泡效果 ；泡体结构；力学性 能
１ ２ 聚氨酯硬 泡制备 工艺 ．
１２ １ 组合聚醚制备工艺 ．． 在常温下 ，将一定量 的混合 聚醚多元醇 、发泡
剂在聚氨酯泡 体中的发泡效果 与泡孔结构 ，研 究新 型发泡剂与组合聚 醚的互溶性及泡体 的性能 ，为进
聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统研究报告
聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统研究报告目录一、聚氨酯与建筑节能（一）聚氨酯概念（二）聚氨酯泡沫塑料的类型与特点（三）硬质聚氨酯泡沫塑料的应用领域（四）硬质聚氨酯泡沫的环保要求（五）硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑节能领域中的应用二、技术体系构造及工艺说明（一）体系构造设计（二）工艺说明三、试验研究分析（一）材料试验研究1、聚氨酯硬泡材料的研究1.1 导热系数分析1.2 闭孔率对聚氨酯性能的影响1.3 尺寸稳定性分析1.4 阻燃性试验1.5 吸水率试验1.6 粘结强度试验1.7 抗压、抗拉强度试验1.8密度对聚氨酯性能的影响1.9 热膨胀系数分析1.10 使用寿命分析2、配套材料研究与分析2.1 基层处理材料的研究与分析2.2 聚氨酯表面处理材料研究与分析2.3 找平材料的研究与分析（二）施工过程的研究与分析1、聚氨酯硬泡保温层施工过程研究1.1墙体基层因素1.2 环境温度与墙体表面温度的影响1.3 水分对喷涂发泡的影响1.4 风的影响1.5 喷涂厚度的确定1.6 喷涂距离与角度的确定1.7 聚氨酯硬泡保温层界面处理2、找平层施工过程研究2.1抹灰周期的确定2.2 胶粉聚苯颗粒保温浆料抹灰工艺的确定3、抗裂层、饰面层（涂料）作法施工过程研究四、工程应用与技术经济效益分析（一）应用概况（二）山水汇豪6#、8#楼的应用与技术经济效益分析五、总结（一）保温效能好（二）稳定性强（三）有较好的防火性能（四）抗湿热性能优良1、水密性好2、墙内不会结露3、能耐受当地最严酷的气候及其变化（五）耐撞击性能优于EPS等保温材料（六）对主体结构变形适应能力强，抗裂性能好（七）耐久性满足25年要求（八）具有良好的施工性能（九）易于维修性强（十）环保性能好一、聚氨酯与建筑节能（一）聚氨酯概念聚氨酯（polyureathane,PU）是聚氨基甲酸酯的简称。
凡是在高分子主链上含有许多重复的基团的高分子化合物统称为聚氨基甲酸酯。
一般聚氨酯由多异氰酸酯与多元醇化合物相互作用而成。
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ＨＣ ℃一１１ Ｆ ４ ｂ的应用 必然对 硬质 聚氨酯 泡 沫塑料 的 性质、 制备工 艺产生 影 响 ， 尤其在 工业化 过程 中。 同
时 ＨＣ Ｃ一１ １ Ｆ ４ ｂ的 Ｏ ＤＰ与 Ｇ ＷＰ都不 为 零 ， Ｆ ＨＣ Ｃ
一
昂贵 ， 泡沫发泡速度较快 ， 影响聚醚 的流动性 ， 同时 聚氨酯 硬泡 表皮 易发酥 发脆 。ＨＣ Ｃ一１ １ Ｆ ４ ｂ作 为 硬
３（３ ３ ３ ％三 乙烯 二胺 的二 丙二 醇 溶液 工业 级 ） 二 ，
泡发泡剂 ， 符合建筑业绝缘和制冷器绝缘材料的发 泡要求 ， Ｄ ＝０ １ ， ＷＰ ．９ Ｏ Ｐ ． １Ｇ ＝０ ０ 。虽然其 Ｏ Ｐ不 Ｄ 为零 ， 不是理想 的发泡剂 ， 将来一定会被第三代发泡
第３ ９卷 第 ５ 期 ２１ ０ ０年 ５月
化
工
技
术
与
开
发
ＶＯ ． ９ Ｎｏ ５ １３ ． Ｍａ ２ １ ｖ． ０ ０
Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ＆ Ｄｅ ｅ ｐ ｅ ｔ ｆＣｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔｙ ｃ ｎ ｌｇ ｖ ｌ ｍ ｎ ｅ ｃｌＩ ｄ ｓｒ ｏ ｏ
发 泡 剂对 聚 氨酯 硬 泡 保 温 塑 料低 温 尺 寸稳 定 性 的研 究
的研究 ， 结果表明 ： Ｈ Ｆ 当 Ｃ Ｃ一１ １ ４ ｂ与水 的复合发 泡剂制备的聚氨酯硬质泡沫塑料 可以用于 冰箱保 温， 密度与尺寸 稳定性 能满足冰箱在低 温下的要求 。
关键词 ： 聚氨酯硬泡 ； 复配发泡剂 ； 稳定性
中 图 分 类 号 ： Ｑ １ ．５ Ｔ ３４２９ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １９０ （０ ０ ０ —０ ３０ １ ７—９ ５２ １ ）５０ １—３
