聚氨酯化学与工艺泡沫

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。
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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。
高 密 度 硬 泡 ： 大 于 150kg/m 3
在－20℃条件下存放24h，硬质泡沫体的线性变化率小于1％
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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
材料
P U硬泡 聚苯乙 烯泡沫 矿物棉
膨胀 硅藻土
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4.6 硬质聚氨酯泡沫塑料
• 4.6.1 聚氨酯硬泡的性能 • 4.6.2 原料体系 • 4.6.3 硬泡的结构与性能的关系 • 4.6.4 硬泡成型工艺 • 4.6.5 几种聚氨酯硬泡制品的制造 • 4.6.6 聚异氰脲酸酯泡沫塑料
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4.6.1 聚氨酯硬泡的性能
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
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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
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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。
低 密 度 硬 泡 ： 25～ 30kg/m 3 日 本 绝 热 硬 泡 标 准 中 密 度 硬 泡 ： 40～ 60kg/m 3
硬质聚氨酯泡沫塑料(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。
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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。
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
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
45
混凝
0.300
380
土块
0.045
50
普通砖
0.600
860
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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ຫໍສະໝຸດ Baidu、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。
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聚氨酯化学与工艺泡沫
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）
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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
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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。
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
聚氨酯化学与工艺泡沫
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。