Calculations in PU Software. Definitions (2)
NCO-Side (2)
Polyol-Side (2)
Parts (2)
Parts by Weight (2)
Parts by 100 (2)
Parts by 100 Polyols (2)
Side Composition (2)
Products Properties (2)
Functionality (2)
Equivalent Weight of a Polyol (2)
Equivalent Weight of a Polyol Blend (3)
Equivalent Weight of an Isocyanate (3)
Equivalent Weight of an Isocyanate Blend (3)
Acid Number (3)
Hydroxyl Number (OH Number) (3)
Equivalent Number (3)
Molecular Weight (3)
Number of Moles (3)
Real Functionality (3)
Calculations for a Formulations (4)
Average Equivalent Weights [g/mol] (4)
Enthalpy [cal/g] (4)
Average Functionality (4)
Average Real Functionality (4)
Total Equivalent Numbers [mol] (4)
Volume Gas [mol/kg] (4)
Converted at Gel point [%] (5)
Isocyanate index (5)
OH Links (5)
Urethane-Urea Linkages (5)
Molecular weight per CrossLink [g/mol] (5)
Average Second Moment Functionality (6)
Average CrossLink Functionality (6)
Blowing Index [mol/kg] (6)
Definitions
The following definitions apply:
NCO-Side
The isocyanate-containing blend (Isocyanates, other NCO additives…). Called A-Side in US.
Polyol-Side
The polyol-containing blend, (polyols, chain extenders, cross-linker, water, catalysts and surfactants). Called B-Side in US.
Parts
Independent Component Weight Quantity
Parts by Weight
Component Weight Quantity over Total 100 w/o Physical Blowing Agent. Parts by 100
Component Weight Quantity over Total 100
Parts by 100 Polyols
Component Weight Quantity over Total Polyols 100
Side Composition
Component Weight Quantity over its Side 100
Products Properties
Functionality
The functionality of a Polyol-side foam ingredient is the number of isocyanate reactive sites on a molecule. For polyols, an average
functionality is generally used:
polyol moles / total OH moles total ity Functional Average =
Equivalent Weight of a Polyol
Classically defined as the molecular weight of a polyol divided by its functionality. Functionality of a polyol is complex because of the presence of monols from propylene oxide isomerization and diols (derived from water). In practice, the equivalent weight is calculated from the analyzed hydroxyl (OH) number. The equivalent weight is necessary for isocyanate requirement calculations and is derived from the following expression:
Number OH / 1000 x 56.1 Polyol a of Weight Equivalent =
Equivalent Weight of a Polyol Blend
For foam systems based on a blend of polyols, the net equivalent weight can be calculated:
number) acid Number (OH / 1000 x 56.1 Polyol a of Weight Equivalent += Equivalent Weight of an Isocyanate
The weight of an isocyanate compound per isocyanate site. This is calculated from the analyzed isocyanate (NCO) content:
NCO % x 100 x 42 Isocyanate an of Weight Equivalent =
Equivalent Weight of an Isocyanate Blend
For foam systems using a blend of different isocyanates, the net equivalent weight of the blend is given by:
∑=s
Isocyanate Iso) Wt.Eq.(Pbw/ 100 Blend s Isocyanate of Weight Equivalent Acid Number
A number arising from a wet analytical method to determine the amount of residual acidic material in a polyol. It is reported in the same units as hydroxyl number.
Hydroxyl Number (OH Number)
A number arising from a wet analytical method for the hydroxyl content of a polyol; it is the milligrams of potassium hydroxide equivalent to the hydroxyl content in one gram of polyol or other hydroxyl compound.
Weight Equivalent 1000/ x 56.1 Number OH =
Equivalent Number
Mole equivalent of functional site (OH or NCO).
(mole) )t Weight (Equivalen / Parts Number Equivalent =
Molecular Weight
(g/mol)ity Functional * Weight Equivalent Mw =
Number of Moles
(mole) ) Weight (Molecular / Parts Mole =
Real Functionality
Calculated over Polyols only, Real Functionality takes into account Unsaturated level of Polyols.
FUnsat ity
Functional Unsat -Weight Equivalent Weight Equivalent onality RealFuncti +=
Calculations for a Formulations Average Equivalent Weights [g/mol]
entNumber
ISOEquival Isocyanate of Parts Total
ht valentWeig AvgISOEqui = er
valentNumb PolyolEqui Polyols of Parts Total eight quivalentW AvgPolyolE = ntNumber OHEquivale H Total eight quivalentW AvgPolH2OE O = Enthalpy [cal/g]
CO))
TotalMoleN *15.5-Water)(TotalMole * 15.5)(-22.5olyol TotalMoleP *15.5)(((-24 *10 Enthalpy +++= Average Functionality
olyol
TotalMoleP Number Equivalent Polyol
tionality AvgPolFunc = H
TotalMole ntNumber OHEquivale ionality AvgOHFunct O = CO TotalMoleN entNumber ISOEquival tionality AvgISOFunc =. (NCO additives are accounted here). Average Real Functionality
∑=Polyols Polyols 100Per Parts onality x RealFuncti
ctionality AvgRealFun
Total Equivalent Numbers [mol] ∑=only Polyols Number Equivalent
:er valentNumb PolyolEqui ∑=only Isocyanate Number Equivalent
:entNumber IsoEquival ∑>=
OH with Products Number Equivalent ntNumber OHEquivale ∑>=0
NCO with Products Number Equivalent entNumber NCOEquival Volume Gas [mol/kg]
1000* CFC)
But Parts All (Total Water of moles Total erKgCO2TotalmoleP = 1000*CFC)
But Parts All (Total d Halogenate of moles Total erKgCFC TotalmoleP = erKgCO2TotalmoleP erKgCFC TotalmoleP eGas TotalVolum +=
Parts All Total 22400* Water of moles Total Foam of Gr per CO2 of Centimeter Cubic Total =
Converted at Gel point [%]
Theoretical conversion of OH and NCO-groups at gel (ConvNCO=ConvOH*index) according to Stockmayer W.H., J.Polymer Sci. 9,69 (1952); 11, 424 (1953). The approximations in the Stockmayer theory are:
?
All functional groups of a given type are equally reactive. ? No ring formation occurs during the condensation reaction.
See also: publications by K.Dusek, M.Gordon and C.W.Macosco.
