聚氨酯硬泡生产工艺
5.1 硬泡成型工艺
5.1.1 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NCO的质量分数一般为20%?25%?由于TDI大大过量，预聚体的粘度较低?预聚体再和聚酯或聚醚多元醇,发泡剂,表面活性剂,催化剂等混合,经过发泡反应而制得硬质泡沫
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78—
取代了预聚法.
5.1.2 浇注成型工艺
浇注发泡是聚氨酯硬泡常用的成型方法,即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. 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.
机械浇注发泡的原理和手工发泡的相似,差别在于手工发泡是将各种原料依次称入容器中,搅拌混合;而机械浇注发泡则是由计量泵按配方比例连续将原料输入发泡机的混合室快速混合.
硬泡浇注方式适用于生产块状硬泡,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.
5.1.2.1 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用连续发泡机生产.
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.
块状硬泡的生产方法和连续法块状软泡及箱式发泡软泡相似. 原料中可加入一定量的固体粉状或糊状填料. 块状硬泡在模具顶上常装有一定重量的浮动盖板.反应物料量按模具体积和所需泡
沫塑
料密度计算,另加3%?5%比较合适.这种情况下,泡沫上升受到浮动盖板限制,结构更
为均匀,各向异性程度减小.也可用自由发泡生产块状硬泡,即在没有顶盖的箱体内发泡,泡沫密度由配方决定?小体积（体积小于0.5 m3,厚度不大于10cm）聚氨酯硬泡生产配方及工
艺目前已经成熟,国内普遍采用.大体积块状硬泡发泡工艺难度较大,国内生产厂家少
在
大体积聚氨酯硬泡生产中,应注意防止泡沫内部产生的热量积聚而引起烧芯.一般需
控制原
料中的水分,不用水发泡以减少热量的产生,尽量采用物理发泡剂以吸收反应热,降低发泡原料的料温.
间隙式箱式发泡和模塑发泡,发泡过程大致是这样的:多元醇,发泡剂,催化剂等原料精确计量后置于一容器中预混合均匀,加入异氰酸酯后立即充分混合均匀,具有流动
性的反
应物料注入模具,经化学反应并发泡成型.
箱式块状发泡工艺的优点是投资少,灵活性大.一个模具每小时一般可生产两块硬泡. 缺点是原料损耗大,劳动生产率低.
模塑发泡是在有一定强度的密闭模具（如密闭的箱体）内发泡,密度由配方用量和设定
的
模具体积来决定.一般用于生产一些小型硬泡制品,如整皮硬泡,结构硬泡等.模塑发泡的
模具要求能承受一定的模内压力.原料的过填充量根据要求的密度及整皮质量而定.大体积块状泡沫一般需用发泡机混合与浇注物料.高,低压发泡机均可.机械发泡,发
泡料的乳白时间远比搅拌式混合的短.因此,生产大块泡沫塑料,最好选用大输出量发
泡机.
连续法生产块状硬泡的过程与块状软泡的相似,所用发泡机,其原理和外观也与生产
软
泡的机器相似.如Planibloc 平顶发泡装置也适用于生产块状硬泡.
5.1.2.2 浇注成型中的注意事项
浇注发泡成型的催化剂以胺类催化剂为主,可采用延迟性胺类催化剂延长乳白时间,满
足对模具的填充要求,这类催化剂可提高原料体系的流动性,但不影响其固化性.异氰
酸酯
指数稍大于100,如105.
浇注发泡成型过程中,原料温度与环境温度直接影响泡沫塑料制品的质量.环境温度
以
20?30C为宜，原料温度可控制在20?30 C或稍高一些?温度过高或过低都不易得到高质
量的制品.对船舶,车辆等大型制品现场浇注成型,难以控制环境温度,则可适当控制原料温度并调节催化剂用量.
79—对模具的要求是结构合理,拆装方便,重量轻,耐一定压力,并且内表面还要有较好的光洁度.同时还要根据模具的大小和不同的形状,在合适的位置钻多个排气孔.制造模
具的
材质一般是铝合金,有时也用钢模.模具温度的高低直接影响反应热移走的速度.模温低,
发泡倍率小,制品密度大,表皮厚;模温高则相反.为制得高质量的泡沫塑料制品,一般将模温控制在40?50C范围?料温和模温较低时，化学反应进行缓慢，泡沫固化时间长；温度高,则固化时间短.
在注入模具内发泡时,应在脱模前将模具与制品一起放在较高温度环境下熟化,让化学
反应进行完全.若过早脱模,则熟化不充分,泡沫会变形.原料品种与制件形状尺寸不同所需的熟化时间和温度也不同?一般模塑泡沫在模具中需固化10min后才能脱模.
由于混合时间短,混合效率是需重视的因素.手工浇注发泡,搅拌器应有足够的功率和转速.混合得均匀,泡沫孔细而均匀,质量好;混合不好,泡孔粗而不均匀,甚至在局部范围内出现化学组成不符合配方要求的现象,大大影响制品质量.
5.1.3 聚氨酯硬泡喷涂成型聚氨酯硬泡喷涂发泡成型即是将双组分组合料迅速混合后直接喷射到物件表面而发泡
成型.喷涂是聚氨酯硬泡是一种重要的施工方法,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,应用已逐渐普及.
喷涂发泡成型的优点是:不需要模具;无论是在水平面还是垂直面,顶面,无论是在形状简单的物体表面或者还是复杂的表面,都可通过喷涂方法形成硬质聚氨酯泡沫塑料保温
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.
