聚氨酯化学与工艺9泡沫讲解
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聚氨酯硬泡的浇注成型可采用手工发泡 或机械发泡，机械发泡可采用间歇法及连续 法发泡方式。
硬泡浇注方式用于生产块状硬泡、硬泡 模塑制品，在制件的空腔内填充泡沫，以及 其它的现场浇注泡沫。
块状硬泡及模塑发泡：块状硬质泡沫塑 料指尺寸较大的硬泡块坯，一般可用间隙式 浇注或连续发泡机生产。块状硬泡切割后制 成一定形状的制品。模塑硬泡一般指在模具 中直接浇注成型的硬泡制品。
材料
P U硬泡 聚苯乙 烯泡沫 矿物棉
膨胀 硅藻土
导热系数 /[kcal(m·h·℃
)]
0.020
保温层厚 度/mm
25
材料 轻软木
导热系数 /[kcal(m·h·℃
)]
0.050
保温层 厚度/mm
50
0.035
40
纤维板
0.056
65
0.040 0.045
45
混凝
0.300
380
土块
50
普通砖
0.600
聚氨酯硬泡在建筑、石油化工、冷藏、 造船、车辆、航空、机械、仪表等工业部门 广泛应用，作绝热材料和结构材料，其中最 主要的应用领域有：用作冰箱、冷柜、冷藏 集装箱、冷库等的保温层材料，石油输送管 道及热水输送管道保温层，建筑墙壁及屋顶 保温层、保温夹心板，等等。
聚氨酯硬质泡沫的特点：
①、聚氨酯泡沫具有重量轻、比强度高、尺寸稳定性 好。硬泡的密度一般低于150kg/m3,包装行业低达 8kg/m3，一般的绝热硬泡密度在28～60kg/m3。
及水发泡体系等。
按是否连续化生产可分为间歇法和连续法。 按操作步骤中是否需预聚可分为一步法及预聚
法（或半聚法）。 1.手工发泡及机械发泡
手工发泡劳动生产率低，原料利用率低， 有不少原料粘附在容器壁上。成品率低。
2.一步法及预聚法
目前，硬质聚氨酯泡沫塑料都是用一步 法生产的，也就是各种原料进行混合后发泡 成型。
官能度 2.7 2.7 2.8 3.0 － － － － － － － － 2.7
用途 粘合剂、硬泡 浇注及喷涂硬泡 喷涂硬泡 PIR硬泡 喷涂硬泡、板材 通用 浇注硬泡 高密度模塑泡沫 涂料、硬泡 喷涂硬泡 喷涂硬泡 硬泡、半硬泡等 硬泡等
注：PM为烟台万华产品， Millionate及Coronate为日本聚氨酯株式会社牌 号， Lupronate为德国BASF产品，PAPI 27为美国DOW化学产品
(3)戊烷发泡剂
用于聚氨酯硬泡烷烃类发泡剂主要是戊烷类化 合物，其中，环戊烷最为常用。该类发泡剂的臭氧消 耗潜值（ODP）为零，且GWP几乎为零，是一类对 环境友好的发泡剂。缺点是烃类具有易燃性，与空气 的混合物在一定条件可产生爆炸，故必须增添一些安 全设施，设备成本较高。
(4)水
水是聚氨酯泡沫中的化学发泡剂，但低密度时 泡沫脆、强度、尺寸稳定性、绝热性能差，且消耗多 的异氰酸酯。全水发泡的聚氨酯硬泡可用于非绝热用 途。
3.发泡剂 (1)CFC发泡剂 CFC-11（一氟三氯甲烷）具有不燃、沸点(24℃)适宜、易于
气化、气相热导率低、毒性低、与多元醇原料相容性好、无 腐蚀性、价格低、发泡工艺简单等特点。
CFC-12（二氯二氟甲烷）易挥发，沸点约-30℃。 (2)HCFC及HFC发泡剂
HCFC-141b(氢氯氟烃类）是目前用于硬泡的主要发 泡剂，是一种CFC－11的过渡性替代物。
860
③、粘合力强 聚氨酯硬泡对钢、铝、不锈钢等金属，对木材、
混凝土、石棉、沥青、纸及PE、PP等以外的多数塑 料，都具有良好的粘接强度。 ④、老化性能好，绝热使用寿命长