NCOConvGel
*Index Isocyanate :=OHConvGel 1)
-tionality (AvgOHFunc *1)-ctionality (AvgIsoFun *Index Isocyanate 1
= NCOConvGel Isocyanate index
ntNumber
OHEquivale entNumber ISOEquival Index Isocyanate = OH Links
∑>=>=2f and 0OH with Products Parts
k TotalOHlin . (water incl.) Urethane-Urea Linkages
ater
TotalMoleW er valentNumb PolyolEqui eaLinkages UrethaneUr = Molecular weight per CrossLink [g/mol]
Mc is the average molecular weight per crosslink. The assumption for the calculation is that the stoichiometric amount of isocyanate reacts with the hydroxyl groups and water to form urethane and urea and the excess of isocyanate reacts to allophanate and biuret.
Reference: Th.Broennum SPI conference 1991 p243
()
???????????????????
?++1)+ctionality (AvgISOFun *ht valentWeig AvgISOEqui 1)-ctionality (AvgISOFun *)IsoIndex 1-(1*TotalISO tionality
AvgISOFunc *ht valentWeig AvgISOEqui 2)-ctionality (AvgISOFun *IsoIndex TotalISO ntWeight 2OEquivale AvgPolyolH *tionality (AvgOHFunc 2)-tionality (AvgOHFunc *k TotalOHlin TotalNCO +k TotalOHlin =Link MwPerCross
CrossLink Density [link / kg]
Calculated estimate for the cross-link density = 1000/ MwPerCrossLink Average Second Moment Functionality
Mole *ity Functional Mole *ity Functional :ality vgFunction SndMomentA 2
∑∑= Average CrossLink Functionality
∑∑
>=>==2f with Products 2f with Products 2Mole
*ity Functional Mole *ity Functional ty unctionali CrossLinkF Blowing Index [mol/kg]
Equals the total number of moles blowing agent per kilogram formulation. This value can be used, in combination with the initial cell-pressure at room-temperature, to calculate the foam density (Smits G.F. ,J.Cellular Plastics vol 29 jan. (1993) pp57-98.)
1000*Agent
Blowing But Parts All Total Moles =ex BlowingInd BA ∑ ∑=PartWeight M total foam ,
水性聚氨酯的分类 由于聚氨酯原料和配方的多样性，水性聚氨酯开发40年左右的时间，人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯品种繁多，可以按多种方法分类。 1．以外观分 水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散液，本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液，其外观分类如表5所示。 表5 水性聚氨酯形态分类 2.按使用形式分 水性聚氨酯胶粘剂按使用形式可分为单组分及双组分两类。可直接使用，或无需交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯称为单组分水性聚氨酯胶粘剂。若单独使用不能获得所需的性能，必须添加交联剂；或者一般单组分水性聚氨酯添加交联剂后能提高粘接性能，在这些情况中，水性聚氨酯主剂和交联剂二者就组成双组分体系。 3．以亲水性基团的性质分 根据聚氨酯分子侧链或主链上是否含有离子基团，即是否属离子键聚合物(离聚物)，水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型、非离子型。含阴、阳离子的水性聚氨酯又称为离聚物型水性聚氨酯。 (1)阴离子型水性聚氨酯又可细分为磺酸型、羧酸型，以侧链含离子基团的居多。大多数水性聚氨酯以含羧基扩链剂或含磺酸盐扩链剂引人羧基离子及磺酸离子。 (2)阳离子型水性聚氨酯一般是指主链或侧链上含有铵离子(一般为季铵离子)或锍离子的水性聚氨酯，绝大多数情况是季铵阳离子。而主链含铵离子的水性聚氨酯的制备一般以采用含叔胺基团扩链剂为主，叔胺以及仲胺经酸或烷基化试剂的作用，形成亲水的铵离子。还可通过含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷及酸反应而形成铵离子。 (3)非离子型水性聚氨酯，即分子中不含离子基团的水性聚氨酯。非离子型水性聚氨酯的制备方法有：①普通聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液在乳化剂存在下进行高剪切力强制乳化；②制成分子中含有非离子型亲水性链段或亲水性基团，亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯，亲水性基团一般是羟甲基。 (4)混合型聚氨酯树脂分子结构中同时具有离于型及非离子型亲水基团或链段。 4．以聚氨酯原料分 按主要低聚物多元醇类型可分为聚醚型、聚酯型及聚烯烃型等，分别指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作为低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。还有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合以聚氨酯的异氰酸酯原料分，可分为芳香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂环族异氰酸酯型。按具体原料还可细分，如TDI型、HDI型，等等。 5．按聚氨酯树脂的整体结构划分 (1)按原料及结构可分为聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭型聚氨酯