5.1.3.1 低压及高压喷涂
一般按喷涂设备压力分为低压喷涂和高压喷涂,高压喷涂发泡按提供压力的介质种类又
分为气压型和液压型高压喷涂工艺. 低压喷涂发泡是靠柱塞泵将聚氨酯泡沫组合料"白料"（即组合聚醚）,"黑料"（即聚合
MDI）这两种原料从原料桶内抽出并输送到喷枪枪嘴,然后靠压缩空气将黑白两种原
料从喷
枪嘴中吹出的同时使之混合发泡.低压喷涂发泡的缺点是:原材料损耗大,污染环境;黑白两种原料容易互串而造成枪嘴,管道堵塞,每次停机都要手工清洗枪嘴;另外压缩空气压力不稳定,混合效果时好时坏,影响发泡质量,喷涂表面不光滑.但低压喷涂发泡设备价格较高压机低.
低压喷涂发泡施工是一般先开空气压缩机,调节空气压力和流量到所需值,然后开动
计
量泵开始喷涂施工，枪口与被喷涂面距离300?500mm,以流量1?2 kg/min,喷枪移动速度0.5?0.8 s/m为宜?喷涂结束时先停泵再停压缩空气拆喷枪用溶剂清洗之. 高压喷涂发泡,物料在空间很小的混合室内高速撞击并剧烈旋转剪切,混合非常充分.
高速运动的物料在喷枪口形成细雾状液滴,均匀地喷射到物件表面.高压型喷涂发泡
设备与
低压型喷涂发泡设备相比,具有压力波动小,喷涂雾化效果好,属无气喷涂,原料浪费少污染小，喷枪自清洁等一系列优点?目前国内高压喷涂设备主要来自美国Glas-Craft公司,
Graco公司,Gusmer等公司.进口的高压喷涂机有的带可控加热器，可把黑白料加热(最高达70C ).为了方便施工，在主加热器与喷枪之间配备长管.为防止两个发泡料组分在流经长管道时冷却降温,长管外面包有保温层,内有温度补偿加热器,以保证黑料,白料达到设定的温度. 选择合适的喷涂发泡设备,是控制硬质聚氨酯喷涂泡沫平整度及泡沫质量的关键之
高压喷涂发泡效果明显优于低压喷涂发泡.
5.1.3.2 喷涂发泡工艺对原料的要求
①毒性小,喷涂发泡时,原料喷散成很细的液滴,为减少对环境的污染和操作人员的健80—
康,除发泡剂外,其它原料中的低沸点成分应严加控制,臭味大的叔胺催化剂尽量少用.
特
别是聚合MDI 中,易挥发低相对分子质量的异氰酸酯含量要控制在很低范围内.
②粘度小,有利于在极短时间内混合均匀.
③催化剂活性要大,因为喷涂发泡工艺要求反应速度较快,泡沫应很快固化,不流淌.
一般选用三亚乙基二胺,二月桂酸二丁基锡等催化剂.具有催化作用的叔胺类多元醇,
如由
乙二胺与环氧丙烷反应制得的俗称"胺醚"的多元醇,常常用于喷涂发泡.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?20 s.这样，能保证反应液混合后立即在喷射面固化,形成泡沫塑料.这一点,对由下往上的顶部喷涂特别重要. 关于喷涂发泡的环境条件,有几点应注意.
(1) 喷涂发泡环境温度与待喷物体的表面温度较合适的温度范围是15?35 C .有的施
工单位把5?8C作为最低温度界限.温度过低，泡沫塑料容易从物体表面脱落，而且泡沫塑料的密度明显增大.温度在15?25C范围内，泡沫塑料的密度没有明显变化；温度为5C
时,密度明显升高.环境温度过高,发泡剂损耗太大.
(2) 异氰酸酯很容易和水反应生成含脲键结构.这种结构含量增高,则泡沫塑料较脆.
待喷涂物体表面若有露水或霜,应予以去除,否则,泡沫塑料的脆性增大,且影响与物体表面的粘接性.
(3) 在室外进行喷涂发泡作业,当风速超过5 m/s 时,因反应产生的热量被风吹失, 热量不易积累,妨碍泡沫塑料进一步快速发泡反应,不易得到优质泡沫塑料.另外,风速过
大,原料损耗也大.为防止喷涂物料细滴的飞散,减少对环境的污染,必要时,可用防风
帷
幕.
(4) 待喷物体表面要无锈,无粉尘,无油污和无潮气.必要时,应预先进行清洗和干,达到上述要求.
(5) 应注意安全卫生问题,加强劳动保护.要戴防护镜,避免在施工时吸入有害化学原料.
喷涂泡沫塑料是一层层堆积起来的,一次喷涂的厚度要适宜.一次喷涂厚度一般为
10?
30mm,最好为15?20mm.具体厚度取决于泡沫塑料原料体系，温度，被喷基材的热导率
等因素.一次喷涂厚度太薄,泡沫塑料的密度增大.一次喷涂厚度过大,反应放热难以发散,容易产生烧芯变形等现象.
5.1.3.3 喷涂发泡施工注意事项
环境温度和待喷涂表面的温度应在10 C以上?温度过低,泡沫塑料与物体表面的粘接
性差易脱离，而且泡沫密度明显加大?环境温度最好在15?35C之间?温度太高则发泡剂损耗大.
一次喷涂的厚度要适宜，单层喷涂的厚度约15 mm为宜?厚度太薄,泡沫密度增大，太厚则不易控制喷涂表面的平整度.
待喷涂物体表面不能有油,灰尘等.若表面有露水或霜,应予以除去,否则将影响泡沫与物体表面的粘接性,影响泡沫性能.
在室外喷涂时,当风速超过5m/s 时,物料和热量损失大,不易得到满意的泡沫层,并且污染环境.必要时可使用防风帷幕.
聚氨酯保温层喷涂施工结束后必须严格保护,以免破坏隔热效果或造成其它问题.隔汽
层及聚氨酯硬泡表面均需采取保护性措施.地坪喷涂完毕后必须作好防水层及其上
面的水泥
砂浆保护层.墙面泡沫喷涂完毕后也必须采取其面层保护措施,以防碰坏.