实际应用表明：在外表皮未被破坏时，在-190～ 70℃下长期使用，寿命可达14年之久。显示出优越的 抗老化性能。使用非渗透性饰面材料，在长期使用的 过程中，能始终保持优异的隔热效果。
日本绝热硬泡标准
低密度硬泡：25～30kg/m3 中密度硬泡：40～60kg/m3 高密度硬泡：大于150kg/m3
在－20℃条件下存放24h，硬质泡沫体的线性变化率小于1％
②、聚氨酯硬泡的绝热性能优越 聚氨酯硬泡的闭孔结构含量大于90％，封闭在
泡孔内的气体具有极低的热传导系数。 建筑材料绝热性能比较
由于泡沫在发泡过程中出现平行发泡方 向的长轴和垂直发泡方向的短轴的泡孔结构， 使得泡沫体在平行发泡方向上的力学性能均高 于垂直发泡方向的力学性能，且这种力学性能 随温度的上升而下降。
温度对硬泡力学性能的影响
聚氨酯硬质泡沫塑料的绝热性能主要取 决于材料的泡孔结构和填充在泡孔中气体的导 热性质以及这些气体渗透扩散性。根据有关理 论研究指出，泡沫塑料的热传导性基本有3种 途径，即气体传导(kg)、固体传导(ks)和辐射 传导（kr)，这3种传导方式的总和即构成材料 的导热系数k。
4.泡沫稳定剂
用于聚氨酯硬泡配方的泡沫稳定剂一般 是聚二甲基硅氧烷与聚氧化烯烃的嵌段聚合 物，目前大多数泡沫稳定剂以Si－C型为主。 应用于硬泡的有机硅稳定剂，除了起到泡沫 稳定、均化作用外，还要提高泡孔的闭孔率。 （德国高斯米特硬泡稳定剂举例）
5.催化剂 硬泡配方的催化剂以叔胺为主，
在特殊场合可使用有机锡催化剂。（常用催 化剂举例）
硬泡的催化剂选择，除考虑各种催化剂 的活性之外，还应注意硬泡制品的特点。
6.其它助剂 根据聚氨酯硬泡制品的不同用
途要求与需要，还可在配方中加入阻燃剂、 开孔剂、发烟抑制剂、防老剂、防霉剂、增 韧剂等助剂。
4.6.3 聚氨酯硬泡结构与性能的关系
聚氨酯硬泡属于高交联度、低密度闭孔网 状结构泡沫体。根据配方不同和加工条件的差 异，在聚合物主链结构中存在某些特征基团， 如氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲等，使聚 氨酯硬泡具备各种优异的性能。在近期发展的 聚氨酯硬泡产品中，还在硬泡配合物分子结构 中增加了异氰尿酸酯、碳化二亚胺等特性基团， 使得这种材料获得更高的耐热性能，扩大了聚 氨酯硬泡绝热材料应用范围。
K=kg+ks+kr
在通常情况下，辐射传导方式只有在温度较高 的情况下才比较显著，在温度较低时(如小于230k)， 其辐射传热极小，可以忽略不汁 因此，聚氨酯硬泡 在50～150℃的普通绝热使用范围内，主要的热传导 方式将取决于气体热传导和固体热传导，其中以占 有体积比例较大的气体热传导性的影响最大。在高 闭孔率的聚氨酯硬泡中，封闭在孔穴小的CFCs化合 物气体的导热系数很低，使材料具有优异的绝热保 温性能。
⑤、反应混合物具有良好的流动性，能顺利地 充满复杂形状的模腔或空间。 聚氨酯硬泡制备的复合材料重量轻，易 于装配，且不会吸引昆虫或鼠类咀嚼，经久 耐用。
⑥、聚氨酯硬泡生产原料的反应性高，可以实 现快速固化，能在工厂中实现高效率、大批 量生产。
4.6.2 原料体系
聚氨酯硬泡是由聚醚(或聚酯)多元醇及多 异氰酸酯在发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂等助 剂的存在下反应面而制得的。原料体系与其它 聚氨酯制品(包括与聚氨酯软泡)不同，如：用 于制造聚氨酯硬泡的聚醚通常是高官能度聚醚 多元醉，异氰酸酯组分以粗MDI(PAPI)为主。