聚氨酯发泡工艺简介 聚氨酯硬泡生产工艺硬泡成型工艺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和机械发泡。根据发泡时的压力，可分为高压发泡和低压发泡。按成型方式可分为浇注发泡和喷涂发泡。浇注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。根据发泡体系可发为HCFC 发泡体系、戊烷发泡体系和水发泡体系等，不同的发泡体系对设备的要求不一样。按是否连续化生产可分为间歇法和连续法。间歇法适合于小批量生产。连续法适合于大规模生产，采用流水线生产方法，效率高。按操作步骤中是否需预聚可分为一步法和预聚法(或半预聚法)。1．手工发泡及机械发泡在不具备发泡机、模具数量少和泡沫制品的需要量不大时可采用手工浇注的方法成型。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。成品率也较低。开发新配方，以及生产之前对原料体系进行例行检测和配方调试，一般需先在实验室进行小试，即进行手工发泡试验。在生产中，这种方法只适用于小规模现场临时施工、生产少量不定型产品或制作一些泡沫塑料样品。手工发泡大致分几步：(1) 确定配方，计算制品的体积，根据密度计算用料量，根据制品总用料量一般要求过量5％～15％。(2) 清理模具、涂脱模剂、模
具预热。(3) 称料，搅拌混合，浇注，熟化，脱模。手工浇注的混合步骤为：将各种原料精确称量后，将多元醇及助剂预混合，多元醇预混物及多异氰酸酯分别置于不同的容器中，然后将这些原料混合均匀，立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中去，经化学反应并发泡后即得到泡沫塑料。在我国，一些中小型工厂中手工发泡仍占有重要的地位。手工浇注也是机械浇注的基础。但在批量大、模具多的情况下手工浇注是不合适的。批量生产、规模化施工，一般采用发泡机机械化操作，效率高。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。为了生产的方便，目前不少厂家把聚醚多元醇或(及)其它多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂等原料预混在一起，称之为“ 白料”，使用时与粗MDI(俗称“ 黑料” )以双组分形式混合发泡，仍属于“ 一步法”，因为在混合发泡之前没有发生化学反应。早期的聚氨酯硬泡采用预聚法生产。这是因为当时所用的多异氰酸酯原料为TDI-80。由于TDI 粘度小，与多元醇的粘度不匹配；TDI 在高温下挥发性大；且与多元醇、水等反应放热量大，若用一步法生产操作困难，故当时多用预聚法。若把全部TDI 和多元醇反应，制得的端异氰酸酯基预聚体粘度很高，使用不便。硬泡生产中所指的预聚法实际上是“ 半预聚法”。即首先TDI与部分多元醇反应，制成的预聚体中
基本条分法 基本条分法是基于均质粘性土，当出现滑动时，其滑动面接近圆柱面和圆锥面的空间组合,简化为平面问题时接近圆弧面并作为实际的滑动（滑裂）面。将圆弧滑动面与坡面的交线沿组合的滑体部分，进行竖向分条，按不考虑条间力的作用效果并进行简化，将各个分条诸多力效果作用到的滑动圆弧上，以抗滑因素和滑动因素分析，用抗滑力矩比滑动力矩的极限平衡分析的方法建立整个坡体安全系数的评价方法。 基本条分法的计算过程通常是基于可能产生滑动（滑裂）圆弧面条件下，经过假定不同的滑动中心、再假定不同的滑动半径，确定对应的滑动圆弧，通过分条计算所对应的滑体安全系数，依此循环反复计算，最终求出最小的安全系数和对应的滑弧、滑动中心，作为对整个土坡的安全评价的度量。计算研究表明，坡体的安全系数所对应的滑动中心区域随土层条件和土坡条件及强度所变化。如图 9.2.1所示可见一斑。 圆弧基本条分法安全系数的定义为：Fs= 抗滑力矩/滑动力矩，即 =M R/M h
图 9.2.1不同土层的 Fs 极小值区 1 瑞典条分法 如图9.2.2所实示，瑞典条分法的安全系数Fs 的一般计算公式表达为： (cos ) sin i i i i i s i i c l W tg F W θ?θ += ∑∑ （9.2.1） 式中，Wi 为土条重力；θi 为土条底部中点与滑弧中心连线垂直夹角；抗剪强度指标c 、?值是为总应力指标，也可采用有效应力指标。工程中常用的替代重度法进行计算，即公式中分子的容重在浸润线以上部分采用天然容重，以下采用浮容重；分母中浸润线以上部分采用天然容重，以下采用饱和容重,这种方法既考虑了稳定渗流对土坡稳定性的影响，又方便了计算，其精度也能较好地满足工程需要，因此在实际工程中得到广泛应用。应该指出，容重替代法只是一个经验公式，，可参见图9.2.3所示，h 2i wi h ≠。
聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法 1. 官能度 官能度就是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。对聚醚或聚酯多元醇来说,官能度为起始剂含活泼氢的原子数。 2. 羟值 在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中,通常会提供产品的羟值数据。 从分析角度来说,羟值的定义为:一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。 在我们进行化学计算时,一定要注意,计算公式中的羟值系指校正羟值,即 羟值校正 = 羟值分析测得数据 + 酸值 羟值校正 = 羟值分析测得数据 - 碱值 对聚醚来说,因酸值通常很小,故羟值就是否校正对化学计算没有什么影响。 但对聚酯多元醇则影响较大,因聚酯多元醇一般酸值较高,在计算时,务必采用校正羟值。 严格来说,计算聚酯羟值时,连聚酯中的水份也应考虑在内。 例,聚酯多元醇测得羟值为224、0,水份含量0、01%,酸值12,求聚酯羟值 羟值校正 = 224、0 + 1、0 + 12、0 = 257、0 3. 羟基含量的重量百分率 在配方计算时,有时不提供羟值,只给定羟基含量的重量百分率,以OH%表示。 羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例,聚酯多元醇的OH%为5,求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 = 165 4. 分子量 分子量就是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总与。 (56、1为氢氧化钾的分子量) 例,聚氧化丙烯甘油醚羟值为50,求其分子量。 对简单化合物来说,分子量为分子中各原子量总与。 羟值 官能度分子量1000 1.56??=336650 100031.56=??=分子量
各种钢材重量计算公式 螺纹钢重量计算公式 公式：直径mm×直径mm×0.00617×长度m 例：螺纹钢Φ20mm(直径)×12m(长度) 计算：20×20×0.00617×12=29.616kg 钢管重量计算公式 公式：（外径-壁厚）×壁厚mm×0.02466×长度m 例：钢管114mm(外径)×4mm(壁厚)×6m(长度) 计算：（114-4）×4×0.02466×6=65.102kg 圆钢重量计算公式 公式：直径mm×直径mm×0.00617×长度m 例：圆钢Φ20mm(直径)×6m(长度) 计算：20×20×0.00617×6=14.808kg 方钢重量计算公式 公式：边宽(mm)×边宽(mm)×长度(m)×0.00785 例：方钢50mm(边宽)×6m(长度) 计算：50×50×6×0.00785=117.75(kg) 扁钢重量计算公式 公式：边宽(mm)×厚度(mm)×长度(m)×0.00785 例：扁钢50mm(边宽)×5.0mm(厚)×6m(长度) 计算：50×5×6×0.00785=11.7.75(kg) 六角钢重量计算公式 公式：对边直径×对边直径×长度(m)×0.00068 例：六角钢50mm(直径)×6m(长度) 计算：50×50×6×0.0068=102(kg) 钢板重量计算公式 公式：7.85×长度(m)×宽度(m)×厚度(mm) 例：钢板6m(长)×1.51m(宽)×9.75mm(厚) 计算：7.85×6×1.51×9.75=693.43kg 扁通重量计算公式 公式：(边长+边宽)×2×厚×0.00785×长m 例：扁通100mm×50mm×5mm厚×6m(长) 计算：(100+50)×2×5×0.00785×6=70.65kg 方通重量计算公式 公式：边宽mm×4×厚×0.00785×长m 例：方通50mm×5mm厚×6m(长) 计算：50×4×5×0.00785×6=47.1kg 等边角钢重量计算公式 公式：边宽mm×厚×0.015×长m(粗算)