国内贸易工程设计研究院是我国开展冷库喷涂施工的单位之一,该院对喷涂硬泡的
施工
提出了一个规程,其中对喷涂硬泡提出六项主要技术指标如下:
(1) 密度墙,顶喷涂泡沫密度＞37 kg/m 3 ,地面＞45 kg/m3;
81 —
⑵压缩强度(形变10%时的压缩应力)用于墙面，顶面为＞147kP一般地坪＞245 kPa,行走叉车的地坪＞294 kPa;
⑶导热系数墙,顶泡沫w 0.022W/(m ?地坪W 0.024 W/(m ? K);
(4) 尺寸稳定性不大于2%;
(5) 吸水率按照GB8810 规定w 4%;
⑹阻燃性能按照GB2406-80规定(样块尺寸150mn X 12.5mm X12.5mm),氧指数
＞26按照GB8333-87规定离火自熄时间必须达到"0"级标准.
5.1.4 块状聚氨酯硬泡生产及加工技术
5.1.4.1 块状聚氨酯硬泡的生产
块状硬质泡沫塑料是指尺寸较大的泡沫块,截面积大多接近矩形,用于切割制作一定形
状的制品.所以,块状硬泡是一种坯料.生产方法分为间歇与连续两种类型.
硬质块状泡沫的制造必须符合下列要求: 泡沫块体尺寸要大;泡沫断面应为正方形或矩形,以尽量减少切割损失量;模具的数量要少,这就要求熟化时间要短;块状泡沫各部位的密度变化应尽可能地小.
间歇法生产块状硬泡过程大致是这样的:多元醇,发泡剂,催化剂等原料精确计量后置
于一容器中预混和均匀,最后加入异氰酸酯立即充分混合.反应物料在达到乳白时间前注入模具,经化学反应并发泡后得到硬质泡沫塑料.在实验室,少量的低活性混合物可以用
简单的可分散搅拌器手工混合.但当物料多于500g 时,最好用机械搅拌器混合.从设备供应商那里可以得到许多设计合理的螺旋或涡轮式搅拌器.它的选择取决于发泡反应混合物的多少和粘度.
在间歇法生产块状泡沫中一般使用搅拌式混合.物料必须搅拌均匀才能注入模具,模具
/、
顶上常装有浮动盖板.浮动盖板的重量要合适,刚好能限制泡沫向上顶起就足够了.该工艺
仅须人工投资,特别适用在配方经常改动或原料粘度比较大或原料体系需要加入填料的情况
下的批量生产操作,原料中允许加入一定量的固体粉料或糊状物.这种简单块料工艺
能提供
每小时每模大约两块泡沫. 而每块泡沫必须在泡沫上升终了以后至少需留在模具中
10?
15min,以防止泡沫的强度不足而损坏.并且若过早脱模,泡沫会变形.通常还要保证3%?
5 %过填充量?与自由发泡相比，这通常足以得到平顶的块料和更加均一的，各向异性不明
显的泡沫.该法优点是投资少,灵活性大.缺点是原料损耗大,留在混合容器内的原料无法回收;劳动生产率低,劳动力费用高;手工操作化学原料,有一定潜在不安全因素.图5-1 表示其生产过程.
(1)带铰链的模具,内涂蜡脱模剂或衬以聚乙烯薄膜;(2)浇入泡沫原料; (3)泡沫正在浮动盖板下上升;(4)泡沫充满模具,浮动盖板在上,泡沫呈矩形图5-1间歇法浮动盖板式块状硬泡制法要克服上述缺点得用发泡机混合与浇注物料.高,低压发泡机均可.反应物料要充分混
合,同样在达到乳白时间前浇入模具中.经过大约十分钟(根据反应装置而定)固化后
打开
模具,取出泡沫块.通常,块状泡沫熟化一周后再进行切割.机械发泡,反应物料乳白时间远比批量搅拌式混合为短.因此,生产大块泡沫塑料,若采用高反应性原料体系,应选用大
82—
输出量发泡机?例如，若要生产密度为30kg/m3硬质泡沫塑料，模具尺寸为2mX1mX 1m, 需约66 kg 泡沫原料.若这些原料要在20s 内注入模具,发泡机浇注量必须达到
200kg/min.
由此可见,要求的输出量是很可观的. 较小输出量的发泡机同样能生产块状泡沫塑料,如图5-2所示,可用一移动分配管将反
应液注入模具?模具略倾斜?如用这种改进方法生产截面积为1m K0.5m,长达数米的泡
沫
塑料，机器输出量约50 kg/min即可?此方法适用于聚氨酯及聚异氰脲酸酯硬泡，后者发泡
过程乳白时间较短?泡沫塑料密度在30?200 kg/m3范围可调节?
1—发泡机;2—多元醇贮罐;3—异氰酸酯贮罐;4—计量泵;5—混合头
图5-2 块状硬质泡沫塑料生产工艺连续法生产块状硬泡是最经济的加工方式?这种方法类似于软质块状泡沫的生产,所用
发泡机,其原理和外观也与生产软泡的机器相似?原料经计量,混合均匀后连续注入由
纸或
聚乙烯膜围成的料槽内发泡?料槽安放在运输带上并不断向前移动?大部分连续生产硬泡块
料设备的运输系统,侧壁在垂直方向上可向上移动?侧壁运输带与水平方向移动的运
输带同
步协调地驱动?有的设备侧壁是固定的,但其面层紧紧按在垂直辊轮上,以减少泡沫上
升的
阻力?顶端受顶部运输带限制，泡沫只能上升到设备调节的高度，以形成平顶泡沫?一种改进型被称作planibloc 平顶发泡装置（如图5-3）也适用于块状硬泡? 要生产高质量块状硬泡,原料体系乳白时间宜短,上升时间应可调节,不粘时间也宜短? 乳白时间与不粘时间短的原料体系,有利点在于:生产的硬泡,泡孔细而均匀,性能较好; 发泡设备的运输带长度短;固化快的泡沫塑料,可较早地切割成一定长度?