聚氨酯化学与工艺
Chap.4 聚氨酯泡沫塑料
• 4.6 硬质聚氨酯泡沫塑料 • 4.7 聚氨酯半硬泡
教学目的及要求
通过本节的学习，掌握聚氨酯硬泡、 半硬泡的性能，原料体系，硬泡的结构与 性能的关系，硬泡成型工艺，了解几种聚 氨酯硬泡制品的制造，了解聚异氰脲酸酯 泡沫塑料的特点和主要用途。
4.6 硬质聚氨酯泡沫塑料
预聚法优点是：发泡缓和，泡沫中心温度低， 适合于模制品；缺点是：步骤复杂、物料流 动性差，对薄壁制品及形状复杂的制品不适 用。自从聚合MDI开发成功后，TDI已基本上 不再用作硬质泡沫塑料的原料，一步法随之 取代了预聚法。
4.6.4.2 浇注成型(casting molding)工艺
浇注发泡就是将各种原料混合均匀后， 注入模具或制件的空腔内发泡成型。
(2)喷涂发泡式工艺对原料的要求
用于喷涂的聚氯酯原料，要求快速固化，否则 从垂直向下流挂，故一般采用高活性催化体系，如 三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯等。
喷涂组合料的粘度比较低有利于在极短的时间 内混合均匀。
组合料的固化速度应调节在适当的范围，如乳 白时间3～5s，不粘时间10～20s。
2.异氰酸酯
目前用于硬泡的异氰酸酯主要是多亚甲 基多苯基多异氰酸酯（一般称PAPI)，即粗MDI、 聚合MDI。（列举几种用于硬泡的PAPI的性质）
几种PAPI产品的质量指标
品种 PM-100(原MR) PM-200 PM-300 PM-400 Millionate MR-100 Millionate MR-200 Millionate MR-200S Coronate 1400 Coronate 1107 Coronate 1130 Coronate 1132 Lupronate M20s PAPI 27
• 4.6.1 • 4.6.2 • 4.6.3 • 4.6.4 • 4.6.5 • 4.6.6
聚氨酯硬泡的性能 原料体系 硬泡的结构与性能的关系 硬泡成型工艺 几种聚氨酯硬泡制品的制造 聚异氰脲酸酯泡沫塑料
4.6.1 聚氨酯硬泡的性能
硬质聚氨酯泡百度文库塑料(rigid PU foam)简称 聚氨酯硬泡，这类泡沫塑料具有绝热效果好、 重量轻、比强度大、耐化学品优良以及隔音 效果好等特点。已成为一类重要的合成树脂 绝热材料，用量仅次于聚氨酯软泡。
聚氨酯硬质泡沫塑料是由网络骨架组成， 在低密度聚氨酯硬泡中，作为高聚物网络骨架 大多数的聚氨酯硬泡材料体积约占5％～15％， 而气泡中包含的气体体积约占85％～95％。都 属闭孔型泡沫结构。因此，聚氨酯硬泡的泡沫 结构及所包括的气体都将对材料产生很大影响。
根据高倍电子显微镜观察，聚 氨酯泡沫塑料的泡孔结构主要呈现为 五边形构成的十二面体结构(上图)。 泡沫体在发泡成型的过程中，泡孔的 立体结构受到聚合物网络骨架、发泡 时产生气体的扩散等各种内力和外力 综合作用的结果。另外，在泡沫形成 时，随着泡沫的上升，在内、外力的 作用下，
1.多元醇 用于硬泡配方的聚醚多元醇一般是高官能度、
高羟值(低分子量)聚氧化丙烯多元醇，有时为了方便 而称之为“硬泡聚醚”，其羟值一般为350～ 650mgKOH／g范围，官能度一般在3~8之间。
按硬泡聚醚起始剂的不同，可分为甘油聚醚、 山梨醇聚醚、季戊四醇聚醚、蔗糖聚醚、淀粉聚醚、 胺类聚醚等。通用的硬泡聚醚多元醇大多是以蔗糖 及其混合物为起始剂。
4.6.4.3 聚氨酯硬泡喷涂成型
