硬质聚氨酯泡沫塑料的成型

多异氰酸酯和多元醇（聚醚多元醇或其它多元醇）反 应生成聚氨基甲酸酯。 nOCN－R－NCO ＋ nHO～OH → －[－OCN－R －NH－COO～O－]n－
2.2.1.2 异氰酸酯和水反应。
带有异氰酸酯基团的化合物或高分子链节和水先形成 不稳定的氨基甲酸，然后分解成胺和二氧化碳。 ～NCO＋H2O→ ～RNHCOOH → ～NH2 ＋ CO2 ↑ 胺基进一步和异氰酸酯基团反应生成含有脲基的高聚 物。 ～NCO ＋～NH2→ ～HN－CO－NH～ （取代脲） 上述两项都属于链增长反应，后者还生成二氧化碳， 另外还有其它链增长反应等。
五常规工艺试验： 5.1 往未加发泡剂的组合料中加入发泡剂。 5.2 将原料温度调至要求范围。 5.3 按比例要求，将原料准确称量。 5.4 用搅拌器将两大原料搅拌混合，搅拌速度为 2500r/min以上。 5.5 观察发泡反应时间： 5.5.1 乳白时间：原料从开始搅拌至发白为止的时间。 是衡量A料性能的重要指标。 5.5.2 凝胶时间：原料从开始搅拌至玻璃捧插入泡沫开 始抽出纤维丝止的时间。 5.5.3 不粘时间：原料从开始搅拌至用手接触泡沫表面 开始不粘泡沫止的时间。 5.5.4 上升时间：原料从开始搅拌至泡沫上升开始停止 的时间。 5.6 观察泡沫外观质量：泡孔是否细密，均匀。 5.7 用排水法检测泡沫密度。
7.8
1.00 1.00 ——
9.4
0.07~0.16 0.36 6.4~17.7
12
0 0.01 1.4~8.0
14
0 0.01 1.4~7.8
各发泡剂的性能对比：
性能 保温性 相溶性 技术难度 工艺性 ABS腐蚀性 安全性 设备通用性 CFC-11 ＋＋ ＋ －－ ＋＋ －－ HCFC-141b ＋ ＋＋ － ＋＋ ＋＋ 环戊烷 (c-pentane) － － ＋ － － 异戊烷 (i-pentane) －－ －－ ＋＋ －－ －
发泡剂
＋＋
－
＋＋
－－
－－
－－
－－
成本
－－
＋＋
＋
－
四.发泡工艺（戊烷发泡）： 4.1 设备要求：环戊烷（环/异戊烷）发泡系统： 4.1.1 环戊烷存放区：要求环戊烷储罐要远离工业区至少50米以 上，环戊烷储罐置于地下，并作好防雷，防静电等措施。 4.1.2 环戊烷配料房： 要求操作环境要与外界隔离，且所有设备都要接地，要有良好的 通风，照明及开关要有防爆措施。操作环境温度要保持在 20℃~30℃之间，这样有利于抽料进储罐前使用料温较高，粘度较 低，利于抽料，限温35℃以下，防止料在高温情况下变质。 4.1.3 环戊烷发泡区： 环戊烷发泡区要与其它生产线隔离，发泡区烘道内要有通风设 施和防静电措施，所有设施都要接地，照明及开关要防爆，发泡 前期150秒设备要断电操作。 4.1.4 环/异戊烷发泡剂采取安全措施等与环戊烷发泡相同。 4.2 工艺要求： 4.2.1 原料温度：20℃~25℃。 4.2.2 模具温度：40℃~50℃；当注射完成后模具也要保持： 40℃~45℃。 4.2.3 脱模时间：视板材厚度而定。
三. CFC-11及其替代物的特性。 3.1 各发泡剂的特性：
发泡剂
CFC-11
特性
分子式 分子量 沸点（℃） CFCL3 137 23.8
HCFC141b CH3CCL2F 117 32
环戊烷
C5H10 70 49
异戊烷
C5H12 72 28
气体导热率（mW/m.K）
臭氧破坏替能（O.D.P） 全球温室效应(G.W.P) 爆炸浓度(V%)