1—混合头;2—顶部纸;3—压板;4—泡沫;5—运输带
图5-3 planibloc 块状泡沫塑料生产装置
5.142块状聚氨酯硬泡的加工技术
83—
连续加工适用于大批量生产建筑用板材,而间歇加工方式则用于小批量生产各种尺
寸以
及复杂结构的板材?可以使用下列制造方法?
1?切割法
通过锯或削——木材加工所用方法在这里也适用——从块状泡沫上切取所需尺码的泡沫块,然后包覆所需的表面层,如木板,塑料板,粒子板,玻璃纤维增强塑料板?以聚氨酯, 不饱和聚酯,环氧树酯,聚醋酸乙烯酯,氯丁橡胶等为基的粘合剂为宜,根据所用粘合剂的类型,固化时需适当加压或加热?在确认所选用溶剂不会损害泡沫体和层压材料之后, 可以使用含溶剂的粘合剂?由玻璃纤维增强塑料组成的表面层,也可以层压到泡沫层上?凡适用于玻璃纤维增强塑料的其它工艺方法,如人工贴合,喷涂和真空成型法,在此都适用?但
务
必注意用快速固化来限制苯乙烯对泡沫的影响.
该法的优点是:泡沫的生产很简单;层压材料的设计及其几何形状易于改变,可以经济
地制作较小的零件.该法的缺点是:切割块料时有废料;由于要粘合,增加了附加工序.
2. 泡沫填充法
将反应混合物倒入要填充的空腔里,在其反应要固化时,泡沫体便粘到表面层上.在有些应用中,必须采用特殊的施工步骤,才能确保泡沫对表面层的良好粘着,金属片材必
须涂
敷能增加粘着强度和抗腐蚀的底层材料.如果面对泡沫的那一侧有玻璃纤维露出表
面,则人
工压制的玻璃纤维增强塑料就可得到特别好的粘着性能.机械生产的玻璃纤维增强
塑料则必须打毛或涂粘合剂.粒子板,石膏板和石棉水泥板,只要干燥表面无尘,就能和泡沫粘牢有两种现场发泡制造板材的方法——分层浇注料法和注射法.
用分层浇注料发泡法时,将反应混合物浇注到立式模具开口端的各个表面层之间.混合
物的用量必须称量，以使每层的厚度不超过20?25cm?如果每层的厚度大于这个数值, 则泡沫的强度和尺寸稳定性就会受到不利的影响?注料的时间间隔至少应有2min,以使
底层
有机会固化?需注意,第一层的厚度稍有不均匀就会影响下一层的表面平整性?这个方法的
优点是产生的泡沫压力很小,因此不需要昂贵的模具?由于反应混合物是分几次浇注到模具
内的,因而可以使用小而经济的发泡机?也可以制得比较低的泡沫密度（大约38
kg/m3 ）.
其不足之处是相邻两层之间生成的表皮层会引起泡沫密度不均?由于需要等待前一层基本固
化才能浇注下一层,因此加工速度较慢?
当采用注射法时,表面层和棱层都放入模具内,对反应混合物必须进行精确计量以保
证
充满模腔?还要考虑到所要覆盖的流动距离?对于较长的制件,为了缩短泡沫必须流动的距离,建议浇注期间混合头在制件上方通过?也可以把制件分成几段,然后分段发泡?
模具和夹具的强度必须足以承受泡沫压力?这主要根据"填充系数"来确定?压力与填充系数a 的关系示于表5-1. a为成品模塑泡沫密度与自由发泡泡沫塑料密度之比值?表5-1泡沫压力与填充系数a的关系
a 泡沫压力/kPa
1.2 10
1.5 30?40
2.0 70?90
2.5 130 ?160
模具温度影响泡沫密度分布,并影响泡沫沿着表面层的填充以及面层的粘接性.已证明
温度在25?45C之间效果最好?脱模时间取决于配方，流动距离，模具温度,填充系数与脱模后容许的尺寸变化.预制尺寸和厚度都较小的制件（1m2X3cm）脱模时间为5min;10?
20cm厚的大型制件的脱模时间为20?60min.为了保持侧面泡沫压力可以使用涂有
隔离剂
的可拆式支撑板架.这些支撑板架也可以用作制件边缘的漏模. 这类支撑板也起到保持表面层的间距和模腔排气的作用.支撑板必须尽可能地与侧面形
84—
状相适合,并允许因温度和压力而产生的表面尺寸变化.
3. 填料
在反应混合物中掺用细的或极细的填料就需要用高耐磨的泵.目前,在硬泡领域里值得
一提的只有生产过程中混合的糊状阻燃剂.当使用大筛孔的颗粒材料——粗粒填料,
如粒度
在10?30mm 之间的多孔粘土,泡沫玻璃和多孔石粉时,模腔应在制件发泡之前就先填满.
通过每隔80?100cm插入一根10mm直径的塑料管加入反应混合物?泡沫在包住颗粒填料时,会遇到很高的流动阻力,从而大大地提高了泡沫密度?经验证明,所需要的反应混合物料量同无粒状填料而使泡沫制件的密度达到60 kg/m3 时一样多?模具应设计得能承受（0.8?
1.2）K05 Pa的压力.这类制件用作罩面材料和预制的民用建筑构件（聚氨酯轻质混凝土）.