喷涂发泡成型(spray coating)即是将 双组分聚氨酯硬泡组合料直接喷射到物件 表面而发泡成型。可用于冷库、粮库、住 宅及厂房屋顶、墙体、贮罐等领域的保温 层施工。
(1)喷涂发泡成型的优点： 不需要模具；无论是水平面、垂直面、顶
面、形状简单或复杂的表面都可通过喷涂方 法形成泡沫保温层；劳动生产率高；喷涂发 泡所得的硬质聚氨酯泡沫塑料无接缝，绝热 效果好，兼具一定的防水功能。
生成的泡孔结构并非是理想的十二面体 结构，而是在发泡方向上距离较长，在与发 泡的垂直方向上较短，即L＞ω。长轴L与短 轴ω之比可定义为孔形系数α，即α ＝L／ ω。不同密度泡沫体的α值不尽一致，根据 检测，随着泡沫体密度的增加，α值趋向接 近L。另外，当网络骨架聚合物体积含量大于 30％时，泡沫的结构将更趋向于球形。
NCO质量分数/% 30.0~32.0 30.5~32.0 30.0~32.0 30.0~32.0 30.5~32.0 30.5~32.0 31.0~32.5 29.0~31.0 30.5~32.5 31.0~32.0 31.0~32.0 30.5~31.5 31.4
粘度（25℃） 100~200 150~250 250~300 350~700 150~250 150~250 100~200 400~700 100~200 80~130 60~100 170~250 180
4.6.4 硬泡成型工艺
4.6.4.1 聚氨酯硬泡的基本生产方法
聚氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比较简单。 按施工机械化程度可分为手工发泡及机械发泡， 根据发泡时的压力，可分为高压发泡及低压发泡。 按成型方式可分为浇注发泡及喷涂发泡。 按具体应用领域，制品形状又可分为块状发泡、模塑
发泡、保温壳体浇注等。 根据发泡体系可分为HCFC发泡体系、戊烷发泡体系
硬泡浇注方式用于生产块状硬泡、硬泡 模塑制品，在制件的空腔内填充泡沫，以及 其它的现场浇注泡沫。
块状硬泡及模塑发泡：块状硬质泡沫塑 料指尺寸较大的硬泡块坯，一般可用间隙式 浇注或连续发泡机生产。块状硬泡切割后制 成一定形状的制品。模塑硬泡一般指在模具 中直接浇注成型的硬泡制品。
材料
P U硬泡 聚苯乙 烯泡沫 矿物棉
膨胀 硅藻土
导热系数 /[kcal(m·h·℃
)]
0.020
保温层厚 度/mm
25
材料 轻软木
导热系数 /[kcal(m·h·℃
)]
0.050
保温层 厚度/mm
50
0.035
40
纤维板
0.056
65
0.040 0.045
45
混凝
0.300
380
土块
50
普通砖
0.600
聚氨酯硬泡在建筑、石油化工、冷藏、 造船、车辆、航空、机械、仪表等工业部门 广泛应用，作绝热材料和结构材料，其中最 主要的应用领域有：用作冰箱、冷柜、冷藏 集装箱、冷库等的保温层材料，石油输送管 道及热水输送管道保温层，建筑墙壁及屋顶 保温层、保温夹心板，等等。
聚氨酯硬质泡沫的特点：
①、聚氨酯泡沫具有重量轻、比强度高、尺寸稳定性 好。硬泡的密度一般低于150kg/m3,包装行业低达 8kg/m3，一般的绝热硬泡密度在28～60kg/m3。
及水发泡体系等。
按是否连续化生产可分为间歇法和连续法。 按操作步骤中是否需预聚可分为一步法及预聚
法（或半聚法）。 1.手工发泡及机械发泡
手工发泡劳动生产率低，原料利用率低， 有不少原料粘附在容器壁上。成品率低。
2.一步法及预聚法
目前，硬质聚氨酯泡沫塑料都是用一步 法生产的，也就是各种原料进行混合后发泡 成型。