4.2.4 推荐配方：聚醚多元醇 100 重量分数。 环戊烷（环/异戊烷）10~14重量分数。 pol/iso=1/1.25~1.35 4.3 组合聚醚的典型的物理性质： 外观：浅黄色液体，无沉淀物。 比重：1.10~1.15 粘度：2500~4000 mpa.s 水份：1.9~2.5 % 4.4 典型泡沫物性： 压缩强度（Kpa）≧ 140 导热系数（W/m*K）：≦ 0.022 尺寸稳定性(-30℃.24h)%：≦ 1.0 闭孔率 ≧ 90% 泡沫密度：环戊烷泡沫 ≧ 35 Kg/m3 环/异戊烷泡沫 ≧ 33 Kg/m3
硬质聚氨酯泡沫塑料的成型 工艺
一.聚氨酯发展史 二.聚氨酯泡沫塑料合成机理 三. CFC-11及其替代物的特性 四.发泡工艺（戊烷发泡） 五.常规工艺试验 六.常见问题及处理方法
一.聚氨酯发展史 1937年，德国拜耳教授首先发明了聚 氨酯树脂的聚合技术，并在第二次世界大 战期间建成了一个月生产10吨聚氨酯树脂 制品试验车间。二次大战结束后，英，美 等国于1945~1947年间从德国获得有关聚 氨酯树脂的制造技术，并在950年相继开 始工业化。日本是在1955年从德国拜耳公 司与美国杜邦公司引进技术后才开始聚氨 酯工业的生产。我国聚氨酯树脂工业是60 年代初期自力更生开始发展起来的。目前， 从科技到生产已具规模。
聚氨酯用途广泛，极受欧美国家重视， 发展迅速。在80年代中科学家发现聚氨 酯生产所用的CFCS(发泡剂)会破坏大气 臭氧层，及有温室效应，影响生态环境。 因此，联合国在1989年制定了《蒙特利 尔协议》限制了CFCS的生产和使用，中 国在1993年签署了《蒙特利尔协议修定 书》，成为《蒙特利尔协议》的缔约国， 要在2005年禁止CFCS生产和使用。由于 CFCS破坏地球生态环境，相继开发了 CFCS的替代技术，且在聚氨酯中推广， 应用。
2.3 发泡聚氨酯主要原材料。 冰箱所用的原料一般包括MDI，聚醚多元醇，交联剂，发泡剂，水， 表面活性剂，催化剂，，其各组分作用如下： 聚醚多元醇：主反应原料。 多异氰酸酯：主反应原料。 水：链增长剂，同时也是发生二氧化碳气泡的原料来源。 交联剂：提高泡沫的机械性能，如弹性等。 催化剂：催化发泡及凝胶反应。 表面活性剂：使泡沫稳定剂，并控制孔的大小及结构。 发泡剂：汽化后作为气泡来源并移去反应热，避免泡沫中心因高温而 产生“焦烧”。 2.4 影响泡沫导热系数的主要要素。 导热系数 λ λ泡沫＝λ气体＋λ塑料＋λ辐射 λ气体＝通过细胞内气体所传导的热。 λ塑料＝通过固体塑料所传导的热。 λ辐射＝横过细胞的热辐射传热。 对λ值的影响。 例如： λ泡沫（F11） 0.018 W/mk. ΛG: 0.008 W/mk. Λs: 0.003 W/mk. ΛR 0.007 W/mk.
泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品 种之一。它的主要特征是具有多孔性， 因而相对密度小，比强度高。根据所用 原料的不同和配方的变化，可制成软质， 半硬质泡沫塑料。冰箱用泡沫塑料为硬 质，主要利用泡沫塑料独特的绝热性。 2.2 聚氨酯泡沫塑料的合成原理。 2.2.1 基本反应。 在氨基甲酸酯高聚物的形成过程中，主 要的反应如下： 2.2.1.1异氰酸酯和羟基反应。
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二. 聚氨酯泡沫塑料合成机理 2.1 聚氨酯泡沫塑料合成机理
聚氨酯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-NH-CO-O基团的高分子化合物通称为聚氨基甲酸酯， 一般聚氨酯系列由二元或多元醇化合物 （聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互作用而 得。由于聚合物的结构不同，性能也不一 样，利用这种性质，聚氨酯类聚合物可以 分别制成塑料，橡胶，纤维，涂料，粘合 剂等。