5.2 几种聚氨酯硬泡制品的制造
5.2.1 聚氨酯板材及夹心板
硬质聚氨酯泡沫塑料板材重量轻,强度高,绝热效果好,是理想的建筑材料,用于屋面隔热,冷库等.这种板材大多覆有面层,故是以硬泡为芯材的夹心板材或称复合板材.面层
软,硬质材料均可.软质材料有牛皮纸,聚乙烯涂层牛皮纸,沥青纸,玻璃纤维织物,沥青玻璃纤维织物,铝箔等.硬质面材有钢板（平板及型材）,碎木料胶合板,粗纸板,灰泥板, 增强水泥板,矿棉板,珍珠岩板,石膏板等.
复合板材加工方法大致分为连续复合成型法,非连续复合成型法,硬泡块料切割法等.
连续法劳动力费用低,节能,是较先进的方法.
5.2.1.1 连续复合成型法
连续复合成型法生产硬质泡沫塑料板材,生产效率高.20世纪60年代初已经工业化, 产品主要用在建筑上.建筑物不仅绝热效果好,而且简化屋顶施工过程,大大节省劳动力费用.
连续复合成型法有如下几种类型.
（ 1 ）水平复合成型水平复合成型法制复合板材的过程大致是这样的,复合成型机上有两个连续提供上,下面材的辊筒.泡沫塑料原料连续计量,充分混合后,送到匀速移动
的
底层面材上发泡.有的底层纸可弯折,使其横截面成矩形.泡沫逐渐上升,接近终止升高时,上层面材与未凝固的泡沫接合.然后,新复合的泡沫被输送至加热区固化,使面材与泡沫很好粘接.
水平连续复合设备,计量与混合部分采用高低压发泡机均可.计量组分二,三,四组分的都有.注料方式有混合头带喷出管或分配管往返移动注料,也有混合头固定,连接配料装
置或压料辊把反应物均匀送到底层面材上.泡沫与上,下面材复合后均需送到上,下间距固定的加热区固化,以生成厚度均一,不变形的板材.输送带系统有几种形式: ①下层为由铰链连接的浮动板（图5-4）,浮动板对泡沫产生的压力不太大,对硬泡泡孔结构不会有破坏作用，生产速度4?8m/min.
②固定间距运输带（图5-5）,优点是生产的板材厚度均匀,由于膨胀中的泡沫可能会对上下面产生压力,故需要采用强有力的运输带.
③上下两面金属压板均封装在一无驱动装置的通道内,通入带压热空气,使泡沫在一
定
压力下加热固化,通道外设有牵引装置（图5-6）,生产速度可达60 m/min.
85—
1—浮动板;2—固定板;3—运输带;4—皮带加热器;
5—混合头;6—加热装置;7—原料;8—空气;9—泡沫
图5-4 带浮动板的水平复合成型法工作原理
1—面材;2—红外加热器;3—混合头;4—空气加热器;5—切割锯
图5-5 固定间距水平复合成型法示意图
1—上层面材;2—混合头;3—下层面材;4—喷射空气;5—带压热空气;6—牵引装
置;7—切割锯
图5-6 通道式高速连续复合装置示意图
（2）双金属面复合法这种方法实质上是金属异型板材的加工与硬质泡沫塑料发泡成
型两种操作的结合.首先把金属板加工成一定特定形状的凹凸板,然后把硬泡原料混合均匀
后注入上下金属板之间,发泡成型后得双金属面复合板.图5-7和图5-8 分别为双金属面复
合成型过程和复合板制品.
1—红外加热器;2—往返移动式混合头;3—切割锯;4—真空堆叠;5—金属面材成型图5-7 双金属面复合法
86—
图5-8 双金属面硬质泡沫塑料复合板材
金属面材通常为钢板,铝板,其中有一面可以是带彩色的金属板或镀锌板.由于金属面材已加工成一定凹凸形状,所以复合板材刚性较大,不易弯曲,适用于大型建筑屋顶绝热.八、、?
为了确保硬质泡沫塑料与金属面材间牢固粘接,金属板要预热后才能送到发泡区. 双金属复合板材成型时,有一点要注意.因其面层高低不平,泡沫料液可能会分布不均
匀.制造具有较深梯形凹槽断面的复合板材时,在特别深的凹陷部位,可采用预发泡方
法,
这样整个横截面上的物料分布较均匀.
(3) 增强复合板材的成型为提高复合板材的强度,在成型过程中,加入增强材料是有效的方法.增强材料有钢丝网,天然纤维,合成纤维,玻璃纤维.常用的增强材料是玻璃
纤维.玻璃纤维除有增强作用外,还能提高泡沫塑料的阻燃性.例如,普通聚异氰脲酸酯泡沫塑料置于高温火焰中,会炭化并开裂;而嵌入玻璃纤维能有效地阻止裂缝继续加深.
含玻
璃纤维的复合板材耐冲击,韧性好.这种板材以水平连续复合机加工时,只要另安装一套玻璃纤维添加系统即可,玻璃纤维被连续地送到泡沫反应混合物中.玻璃纤维应预先经
表面处
理,以提高与泡沫的粘接性.图5-9是两种玻璃纤维增强硬泡复合板材制造工艺示意图(A) (B)
1—玻璃纤维增强材料;2—上层面材;3—原料贮罐;
4—切割刀;5—加热部分;6—混合头;7—下层面材
图5-9 玻璃纤维增强硬泡复合板材的制造工艺流程图
图5-9 所示的A,B 两种生产方法很相似,上下层都有面材,区别在于泡沫塑料在加热
区能否自由上升?增强硬质泡沫塑料板材的密度一般在150?400 kg/m3范围内玻璃
纤维含
量一般是泡沫塑料板材总量的30%,板材厚度可达5cm.