官能度 2.7 2.7 2.8 3.0 － － － － － － － － 2.7
用途 粘合剂、硬泡 浇注及喷涂硬泡 喷涂硬泡 PIR硬泡 喷涂硬泡、板材 通用 浇注硬泡 高密度模塑泡沫 涂料、硬泡 喷涂硬泡 喷涂硬泡 硬泡、半硬泡等 硬泡等
注：PM为烟台万华产品， Millionate及Coronate为日本聚氨酯株式会社牌 号， Lupronate为德国BASF产品，PAPI 27为美国DOW化学产品
(3)戊烷发泡剂
用于聚氨酯硬泡烷烃类发泡剂主要是戊烷类化 合物，其中，环戊烷最为常用。该类发泡剂的臭氧消 耗潜值（ODP）为零，且GWP几乎为零，是一类对 环境友好的发泡剂。缺点是烃类具有易燃性，与空气 的混合物在一定条件可产生爆炸，故必须增添一些安 全设施，设备成本较高。
(4)水
水是聚氨酯泡沫中的化学发泡剂，但低密度时 泡沫脆、强度、尺寸稳定性、绝热性能差，且消耗多 的异氰酸酯。全水发泡的聚氨酯硬泡可用于非绝热用 途。
3.发泡剂 (1)CFC发泡剂 CFC-11（一氟三氯甲烷）具有不燃、沸点(24℃)适宜、易于
气化、气相热导率低、毒性低、与多元醇原料相容性好、无 腐蚀性、价格低、发泡工艺简单等特点。
CFC-12（二氯二氟甲烷）易挥发，沸点约-30℃。 (2)HCFC及HFC发泡剂
HCFC-141b(氢氯氟烃类）是目前用于硬泡的主要发 泡剂，是一种CFC－11的过渡性替代物。
860
③、粘合力强 聚氨酯硬泡对钢、铝、不锈钢等金属，对木材、
混凝土、石棉、沥青、纸及PE、PP等以外的多数塑 料，都具有良好的粘接强度。 ④、老化性能好，绝热使用寿命长
实际应用表明：在外表皮未被破坏时，在-190～ 70℃下长期使用，寿命可达14年之久。显示出优越的 抗老化性能。使用非渗透性饰面材料，在长期使用的 过程中，能始终保持优异的隔热效果。
日本绝热硬泡标准
低密度硬泡：25～30kg/m3 中密度硬泡：40～60kg/m3 高密度硬泡：大于150kg/m3
在－20℃条件下存放24h，硬质泡沫体的线性变化率小于1％
②、聚氨酯硬泡的绝热性能优越 聚氨酯硬泡的闭孔结构含量大于90％，封闭在
泡孔内的气体具有极低的热传导系数。 建筑材料绝热性能比较
由于泡沫在发泡过程中出现平行发泡方 向的长轴和垂直发泡方向的短轴的泡孔结构， 使得泡沫体在平行发泡方向上的力学性能均高 于垂直发泡方向的力学性能，且这种力学性能 随温度的上升而下降。
温度对硬泡力学性能的影响
聚氨酯硬质泡沫塑料的绝热性能主要取 决于材料的泡孔结构和填充在泡孔中气体的导 热性质以及这些气体渗透扩散性。根据有关理 论研究指出，泡沫塑料的热传导性基本有3种 途径，即气体传导(kg)、固体传导(ks)和辐射 传导（kr)，这3种传导方式的总和即构成材料 的导热系数k。
4.泡沫稳定剂
用于聚氨酯硬泡配方的泡沫稳定剂一般 是聚二甲基硅氧烷与聚氧化烯烃的嵌段聚合 物，目前大多数泡沫稳定剂以Si－C型为主。 应用于硬泡的有机硅稳定剂，除了起到泡沫 稳定、均化作用外，还要提高泡孔的闭孔率。 （德国高斯米特硬泡稳定剂举例）
5.催化剂 硬泡配方的催化剂以叔胺为主，
在特殊场合可使用有机锡催化剂。（常用催 化剂举例）
硬泡的催化剂选择，除考虑各种催化剂 的活性之外，还应注意硬泡制品的特点。
6.其它助剂 根据聚氨酯硬泡制品的不同用
途要求与需要，还可在配方中加入阻燃剂、 开孔剂、发烟抑制剂、防老剂、防霉剂、增 韧剂等助剂。
4.6.3 聚氨酯硬泡结构与性能的关系