1.低聚物多元醇：聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚三醇、聚丁二烯二二醇、丙烯酸酯多元醇等 水性聚氨酯胶粘剂制备中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多，有时还使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品种低聚物多元醇。聚醚型聚氨酯低温柔顺性好，耐水性较好，且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的价格比聚酯二醇低，因此，我国的水性聚氨酯研制开发大多以聚氧化丙烯二醇为主要低聚物多元醇原料。由聚四氢呋喃醚二醇制得的聚氨酯机械强度及耐水解性均较好，惟其价格较高，限制了它的广泛应用。 聚酯型聚氨酯强度高、粘接力好，但由于聚酯本身的耐水解性能比聚醚差，故采用一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯，其贮存稳定期较短。但通过采用耐水解性聚酯多元醇，可以提高水性聚氨酯胶粘剂的耐水解性。国外的聚氨酯乳液胶粘剂及涂料的主流产品是聚酯型的。脂肪族非规整结构聚酯的柔顺性也较好，规整结构的结晶性聚酯二醇制备的单组分聚氨酯乳液胶粘剂，胶层经热活化粘接，初始强度较高。而芳香族聚酯多元醇制成的水性聚氨酯对金属、RET等材料的粘接力高，内聚强度大。 其他低聚物二醇如聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚丁二烯二醇、丙烯酸酯多元醇等，都可用于水性聚氨酯胶粘剂的制备。聚碳酸酯型聚氨酯耐水解、耐候、耐热性好，易结晶，由于价格高，限制了它的广泛应用。 2.异氰酸酯:TDI、MDI、IPDI、HDI等 制备聚氨酯乳液常用的二异氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二异氰酸酯，以及TDI、MDI、HDI：MDI等脂肪族、脂环族二异氰酸酯。由脂肪族或脂环族二异氰酸酯制成的聚氨酯，耐水解性比芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯好，因而水性聚氨酯产品的贮存稳定性好。国外高品质的聚酯型水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂环族异氰酸酯原料制成，而我国受原料品种及价格的限制，大多数仅用TDI为二异氰酸酯原料。 多亚甲基多苯基多异氰酸酯一般用于制备乙烯基聚氨酯乳液和异氰酸酯乳液。 3．扩链剂：1，4—丁二醇、乙二醇、己二醇、乙二胺等 水性聚氨酯制备中常常使用扩链剂，其中可引入离子基团的亲水性扩链剂有多种，除了这类特种扩链剂外，经常还使用1，4—丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亚乙基三胺等扩链剂。由于胺与异氰酸酯的反应活性比水高，可将二胺扩链剂混合于水中或制成酮亚胺，在乳化分散的同时进行扩链反应。 4．水：蒸馏水、离子水 水是水性聚氨酯胶粘剂的主要介质，为了防止自来水中的Ca2+、寸+等杂质对阴离子型水性聚氨酯稳定性的影响，用于制备水性聚氨酯胶粘剂的水一般是蒸馏水或去离子水。除了用作聚氨酯的溶剂或分散介质，水还是重要的反应性原料，合成水性聚氨酯目前以预聚体法为主，在聚氨酯预聚体分散与水的同时，水也参与扩链。由于水或二胺的扩链，实际上大多数水性聚氨酯是聚氨酯—脲乳液(分散液)，聚氨酯—脲比纯聚氨酯有更大的内聚力和粘接力，脲键的耐水性比氨酯键好。
聚氨酯硬泡使用说明 ―――手工浇注料 聚氨酯保温材料一大优异之处在于其现场施工的方便性。除了采用发泡设备注射、喷涂外，手工浇注也是常采用的发泡成型方式。 手工浇注，即采用简易容器和设备，用手工方式或机械搅拌把一定比例、一定数量的发泡原料混合均匀并转移到待发泡的腔体中。 1．设备（工具）： 容器：计量、混合用，共计三个，常用塑料质或铁/钢质，大小与其工作负荷相称。 搅拌器：一般采用通用手电钻，转速在1200r/min以上，搅拌头为环形或风翅形叶轮，其大小及手电钻功率可据工作负荷（混料量）而定。 清理器具：一般为铁质条、片状物或刀具，清理搅拌头、混合器具残留的泡沫。2．基本工艺：按原料厂家所提供的材料配比计量所需量的黑白料，转移到混合容器中，然后开启搅拌器对其进行搅拌混合；经充分混合将物料及时转移到待发泡腔体中，闭合模具（注意在发泡过程中适当的排气）。待泡沫固化完成后，打开模具取出已完成的工件。 在泡沫不再软、粘时将混合容器中及搅拌头上的泡沫清理干净以预备进入下一生产周期。 3．需要注意的几个工艺参数 （1）温度。一般来说手工浇注型工艺对料温缺乏相应的控制手段，多为自然温度。但由于聚氨酯成形过程易受温度影响，故常常需控制一定的料温以期得到较好的发泡效果。一般的，料温低时泡沫易酥脆且发方率较低，固化缓慢，延长生产周期和多耗材料的同时还得不到较好的发泡效果，故冬季一般采用外加热方式保证材料温度不要低于15℃；另一方面，料温过高时会导致白料中的发泡剂成分较多挥发而降低发方率，同时料温高使得反应过快不易操作、控制，在夏季可采用外辅助冷水强制降温方式来控制黑白料温度使其最好不要超过30℃（注意：小心不要使水进入黑白料中）。 （2）可操作时间。聚氨酯泡沫成型过程是化学反应过程。一般认为化学反应开始后（乳白时间）不宜再过多的对其进行操作，故而计量后混合、搅拌、转移工序应在乳白时间到来前完成。只有这样才能保证泡沫体在腔体中填充的均匀性。对配料厂家来说乳白时间具有可调性，可根据使用时混合总量、搅拌时间、转移效率等情况来确定。 温度对可操作时间有较大的影响，温度高时同一物料的可操作时间将变短。 （3）脱模时间。泡沫发起后须经一定熟化后方能稳定，即达到固化。该时间受材料本身因素的制约同时又受工艺性的影响。一般来说同一材料料温高、环境温度高、工件温度高时固化较快，反之则慢。 过早的脱模会因泡沫固化效果不好而影响工件的质量，须根据材料本性适时脱模（需要高速时可通过白料厂家来调整完成）。 4．用料量计算。 在高于自由泡密度的条件填充下，设计填充密度和待填充腔体的空间大小是决定用料量的两个主要因素，又因表皮比重大、物料损耗、气体挥发等因素势必要求有一定的过量填充。由此用料量可由下式计算： 用料量=待填充体积×设计填充密度×（1+过量填充系数） 一般过量填充系数为10-15%，温度低时表皮层较厚使该系数大一些。 低于自由泡芯密度的设计填充密度是不可能的，故最低用量是自由泡的填充。为
1.?官能度 ??官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。 2.?羟值 ??在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即: ????????羟值校正?=?羟值分析测得数据?+?酸值 ????????羟值校正?=?羟值分析测得数据?-碱值 ??对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。例，聚酯多元醇测得羟值为224.0，水份含量0.01%，酸值12，求聚酯羟值羟值校正?=224.0+1.0+12.0=257.0 3.?羟基含量的重量百分率 在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。 羟值?=?羟基含量的重量百分率×33 例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值 羟值?=OH%?×?33=5?×?33=165 4.?????????分子量 ?????分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。 （56.1为氢氧化钾的分子量） 例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。 对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。 ??如二乙醇胺，其结构式如下：????????????????????????????CH2CH2OH ??????????????????HN?