板材连续复合成型生产中,反应物料分布一定要均匀.混合头简单地往返浇注物料,在板材宽约 1.25m 时,生产速度一般限于9?10 m/min. 高于此速度,混合头移动换向时, 反
应物料在板材边缘处易过量.另外,往返速度过高,操作上不太安全.若用两个以上混合头87—
联合注料,虽然减少每一个混合头的浇注量,但混合头间协调操作有些困难.高速连续复合成型过程,最好的浇注物料方法仍是用一个混合头,但混合头不往返移动,固定在中央,连
接一个压料辊或其它能使物料迅速分布均匀的配料装置.高速连续复合成型生产过
程对温度
与泡沫料的反应速度非常敏感,特别是聚异氰脲酸酯泡沫体系.为减弱敏感程度,应采用高粘度规格的聚合MDI.
5.2.1.2 非连续法生产夹心板非连续法也称间歇法,适用于生产速率毋需太高,或较厚的,尺寸较大,结构较复杂的板材的加工.
( 1 )压机注射法图5-10 表示压机注射法的原理.计量泵把化学原料打入混合头,混合均匀后,从模具注料孔把原料注入模具空腔.模具空腔内已事先安放了面材.发泡,熟化
后,即可从模具中取出板材.
1—发泡机;2—计量泵;3—混合头
图5-10 压机注入法工作原理示意图这种加工方法的优点是设备简单,适应多种品种的生产. 根据应用需要,选用平面或凹凸形面材作复合板的面层,软硬面材均可,模具边框条在泡沫加工完毕后即卸去,可反复使用.其截面设计成凸缘和凹槽相配合的形状,这样,复合
板材边缘也形成相应的凹凸形,装配时很方便,并能消除"冷桥",提高绝热效果. 压机注射法的泡沫反应物料，过填充量一般为10%?15% ?压机的选择取决于生产效率.
轻型压机夹紧力约100kPa,能满足大多数板材生产的需要.模具中间设有隔板，故一次发泡可得数块板材.生产中温度控制很重要,这关系到硬泡的性能及泡沫与面层材料的粘接性.
注料时，面层材料的温度以30?40C为宜.具体最佳温度范围取决于面层材料的热导率大小及泡沫反应物料体系的特性.泡沫在压机中保持最大压力的时间,除与原料体系有
关外,
很大程度上取决于泡沫芯层的厚度及过填充程度.为防止板材离开压机后变形,一般说来,每1cm厚硬泡在压机中保压时间为2?3min.生产中，对保压时间应留有一定的安全系数.因为生产环境条件很难绝对恒定，多少会有一些变化.如，泡沫厚为50?75mm,板材尺寸为3mX1.2m,生产周期约15min,其中注料时间约10s.对于较长的板材，如房屋侧墙板，大型冷藏车的侧壁板,可用分区浇注法,每一分割区都有浇料口.发泡区大小以适合发泡机注料为前提.分区浇注法示意图见图5-11. 另一种方法也适用于生产较长的板材,即专门设计一扁平形状注料设备伸入模具腔内,
其移动速度能自控(图5-12).板材长度可达12m.
88—
图5-11 分区浇注法示意图
图5-12 长板材压机注入法简图
(2)垂直复合法垂直复合法适用于制造大尺寸厚板材,如冷藏库所需的厚度大于
100mm 的复合板材.对于乳白时间较短,反应速度较快的泡沫塑料原料体系,垂直复合法不需要大输出量的发泡机.输出量为4?15 kg/min 发泡机一般能满足生产要求,具体输出量视板材厚度和硬泡密度而定. 还有一些其它复合方法,其原理相近.
5.2.1.3 块料切割粘贴法
木工适用的锯,磨等加工方法均可适用于加工块状硬质泡沫塑料.硬泡被加工成一定
形
状与尺寸后,粘贴上面层材料就成为复合板材.聚氨酯,环氧树脂,不饱和聚酯,聚乙酸乙烯等胶粘剂都能用于粘贴硬泡.粘贴前,要把硬泡表面切割时留下的粉尘除干净.减压吸尘
除粉方法较为有效.粘贴过程所加压力大小和加热程度随胶粘剂种类而异.有的胶粘
剂内含
溶剂,预先要鉴别这些溶剂是否会损坏硬泡和面层材料.玻璃纤维增强聚酯或环氧树
脂等增
强材料,能粘合于泡沫塑料上作面材.
块料切割粘贴的优点是:生产装置较简单,能制造曲面板材,改变板材形状与尺寸均较方便与经济.制品常用作建筑物上曲线部分的构件,船艇,运动器材等.缺点是有边角废料
生成,浪费泡沫塑料坯料,增加一道粘贴工序,比较麻烦,耗费劳动力.
5.2.2 冰箱等腔体的浇注聚氨酯硬泡在保温隔热方面典型的应用是作为冰箱冰柜的保温层.原始的冰箱用玻
璃纤
维,软木,岩棉等作保温材料,但保温层厚,重量大,保冷效果差.聚氨酯泡沫塑料由于成型方便,保温隔热效果优异而成为许多种家用器具如电冰箱,冰柜,热水器等的最佳保
温材
料.除此之外,聚氨酯硬泡还用于各种管道,贮罐保温层的现场浇注填充. 聚氨酯原料注入各种器具的壳体空腔内,可将所有空间充满硬泡,发泡成型后,与壳体形成整体,抗冲击,绝热效果好.
（1）冰箱箱体的填充
冰箱,冷柜的箱体外壳一般是薄钢板,内衬是热塑性塑料.壳体与内衬之间填充聚氨酯89—硬泡.发泡过程,壳体与内衬都必须承受压力.工位上夹具等部件是生产设备重要组成部分,
支撑与承受发泡压力,并使壳体与内衬间空隙距离保持恒定.发泡时,箱体温度一般控制在40?45 C ,以有助于形成总体密度较均匀的泡沫，且使泡沫具有良好的粘接性.浇注口
的位
置选择也很重要.