聚氨酯硬泡属于高交联度、低密度闭孔网 状结构泡沫体。根据配方不同和加工条件的差 异，在聚合物主链结构中存在某些特征基团， 如氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲等，使聚 氨酯硬泡具备各种优异的性能。在近期发展的 聚氨酯硬泡产品中，还在硬泡配合物分子结构 中增加了异氰尿酸酯、碳化二亚胺等特性基团， 使得这种材料获得更高的耐热性能，扩大了聚 氨酯硬泡绝热材料应用范围。
K=kg+ks+kr
在通常情况下，辐射传导方式只有在温度较高 的情况下才比较显著，在温度较低时(如小于230k)， 其辐射传热极小，可以忽略不汁 因此，聚氨酯硬泡 在50～150℃的普通绝热使用范围内，主要的热传导 方式将取决于气体热传导和固体热传导，其中以占 有体积比例较大的气体热传导性的影响最大。在高 闭孔率的聚氨酯硬泡中，封闭在孔穴小的CFCs化合 物气体的导热系数很低，使材料具有优异的绝热保 温性能。
⑤、反应混合物具有良好的流动性，能顺利地 充满复杂形状的模腔或空间。 聚氨酯硬泡制备的复合材料重量轻，易 于装配，且不会吸引昆虫或鼠类咀嚼，经久 耐用。
⑥、聚氨酯硬泡生产原料的反应性高，可以实 现快速固化，能在工厂中实现高效率、大批 量生产。
4.6.2 原料体系
聚氨酯硬泡是由聚醚(或聚酯)多元醇及多 异氰酸酯在发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂等助 剂的存在下反应面而制得的。原料体系与其它 聚氨酯制品(包括与聚氨酯软泡)不同，如：用 于制造聚氨酯硬泡的聚醚通常是高官能度聚醚 多元醉，异氰酸酯组分以粗MDI(PAPI)为主。
聚氨酯化学与工艺
Chap.4 聚氨酯泡沫塑料
• 4.6 硬质聚氨酯泡沫塑料 • 4.7 聚氨酯半硬泡
教学目的及要求
通过本节的学习，掌握聚氨酯硬泡、 半硬泡的性能，原料体系，硬泡的结构与 性能的关系，硬泡成型工艺，了解几种聚 氨酯硬泡制品的制造，了解聚异氰脲酸酯 泡沫塑料的特点和主要用途。
4.6 硬质聚氨酯泡沫塑料
预聚法优点是：发泡缓和，泡沫中心温度低， 适合于模制品；缺点是：步骤复杂、物料流 动性差，对薄壁制品及形状复杂的制品不适 用。自从聚合MDI开发成功后，TDI已基本上 不再用作硬质泡沫塑料的原料，一步法随之 取代了预聚法。
4.6.4.2 浇注成型(casting molding)工艺
浇注发泡就是将各种原料混合均匀后， 注入模具或制件的空腔内发泡成型。
(2)喷涂发泡式工艺对原料的要求
用于喷涂的聚氯酯原料，要求快速固化，否则 从垂直向下流挂，故一般采用高活性催化体系，如 三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯等。
喷涂组合料的粘度比较低有利于在极短的时间 内混合均匀。
组合料的固化速度应调节在适当的范围，如乳 白时间3～5s，不粘时间10～20s。
2.异氰酸酯
目前用于硬泡的异氰酸酯主要是多亚甲 基多苯基多异氰酸酯（一般称PAPI)，即粗MDI、 聚合MDI。（列举几种用于硬泡的PAPI的性质）
几种PAPI产品的质量指标
品种 PM-100(原MR) PM-200 PM-300 PM-400 Millionate MR-100 Millionate MR-200 Millionate MR-200S Coronate 1400 Coronate 1107 Coronate 1130 Coronate 1132 Lupronate M20s PAPI 27