组合料配比之设计、计算、试验、试料 1 关于计算 硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例（重量比）是不是合理，另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”合理，翻译成土话就是：“按比例混合的白料和黑料要完全反应完”。因此，白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该考虑在。 理论各组分消耗的-NCO摩尔量计算如下 1.1 主料 聚醚、聚酯、硅油（普通硬泡硅油都有羟值，据说是因为加了二甘醇之类的）配方数乘以各自的羟值，然后相加得数Q S1 = Q÷56100 1.2 水 水的配方量w S2 = W÷9 1.3与消耗-NCO的小分子物： 配方量为K，其分子量为M，官能度为N K ×N S3 = ————————（用了两种以上小分子的需要各自计算再相加） M
S = S1+S2+S3 基础配方所需粗MDI份量[（S×42）÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.0） 其实以上计算只是一个最基本的消耗量，由于黑白料反应过程复杂，实际-NCO消耗量肯定不止这个数，比如有三聚催化剂的情况下到底额外消耗了多少-NCO，这个没人说得清楚。另外，聚醚里有水分，偏高0.1%就好严重的；聚醚羟值也是看人家宣传单的，我见过有聚醚羟值围跨度90mgKOH/g，那个计算数出来后只能参考，不能认真! 2 试验设计之“冰箱、冷柜”类 2.1 本组合料体系重要要求及说明 2.1.1 流动性要好，密度分布“尽量”均匀 首先要考虑粘度，只有体系粘度小了，初期流动性才会好（主份平均粘度6000mPa.S以下，组合料350mPa.S以下），其次体系中的钾、钠杂离子要控制在一个低限（20ppm以），从而可控制避免三聚反应提前，即：体系粘度过早变大。如果流动性欠佳，发泡料行进至注料口远端就会出现拉丝痕致使泡孔结构橄榄球化，这个位置一定抗不住低温收缩。 2.1.2 泡孔细密，导热系数要低 不难理解泡孔细密是导热系数低的第一前提，此时首先考虑加有403或某些芳香胺醚进入体系（它们所起的作用是首先与-NCO反应，其生成物与其它组份互溶、乳化稳定性提升，并保证发泡体系初期成核稳定，也就是避免迸泡，从而
条形分布荷载下土中应力状计算属于平面应变问题，对路堤、堤坝以及长宽比l／b≥10的条形基础均可视作平面应变问题进行处理。 瑞典条分法基本假设： 滑面为圆弧面； 垂直条分； 所有土条的侧面上无作用力； 所有土条安全系数相同。 毕肖普条分法基本假设：（双重叠代可解） 滑弧为圆弧面；垂直条分；所有土条安全系数相同；考虑土条的侧向受力。 影响基底压力因素主要有： 荷载大小和分布基础刚度基础埋置深度土体性质 地基土中附加应力假设： 地基连续、均匀、各向同性、是完全弹性体、基底压力是柔性荷载。 应力分布： 空间问题——应力是x,y,z 三个坐标轴的函数。 平面问题——应力是x,z 两个坐标的函数。 库仑（C. A.Coulomb）1773年建立了库仑土压力理论，其基本假定为： （1）挡土墙后土体为均匀各向同性无粘性土（c=0）； （2）挡土墙后产生主动或被动土压力时墙后土体形成滑动土楔，其滑裂面为通过墙踵的平面； （3）滑动土楔可视为刚体。 库仑土压力理论根据滑动土楔处于极限平衡状态时的静力平衡条件来求解主动土压力和被动土压力。 朗肯土压力理论是朗肯(W.J.M.Rankine)于1857年提出的。它假定挡土墙背垂直、光滑，其后土体表面水平并无限延伸，这时土体内的任意水平面和墙的背面均为主平面（在这两个平面上的剪应力为零），作用在该平面上的法向应力即为主应力。朗肯根据墙后主体处于极限平衡状态，应用极限平衡条件，推导出了主动土压力和被动土压力计算公式。 临塑荷载及临界荷载计算公式的适用条件 （1）计算公式适用于条形基础。这些计算公式是从平面问题的条形均布荷载情况下导得的，若将它近似地用于矩形基础，其结果是偏于安全的。 （2）计算土中由自重产生的主应力时，假定土的侧压力系数K0＝1，这与土的实际情况不符，但这样可使计算公式简化。 （3）在计算临界荷载时，土中已出现塑性区，但这时仍按弹性理论计算土中应力，这在理论上是相互矛盾的，其所引起的误差随着塑性区范围的扩大而扩大。
角钢：每米重量=0.00785*（边宽+边宽-边厚）*边厚 圆钢：每米重量=0.00617*直径*直径(螺纹钢和圆钢相同）扁钢：每米重量=0.00785*厚度*边宽 管材：每米重量=0.0246615*壁厚*（外径-壁厚） 板材：每米重量=7.85*厚度 黄铜管：每米重量=0.02670*壁厚*（外径-壁厚） 紫铜管：每米重量=0.02796*壁厚*（外径-壁厚) 铝花纹板：每平方米重量=2.96*厚度 有色金属比重：紫铜板8.9黄铜板8.5锌板7.2铅板11.37 有色金属板材的计算公式为：每平方米重量=比重*厚度
不锈钢板理论重量计算公式 钢品理论重量重量（kg）＝厚度（mm）×宽度（mm）×长度（mm）×密度值 密度钢种 7.93 201,202,301,302,304,304L,305,321 7.75 405,410,420 7.98 309S,310S,316S,316L,347 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 不锈钢元棒，钢丝，理论计算公式 ★直径×直径×0.00609＝kg/m（适用于410 420 420j2 430 431） 例如：￠50 50×50×0.00609=15.23Kg/米 ★直径×直径×0.00623＝kg/m（适用于301 303 304 316 316L 321） 例如：￠50 50×50×0.00623=15.575Kg/米 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 不锈钢型材，理论计算公式 ◆六角棒对边×对边×0.0069=Kg/米 ◆方棒边宽×边宽×0.00793=Kg/米 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 不锈钢管，理论计算公式 ○（外径－壁厚）×壁厚×0.02491＝Kg/米 例如￠57×3.5 (57－3.5)×3.5×0.02491＝4.66Kg/米 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 各种钢管(材)重量计算通用公式 钢管的重量=0.25×π×(外径平方-内径平方)×L×钢铁比重其中：π = 3.14 L=钢管长度钢铁比重取7.8 所以，钢管的重量=0.25×3.14×(外径平方-内径平方)×L×7.8 * 如果尺寸单位取米（M），则计算的重量结果为公斤（Kg） ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