一
１１ ４ ｂ的减量使 用 ， 环境 保 护意 义重 大 。本 论 文 对
室效应 值 ）所 以发 泡 剂 Ｃ Ｃ １势 必 被 禁 止 使 用 。 ， Ｆ１
１ ８ 年 ， 些 国 家 签 订 了 “ 特 利 尔 协 定 书 ” 对 ９７ 一 蒙 ，
初探了 Ｈ Ｆ Ｃ Ｃ一１ １ ４ ｂ与水 复 配发 泡剂 替代 Ｃ Ｃ １ Ｆ １， 添加 白炭黑增 强剂 ， 聚 氨 酯泡 沫 塑料 在低 温 下 尺 使
发泡 剂在 聚氨酯 硬质 泡沫塑 料 中是 不 可缺 少 的
剂所取 代 ， 但考 虑实 际情 况 、 资金 问题 ， 价 格不 是 其 很高 ， 不需要 对原 有 的发 泡 设 备 和生产 环 境进 行 大 改造 ， Ｃ Ｃ－１ １ 是 可 以应用 的一类发泡 剂［￣ ｌ Ｈ Ｆ ４ｂ １ ６。 综上所 述 ， Ｆ ＨＣ Ｃ一 １１ ４ ｂ是 目前 最 适 合 作 为
金 雪华 司朗诵 朱 ， ，
（． １ 温州大学化学与材料工程学 院 ， 浙江 温州 摘
旭 赵亚娟 ，
３３ ０ ） ２ ３０
３ ５ ０ ；． ２ ０ ０ ２ 浙江凯思电池有限公司， 浙江 遂 昌
要 ： Ｆ ｝Ｃ ℃一１ １ ４ ｂ与水复合制备了复合发泡剂 ， 并对其在 低温情况下对聚氨酯硬泡塑料的尺寸稳定性进行
基金项 目：０８ ２０ 年度浙江省大学生科技创新项 目 资助
甲基环 己胺（ ＭＣ ） 工业级）多异氰酸酯 ， Ｄ ｝ （ ， 白炭
黑 Ａ一３ ０ ８。
作者简介 ： 金雪华 ， ， 女 硕士生 ， 主要 研究方 向 ： 聚氨酯材料 的开发 通讯联 系人 ： 赵亚娟 ， ， 女 副教授 ， 主要研究方 向 ： 精细化学 品的合成 收 稿 日期 ：０ ９１ ９ ２ ０ —２２
１ 实 验 部 分
１ １ 主要药 品 ．
类 发泡 剂 的运 输 、 存 、 储 组合 聚 醚 的配 制 、 泡 现 场 发 等必然 增加 了易燃 易 爆 的危 险 性 。Ｈ １ ＦＥ一２５ａ泡 ４ｆ 沫保温 隔热性 能优 良 ，ＤＰ＝０ Ｇ Ｏ ， ＷＰ＝０ ２ 但 价 格 ．，
聚 醚 ４ １（ 值 ４０ ～４０ｍ Ｋ Ｈ ） 聚 醚 １０ 羟 ０ ６ ｇ Ｏ ， ６ ５羟 值 ４ ０ ５ ０ｍｇ ＯＨ ／ ３（ ８ ２ Ｋ ｇ工业 级 ）ＨＣ Ｃ一 ， Ｆ １ １（ ４ ｂ工业 级 ）泡 沫稳 定 剂 Ｊ Ｙ一３２ （ 业级 ）Ａ ， Ｓ ０２ 工 ，
验， 主要考 察 了使 用复 合 发 泡剂 的聚氨 酯硬 泡 保 温 材料 的低温 尺寸稳定 性， 验结 果证 明 Ｈ Ｆ 实 Ｃ Ｃ一 １ １ 配 发 泡 剂 可 以替 代 Ｃ Ｃ １发 泡 剂 ， 得 的 ４ ｂ复 Ｆ１ 所
泡剂 主要 有碳 氢 类 、 Ｃ一２５ａＨＣ Ｃ一１１ ＨＦ ４ ｆ、 Ｆ ４ ｂ等 。
聚氨酯 泡沫保 温材 料能够 满足 电冰箱保 温层低 温尺 寸稳 定 的要求 。
碳氢类 发 泡剂 的价 格 不 是很 高 ， 保 ， Ｄ 环 Ｏ Ｐ＝０ ， ＧＷＰ＝２ ， ５ 然而 它需要 对原 有 的 发泡设 备 和生 产 环
境进行 防爆技 术 改 造 ， 次性 投入 很 大 。另 外 碳 氢 一
Ｃ Ｃ等 ＯＤ Ｆ Ｐ值 （ 氧 消耗 潜 值 ） 高 的化 学 物 质 的 臭 较
使 用进行 严格 限 制 ， 泡剂 的替 代 物开 发 成 为 研 究 发 的热点 。 在 硬质 聚氨 酯泡沫 塑料 中， 可取 代 Ｃ Ｃ １的发 Ｆ１
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
寸稳 定 。在 余 姚 电 冰 箱 厂 进 行 冰 箱 保 温层 发 泡 实
“ 渡 性 ” 硬 质 聚氨 酯 泡 沫 塑料 的 发 泡 剂， 过 的 但
成分之 一 ， 早 使 用 的发 泡 剂 是 Ｃ Ｃ １ 三 氯 一 氟 最 Ｆ １（ 甲烷 ） 因其化学性 质稳 定 ， ， 不燃 ， 低毒 ， 沸点 适宜 ， 与 聚氨酯 原料 相容 性 好 ， 腐蚀 ， 无 价格 低 ， 泡 工 艺 简 发 单等特 点 ， 在聚氨 酯泡 沫塑 料生产 中得 到广 泛应 用 。 然而科 学 家发现 Ｃ Ｃ １破坏 臭氧层 ， Ｆ１ 导致 地球 表 面 的紫外 线 明显 增 加 ， 人类 健 康 和 生态 环 境 带 来 危 给 害 。另外 Ｃ Ｃ １ 能产 生温 室效应 ， 慢 地使 地 球 Ｆ １还 缓