• 4.6.1 • 4.6.2 • 4.6.3 • 4.6.4 • 4.6.5 • 4.6.6
聚氨酯硬泡的性能 原料体系 硬泡的结构与性能的关系 硬泡成型工艺 几种聚氨酯硬泡制品的制造 聚异氰脲酸酯泡沫塑料
4.6.1 聚氨酯硬泡的性能
硬质聚氨酯泡百度文库塑料(rigid PU foam)简称 聚氨酯硬泡，这类泡沫塑料具有绝热效果好、 重量轻、比强度大、耐化学品优良以及隔音 效果好等特点。已成为一类重要的合成树脂 绝热材料，用量仅次于聚氨酯软泡。
聚氨酯硬质泡沫塑料是由网络骨架组成， 在低密度聚氨酯硬泡中，作为高聚物网络骨架 大多数的聚氨酯硬泡材料体积约占5％～15％， 而气泡中包含的气体体积约占85％～95％。都 属闭孔型泡沫结构。因此，聚氨酯硬泡的泡沫 结构及所包括的气体都将对材料产生很大影响。
根据高倍电子显微镜观察，聚 氨酯泡沫塑料的泡孔结构主要呈现为 五边形构成的十二面体结构(上图)。 泡沫体在发泡成型的过程中，泡孔的 立体结构受到聚合物网络骨架、发泡 时产生气体的扩散等各种内力和外力 综合作用的结果。另外，在泡沫形成 时，随着泡沫的上升，在内、外力的 作用下，
1.多元醇 用于硬泡配方的聚醚多元醇一般是高官能度、
高羟值(低分子量)聚氧化丙烯多元醇，有时为了方便 而称之为“硬泡聚醚”，其羟值一般为350～ 650mgKOH／g范围，官能度一般在3~8之间。
按硬泡聚醚起始剂的不同，可分为甘油聚醚、 山梨醇聚醚、季戊四醇聚醚、蔗糖聚醚、淀粉聚醚、 胺类聚醚等。通用的硬泡聚醚多元醇大多是以蔗糖 及其混合物为起始剂。
4.6.4.3 聚氨酯硬泡喷涂成型
喷涂发泡成型(spray coating)即是将 双组分聚氨酯硬泡组合料直接喷射到物件 表面而发泡成型。可用于冷库、粮库、住 宅及厂房屋顶、墙体、贮罐等领域的保温 层施工。
(1)喷涂发泡成型的优点： 不需要模具；无论是水平面、垂直面、顶
面、形状简单或复杂的表面都可通过喷涂方 法形成泡沫保温层；劳动生产率高；喷涂发 泡所得的硬质聚氨酯泡沫塑料无接缝，绝热 效果好，兼具一定的防水功能。
生成的泡孔结构并非是理想的十二面体 结构，而是在发泡方向上距离较长，在与发 泡的垂直方向上较短，即L＞ω。长轴L与短 轴ω之比可定义为孔形系数α，即α ＝L／ ω。不同密度泡沫体的α值不尽一致，根据 检测，随着泡沫体密度的增加，α值趋向接 近L。另外，当网络骨架聚合物体积含量大于 30％时，泡沫的结构将更趋向于球形。
NCO质量分数/% 30.0~32.0 30.5~32.0 30.0~32.0 30.0~32.0 30.5~32.0 30.5~32.0 31.0~32.5 29.0~31.0 30.5~32.5 31.0~32.0 31.0~32.0 30.5~31.5 31.4
粘度（25℃） 100~200 150~250 250~300 350~700 150~250 150~250 100~200 400~700 100~200 80~130 60~100 170~250 180
4.6.4 硬泡成型工艺
4.6.4.1 聚氨酯硬泡的基本生产方法
聚氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比较简单。 按施工机械化程度可分为手工发泡及机械发泡， 根据发泡时的压力，可分为高压发泡及低压发泡。 按成型方式可分为浇注发泡及喷涂发泡。 按具体应用领域，制品形状又可分为块状发泡、模塑
发泡、保温壳体浇注等。 根据发泡体系可分为HCFC发泡体系、戊烷发泡体系