水性聚氨酯涂料 摘要：本文介绍了水性聚氨酯涂料的组成、结构以及特性，然后讲述了水性聚氨酯的应用，最后展望了该涂料的发展趋势。 关键词：水性聚氨酯，组成，特性应用，展望 水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液, 水分散液和水乳液, 是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂, 其粒径小于0.1 nm, 具有较好的分散稳定性, 不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯的一些优良性能, 而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点 , 对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好等优点与水性涂料的低VOC含量相结合，符合发展涂料工业的“三前提”（资源，能源，无污染）及“四E原则”（经济 ECONOMY，效率EFFICIENCY，生态ECOLOGY，能源ENERGY） 1 聚氨酯防水涂料的组成、结构 1.1 组成 目前我国市场上双组分聚氨酯防水涂料的预聚体组分(常称甲组分), 其组成相差不大, 基本上都以甲苯二异氰酸(TDI)与聚醚多元醇(简称聚醚)的多种型号混合物加成聚合而成(又称逐步聚合, 它既不是缩合, 也有别于聚合)。为获得合理的抗拉强度和延伸率, 预聚体的- NCO质量分数w-NCO 值应该控制在4%～5%.由于不少生产企业在选材、设备及工艺控制上还达不到反应的严格要求, 反应最终产物的游离TDI 含量w-NCO 在0.5%以上( 优良的反应在0.1%以下), 故这些厂家预聚体的w-NCO 实际控制在(5 土O.5)%左右, 产品组分的差异多数发生在乙组分的组成上:主剂分别采用与一NCO 反应的聚醚、含芳香烃的焦油类物质或带有结晶水的无机化合物及它们的混合物; 助剂有固化剂摩卡(MOCA), 它具有对称的芳环结构及邻位氯原子, 前者的刚性以及与其它基团反应生成的脲键的极性吸引力使聚氨酯具有很高的机械强度,后者的空间位阻和吸电子效应降低了胺基的反应速率, 使双组分涂料有足够的施工时间;增塑剂二丁酯、蒽油类可调整产品的抗拉强度及延伸率;填料不仅可以降低成本, 而且可以改善产品的高低温性能、施工性及储存稳定性;有的产品还加人催化剂以提高冬季成膜性。由此可见, 我国目前商品聚氨酯防水涂料的质量主要取决于乙组分的组成。 1.2 结构及其与老化的关系 聚氨酯的- NCO 基虽然可以与很多活泼基团反应, 但对于防水涂料而言, 具有应用价值的以含有- OH.- NH2 活泼基团的物质为主。聚氨酯分子结构中除氨酯键外, 还存在原料引人的醚键、酯键、不饱和双键基团及反应可能形成的脲基、缩二脲、脲基甲酸酯等链节。化学结构上的差异势必反映在性能上: 1)芳香族氨酯键裂解温度低, 例如酚封闭的芳香族氨酯键裂解温度仅120℃, 而醇封闭的脂肪族氨酯键裂解温度可达250℃, 这就是聚醚聚氨酯防水膜可以作非外露型防水材料的主要原因; 2)芳香族氨酯键遇胺转化为脲, 性脆而延性差; 3)芳香族氨酯键遇醇而醇解, 进一步受紫外线照射或受热会分解; 4)芳香族氨酯键的抗碱性大大低于脂肪族氨酯键, 而目前的建筑物基层以水泥为主, 这对芳香族氨酯键是不利的。由于煤焦油中的活泼氢基本上都以芳香族基团出现, 故焦油聚氨酯防水涂料的抗老化性极差是由先天性的缺陷所造成的。
PU 资料 聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法 1. 官能度 官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。 2. 羟值 在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。 从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。 在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即 羟值校正 = 羟值分析测得数据 + 酸值 羟值校正 = 羟值分析测得数据 - 碱值 对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。 但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。 严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。 例，聚酯多元醇测得羟值为，水份含量%，酸值12，求聚酯羟值 羟值校正 = + + = 3. 羟基含量的重量百分率 在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。 羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 = 165 4. 分子量 分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。 （为氢氧化钾的分子量） 羟值 官能度分子量1000 1.56??=
例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。 对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。 如二乙醇胺，其结构式如下： CH 2CH 2OH HN < CH 2CH 2OH 分子式中，N 原子量为14，C 原子量为12，O 原子量为16，H 原子量为1，则二乙醇胺分子量为：14+4×12+2×16+11×1=105 5. 异氰酸基百分含量 异氰酸基百分含量通常以NCO%表示，对纯TDI 、MDI 来说，可通过分子式算出。 式中42为NCO 的分子量 对预聚体及各种改性TDI 、MDI ，则是通过化学分析方法测得。 有时异氰酸基含量也用胺当量表示，胺当量的定义为：在生成相应的脲时，1克分子胺消耗的异氰酸酯的克数。 胺当量和异氰酸酯百分含量的关系是： 6. 当量值和当量数 当量值是指每一个化合物分子中单位官能度所相应的分子量。 如聚氧化丙烯甘油醚的数均分子量为3000，则其当量值 在聚醚或聚酯产品规格中，羟值是厂方提供的指标，因此，以羟值的数据直接计算当量值比较方便。 7. 异氰酸酯指数 3366 50 1000 31.56=??= 分子量%48174 2 42%=?=NCO TDI 的%6.33250 2 42%=?= NCO MDI 的官能度 数均分子量当量值=