冰箱外壳与塑料内衬之间的腔体形状复杂,大致上属扁平形状,在浇注时要注意使物
料
充满整个空腔,故物料在乳白发泡过程应具有较好的流动性,泡沫必须在凝胶之前（纤维时
间以前）充满腔体.但物料粘度也不能太低.为了评价组合料的流动性,人们设计了几种方法.一种称为"兰芝模"（又称Brett 模）法,现已成为用于测试冰箱硬泡原料流动性（泡沫爬
升高度）的一种标准测试方法，测试时将50m咏200mm< 2000mm的模具竖放，将温度恒定
的泡沫原料注入,固化后测试泡沫的上升高度及几个限定高度处的泡沫密度,泡沫高
度与重
量的比越高,说明流动性越好.还有一种方法是用直径约100mm 的长塑料管,观察反应物料的爬升高度.
冰箱腔灌注聚氨酯发泡料时，一般过填充10%?15%,这样可减少垂直方向与水平方向泡孔形状和强度的差异.而若泡沫密度过低,冷冻后收缩率过大,这就要求冰箱泡沫的密
度不能小于某一数值,否则易变形.因此冰箱硬泡存在"最小填充密度".在冰箱填充硬泡后无需脱模,但若发泡几分钟后物料还没完全固化,则撤去夹具后泡沫可能膨胀,故评价泡沫的脱模时间和相关性能仍非常重要.
反应原料一般采用组合料，典型的机械发泡工艺参数为：乳白时间8?11 s拉丝时间
50?80 s,不粘时间70?110 s脱模时间4?8 min.轻工行业标准QB/T 2081-95"冰箱，冰柜用硬质聚氨酯泡沫塑料"提出的聚氨酯硬泡技术指标为:
表观芯密度28?35 kg/m3
压缩强度> 100 kPa
导热系数 < 0.022 W/(m ? K)
吸水率(V/V) < 5%
闭孔率> 90%
尺寸稳定性(线性变化率)
低温(-20 C 24h) < 1%
高温(100 C 24h) < 1.5%
5.2.3 管道及贮罐保温壳层
5.2.3.1 预制绝热管的加工
地区集中供热,石油输送等管道是由金属内管,硬质泡沫塑料绝热层和外套管(或保护层)组成的.外层可用聚乙烯,聚氨酯等材料制作.这种管道可在工厂预制,也可在现场加
工.硬质泡沫塑料成型方法大致分为以下几类.
1. 浇注
预制绝热管是由金属内管(输送管)和外管组成,并在两管之间以硬质聚氨酯泡沫作绝热层.制造这种地面绝热管的方法很简单,只需在内钢管和由聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯
或
石棉水泥制成的外套管之间的环状空穴里注入液体反应混合物发泡. 浇注成型是最普遍的方法,实际上是一种空腔内浇注硬泡原料液的方法.管道的内外
管
充当模具,故不必另备模具.图5-1 3是其制作原理示意图.物料从一端注入,发泡时管道垂直,水平或倾斜放置均可,微倾斜时效果最好.在这种状态下,反应物从下端灌进管内实际生产中用这种方法可以加工长度达16m的管子.
对于较长的管道,宜采用所谓移动浇注法.这类成型方法,反应物料流经距离较短,能较均匀地分布在整个管道上,快速反应原料体系也能适用.通过移动混合头或拉动浇有反应
物料的纸条来实现移动浇注(图5-14和图5-15).前一种在内外管空腔中伸入一小型能动的混合头,混合头均匀移动,硬泡原料均匀地注入腔内.后一种则是把反应物连续浇注到
管外
的纸条上,纸条均匀移入管内,这些原料随之进入空腔内发泡成型.
对于无外套管的管道,有一种较方便的连续发泡成型方法.管外有一条形金属或塑料
片
材,在片材卷合前,将泡沫塑料原料液浇注在片材上.片材卷合和发泡后,即成为具有硬泡90—绝热层的管道.
a—混合头;b—反应混合物;a—间隔支架;b—排料管；c—混合头;
c—内管线;d—外管d—供料管；e—运动方向
图5-13 浇注模塑法图5-14 采用牵引式混合头的加工方法
图5-15 采用牵引纸的加工法图5-16 内管旋转而喷涂设备自动轴向运动的喷涂法
2. 喷涂
喷涂成型法适用于无外套管,大直径管道外制作硬泡绝热层,见图5-16.硬泡原料液喷在旋转着的管道外表面,混合头与管道沿轴向作相对运动.喷涂法制作的硬泡绝热层,表
面不太平整.为了保护绝热层免遭损坏,必须用沥青绷带,玻璃纤维增强塑料复合材料或塑料涂层将其包覆起来.聚氨酯弹性体是很合适的材料,挤塑法成型的聚乙烯套管也能
做保护
层.
3. 模塑半圆形预制件用半圆形硬质泡沫塑料预制件做管道保温层是一种通用而简便的方法.生产厂按标
准管
径准备若干套模具,即可成批加工出一系列管径的预制件.使用时,把两个半圆形泡沫
塑料
对合,就成为一个完整的绝热套.
4. 块料切割用块状硬质泡沫塑料可切割成一定尺寸的绝热层.这种方法最大的缺点是泡沫塑料
的损
耗率高.为提高材料的利用率,可按直径大小如图5-17 所示那样顺次排列切割.但是, 不
管如何排列,仍有一些材料不能很好利用.
图5-17 由块状泡沫塑料切割管道绝热层
5.2.3.2 管子外壳管子的半圆形外壳层由聚氨酯硬泡切取,或用模塑法制得.
91—
1. 半圆管壳体和模塑件使用特殊的切割机和切削机,用块状泡沫生产壳体.通常先用块状泡沫材料锯成毛坯, 然后按照尺寸将毛坯切割和切削成半圆形的管状泡沫件.当采用模塑发泡方法生产
时,就能
获得封闭式表面结构的模塑管件. 根据不同的需要,壳体可用沥青毡,塑料薄膜或铝箔或金属片材来包覆.另一种方法是在连续化生产线上制造壳体.常常使用由完整的壳体切制成的半圆式壳体作为工业
设备管线系统的绝热层. 为了使得用于低温管道的绝热材料具有所需的低水蒸汽渗透性,可在外层铝箔里面
发
泡.无外覆层的聚氨酯硬泡可满足热管道的绝热要求.管道外壳体要非常适合于管线
的转向.