多元醇和异氰酸酯是整个聚氨酯反应的最主要两种原料。而聚酯多元醇就是一种常用的多元醇之一。需要测定聚酯多元醇的酸值和羟值，对控制聚氨酯反应的重要性是不言而喻的。羟值反应的聚酯多元醇的分子量，酸值大小影响与异氰酸酯的反应性。 一：聚酯多元醇酸值 一般，聚酯多元醇呈弱酸性，酸值的含义是：每克样品中酸性成分所消耗的KOH的摩尔质量（mg）。单位是：mgKOH/g。 1）测试聚酯多元醇酸值操作步骤： 精确称取聚酯多元醇样品2-4g，加入混合试剂50ml溶液，充分摇均匀，加2-4 d PP指示剂，以0.1N 标准KOH溶液进行滴定，直至出现粉红色15 s 不变为滴定终点，记录滴定值。同时做空白实验。 2）计算公式： AV（酸值KOHmg/g）=56.1×f ×（V样-V空）÷M样重 f：0.1N 标准KOH溶液的修正值。 56.1：KOH的摩尔质量。 3）分析试剂的配制： 0.1N 标准KOH溶液的配制：精确称取分析级KOH 3.3±0.0001g，加蒸馏水至500ml，摇匀备用。 0.1N 标准KOH溶液的标定（修正值f）： 精确称取氨基磺酸1.5±0.0001g于三角瓶内，加适量蒸馏水（约90ml）进行溶解，滴入2-4 d PP指示剂，一所配制的0.1N 标准KOH溶液进行滴定，记录滴定值，则 F值=W/ V ×103 其中W：氨基磺酸称取量V：滴定值 混合试剂的配制：a无水乙醇与醋酸乙酯体积比1：1混合均匀即可；b 甲苯与醋酸乙酯体积比1：1混合均匀亦可。 二：聚酯多元醇的羟值 在聚氨酯合成中，聚酯多元醇羟值是一个重要指标。只有明确了解聚酯多
元醇的羟值，才能确定聚酯多元醇的分子量。羟值含义是：每克样品所消耗的K OH摩尔质量数。单位是mgKOH/g。 1）测试聚酯多元醇羟值的操作步骤（苯酐-吡啶法）。 精确称取聚酯多元醇样品2-5g于磨口锥形三角瓶内，用移液管精确加入苯酐-吡啶酰化剂20ml。摇匀后于烘箱（120℃）加热一小时，取出冷却后，加入蒸馏水90ml震荡，使之充分溶解。再以5 ml酰化剂对瓶壁进行清洗。加2-4 d PP指示剂，以0.5N 标准KOH溶液进行滴定，直至出现粉红色15 s不变为滴定终点，记录滴定值，同一样品分别做两次。并做空白实验。 2）计算公式： OH（羟值KOHmg/g）=(V空-V样)×f ×56.1/ m样量 f：0.5N 标准KOH溶液的修正值。 56.1：KOH的摩尔质量。 3）分析试剂的配制： 0.5N 标准KOH溶液的配制：精确称取分析级KOH 16.5±0.0001g，加蒸馏水至500ml，摇匀备用。 0.5N 标准KOH溶液的标定（修正值f）：精确称取氨基磺酸1.5±0.0001g 于三角瓶内，加适量蒸馏水（约90ml）进行溶解，滴入2-4 d PP指示剂，一所配制的0.5N 标准KOH溶液进行滴定，记录滴定值，则 F值=W/ V ×20.6 其中W：氨基磺酸称取量V：滴定值 苯酐-吡啶酰化剂配制：称取42g邻苯二甲酸酐和6g咪唑溶于300ml吡啶中，混合均匀后贮存于棕色瓶内备用。 注：本法可用于聚醚之酸值和羟值分析检测。所得数据比其他方法相对要可靠。 三：聚酯多元醇其它分析 1）分子量 M分子量=56.1×n ×1000/ 聚酯多元醇校正羟值 聚酯多元醇校正羟值=羟值+酸值 2）水分用水份分析仪检测之。
钢筋计算公式 钢筋抽样常用公式 钢筋算量基础方式小结 一、梁 （1）框架梁 一、首跨钢筋的计算 1、上部贯通筋 上部贯通筋（上通长筋1）长度＝通跨净跨长＋首尾端支座锚固值 2、端支座负筋 端支座负筋长度：第一排为Ln/3＋端支座锚固值； 第二排为Ln/4＋端支座锚固值 3、下部钢筋 下部钢筋长度＝净跨长＋左右支座锚固值 以上三类钢筋中均涉及到支座锚固问题，那么总结一下以上三类钢筋的支座锚固断定问题：支座宽≥Lae且≥0.5Hc＋5d，为直锚，取Max{Lae，0.5Hc＋5d }。 钢筋的端支座锚固值＝支座宽≤Lae或≤0.5Hc＋5d，为弯锚，取Max{Lae，支座宽度-保护层+15d }。 钢筋的中间支座锚固值＝Max{Lae，0.5Hc＋5d } 4、腰筋 构造钢筋：构造钢筋长度＝净跨长＋2×15d 抗扭钢筋：算法同贯通钢筋 5、拉筋 拉筋长度＝（梁宽－2×保护层）＋2×11.9d（抗震弯钩值）＋2d 拉筋根数：如果wo们没有在平法输入中给定拉筋的布筋间距，那么拉筋的根数＝（箍筋根数/2）×（结构筋根数/2）；如果给定了拉筋的布筋间距，那么拉筋的根数＝布筋长度/布筋间距。 6、箍筋 箍筋长度＝（梁宽－2×保护层＋梁高-2×保护层）*2＋2×11.9d＋8d 箍筋根数＝（加密区长度/加密区间距+1）×2＋（非加密区长度/非加密区间距－1）+1 注意：因为构件扣减保护层时，都是扣至纵筋的外皮，那么，wo们可以发明，拉筋和箍筋在每个保护层处均被多扣掉了直径值；并且wo们在预算中计算钢筋长度时，都是依照外皮计算的，所以软件主动会将多扣掉的长度在弥补回来，由此，拉筋计算时增长了2d，箍筋计算时增添了8d。 7、吊筋 吊筋长度＝2*锚固（20d）+2*斜段长度+次梁宽度+2*50，其中框梁高度>800mm 夹角=60°≤800mm 夹角=45° 二、中间跨钢筋的计算 1、中间支座负筋 中间支座负筋：第一排为：Ln/3＋中间支座值＋Ln/3； 第二排为：Ln/4＋中间支座值＋Ln/4 注意：当中间跨两端的支座负筋延长长度之和≥该跨的净跨长时，其钢筋长度： 第一排为：该跨净跨长＋（Ln/3＋前中间支座值）＋（Ln/3＋后中间支座值）； 第二排为：该跨净跨长＋（Ln/4＋前中间支座值）＋（Ln/4＋后中间支座值）。
CHINA COATINGS 2008年第23卷第7期 15 0 引 言 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。 据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5 kg,西欧约4.5 kg,而我国的消费水平 还很低,年人均不足0.5 kg。 溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。 水性聚氨酯的合成与改性 □ 闫福安,陈 俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉 430073) 摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。 关键词：水性聚氨酯；合成；改性 中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2008)07-0015-08 Synthesis and modifi cation of water-borne PU Yan fuan, Chen jun (School of Chemical Engineering and Pharmacy, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, Hubei Province) Abstract: This paper introduces water-borne PU about its monomers, synthesis mechanism, and synthesis technology and modifi cation methods. Relevant enterprises and research institutes China should strengthen the work cooperatively on molecule design, to promote the continuously progressing synthesis technology and the growing market of water-borne PU. Keywords: water-borne PU, synthesis, modifi cation 编者按：本文搜集了相关的情报资料，比较全面地阐述水性聚氨酯的合成技术。相应地，嘉宝莉朱延安、中国科技大章鹏进行了这方面的研发和实验实践。相比之下，为改善PUD分散体涂膜力学性能，选用聚碳酸酯型方向是可行的,但在水性木器涂料中的应用,应综合考虑制造成本、涂料使用范围、对涂膜光泽大小不同要求等方面因素；软段多元醇的选用不可能单一型,可以选用混合型,如PCD与PCL混合,或PCD与聚醚型混合,否则单用PCD,因价格太贵或存在功能过剩,影响水性聚氨酯涂料的推广应用与市场定位。 TECHNICAL PROGRESS DOI:10.13531/https://www.doczj.com/doc/266869479.html,ki.china.coatings.2008.07.007
聚氨酯硬泡配方及计算方法 一、硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例（重量比）是不是合理，另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”是否合理，翻译成土话就是“按重量比例混合的白料和黑料要完全反应完”。因此，白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该考虑在内。理论各组分消耗的-NCO 摩尔量计算如下 ㈠主料：聚醚、聚酯、硅油（普通硬泡硅油都有羟值，因为加了二甘醇之类的稀释，部分泡沫稳定剂型硅油还含有氨基）配方数乘以各自的羟值，然后相加得数Q，S1 = Q÷56100 ㈡水：水的配方量W S2 = W÷9 ㈢参与消耗-NCO的小分子物：配方量为K，其分子量为M，官能度为N S3 =K× N/M（用了两种以上小分子的需要各自计算再相加） S = S1+S2+S3 基础配方所需粗MDI份量[（S×42）÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.05） 其实以上计算只是一个最基本的消耗量，由于黑白料反应过程复杂，实际-NCO消耗量肯定不止这个数，比如有三聚催化剂的情况，到底额外消耗了多少-NCO，这个没人说得清楚。另外，聚醚里有水分，偏高0.1%就很严重；聚醚羟值也是看人家宣传单的，我见过有聚醚羟值范围跨度90mgKOH/g，那个计算数出来后只能参考，不能认真! [试验设计]之“冰箱、冷柜”类 本组合料体系重要要求及说明 1、流动性要好，密度分布“尽量”均匀。首先要考虑粘度，只有体系粘度小了，初期流动性才会好（主份平均粘度6000mPa.S以下，组合料350mPa.S以下），其次体系中的钾、钠杂离子要控制在一个低限（20ppm以内），从而可控制避免三聚反应提前，即：体系粘度过早变大。如果流动性欠佳，发泡料行进至注料口远端就会出现拉丝痕致使泡孔结构橄榄球化，这个位置一定抗不住低温收缩。 2、泡孔细密，导热系数要低。不难理解泡孔细密是导热系数低的第一前提，此时首先考虑加有403或某些芳香胺醚进入体系（它们所起的作用是首先与-NCO反应，其生成物与其它组份互溶、乳化稳定性提升，并保证发泡体系初期成核稳定，也就是避免迸泡，从而使泡孔细密）其次聚醚本身单独发泡其泡孔结构要好（例如以山梨醇为起始的635SA比蔗糖为起始的1050泡孔要细密均匀得多，还有含有甘油为起始剂的835比1050细密，即便是所谓的4110牌号的聚醚，含丙二醇起始的比二甘醇的好。聚醚生产的聚合催化剂不同，所生产出的聚醚性状也有差异：氢氧化钾催化的聚醚分子量分布比二甲胺催化的要窄。另外：聚醚生产时的工艺控制-----温控、抽真空、PO--也就是环氧丙烷流量控制、PO原料质量、后处理等等-----也都会直接影响聚醚发泡的泡孔结构）第三，可以考虑加入一些可以改善泡孔细密度的聚酯成份。第四，适当加入低粘度物调整总体粘度（如210聚醚） 3、耐低温抗收缩性要好。这个无须赘言。一是官能度，总体平均要4以上。其次是发泡体成型后空间交联点分布均匀（直观解释是：主聚醚反应活性尽量相差不大，连续的近似的空间结构要稳定得多。） 4、粘结性好。所谓粘结性表面上是指泡沫体与冰箱、冷柜外壳和内胆之间的粘合，其实是指泡体柔韧性，以及抗收缩性，（水份用量、降低总体羟值，添加柔性结构成分，如210、330N 之类都可以改进泡沫对壳体的粘附性） 5、成本较低。目前冰箱、冷柜行业竞争白热化，性能极佳价格昂贵的组合料没人用的起，所以我们必须为成本考虑（比如芳香聚酯价位要比聚醚的低，可以加一些。） 6、安全性。这是对环戊烷体系的特别要求（至少环戊烷不象F11那样想加多少就加多少，不难理解加多环戊烷的更具有安全隐患）