阀门,弯管接头和法兰可以用模塑件.这种模塑件可用模具发泡制得,也可用壳体裁切制得.
壳体的安装方法类似于已知的用软木或矿棉制造壳体的方法.其优点是重量轻.聚氨
酯壳体
易于切割,调整和固定.无包覆层的绝热壳体通常在安装之后再在外表面上包覆以防护材料,
如PVC 薄膜.
2. 预制绝热管道规建筑方式的城市供热系统,管道绝热施工在现场进行."覆盖式沟道"这种程序劳动强度大并且难以控制.如果沟道灌水或者管道泄漏,绝热层就会完全失效.使用聚氨酯绝
热的管道,发泡是在工厂进行的,在厂里发泡可以做到很均一;另一优点是生产成本低而效率高.通过使用不透水蒸汽的外覆层,整个系统在各个方向上都是密闭的.所生产的预
制绝
热管内径可达120mm,长度可达16m.管子在现场焊接，焊口处用两瓣半圆管壳或用现场发泡方法绝热,并且缠绕收缩薄膜来防水.
预制绝热管既可用"复合绝热",也可用"壳式绝热"方式制造.采用"复合绝热"方式,内,外管之间形成牢固的连接.如果采用"壳式绝热"方式,内管能与绝热层相对活动. 这是通过发泡前向内管上涂敷隔离剂方法达到的.同理在内管和聚氨酯绝热层之间会存有空
隙.几种复合预制保温管道示意图见图5-18.
A —复合绝热；
B —带润滑层的复合绝热；
C—有筒状外壳的管中管系统，外套管与输送管同轴且位于绝热层上图5-18 预制绝热管系统
城市供热系统面临着因温度变化而产生的热胀冷缩的问题.这种体系所用的材料具有不
同的热膨胀系数，温度变化很大（内部+140C，外部-20C）.因此为了克服所产生的应力,必须使用特殊的补偿方法.
将管子装上补偿元件和固定点.为消除应力,补偿元件和固定点的数量和位置可以通过
管子的最大允许应力,磨擦力和支管的位置来控制.基本上有两种可行的补偿方法:一种是"外补偿"方法主要用于复合体系.热膨胀时,整个管道系统就在砂床上滑动.内管和外管
的粘合可使同心管道作为一个整体,外管和泡沫层的热膨胀要受到抑制,因为内管的
热膨胀
要小很多.
如果在外管和内管之间没粘合,在内管和绝热层之间就会产生"内补偿".带有隔离剂92—的壳体绝热以及内管与绝热层之间有空隙的绝热就是如此,隔离剂将绝热层和内管
隔开.因
此,热应力就由内管的轴向运动得到补偿.外管在地下是不运动的. 管道系统的热胀冷缩可以用肘形管和弯头加以补偿.有些系统使用空心弯头,有些系
统
则使用填有半软泡沫的弯头.由于泡沫有弹性,这种弯头随管子而运动.T 形管用于连接主管道和支管道.
一般常用的壳体绝热方法是由一种普通的绝热方法改进而来的.外管同绝热层预制
在一
起.输送管是在外管安装好后插进去的.这种结构具有常规系统的优点而无其缺点.象水泥
管一样,渗进的水可以排到最近的排水孔中.即使这种管道短期受雨水淹泡,聚氨酯绝热层仍能保持干燥?外管可用石棉-水泥或者塑料（例如PE或PVC）制造.内管常用浸有酚醛树酯的纸管,玻璃纤维增强塑料管或铝管制造.管子焊接处的绝热用两瓣半圆式壳体
封闭,
有时可在内管与金属板外模壳之间填充物料发泡,而外模壳一般都留在原处,不取下. 3. 现场浇注制造管道现场浇注成型发泡法成功地用于化学工业和石油工业中的低温管道的绝热保
温.在管子
外面包覆镀锌金属薄板或薄铝板并安装上间隔圈形成不连续的环状空腔,向空腔内
填充聚氨
酯反应混合物,制成没有热桥的绝热层.如果间隔圈用预制的半圆式壳体制造,其效果尤佳.
这种方法用于直径大于11cm（4英寸）的管子.直径较小的管子常常使用多孔式的间隔圈,并将反应混合物逐步灌进去.法兰和阀门也可用这种方法隔绝. 现场浇注成型泡沫特别适宜于输送介质温度非常低的保温管,例如用于储存液化气,
气
体容器和氧气液化装置上用的管子.
除了这些间歇式加工方法之外,还有一些连续化生产完整管子外壳的专利方法.将薄膜
片套在一芯子上为内模,内模直径要与以后要绝热的管径相同;外模由安装在链条上
的钢质
或铝质的两瓣式外壳构成,这种外壳环绕并包围着内模,从而形成所需要绝热的空腔尺寸.反应混合物浇注在另外一层薄膜上并送入环形空腔,发起的泡沫将该薄膜片压向外模的内表
面,这样就由硬质聚氨酯泡沫制成了具有相应表面的环状管壳体.
管道绝热层泡沫塑料的密度由应用要求决定.根据应用条件的不同,大致可分为两类.
一类是地区集中供热系统的管道绝热层.人口密集的城镇采暖,由热力系统集中供热
较为适
宜?这种地区集中供热系统，热水和130 C以下的过热水的管道都可用硬质聚氨酯泡沫塑料
作绝热层.这种管道,相当大一部分埋设在地下,一部分则在建筑物内.考虑到地下管道承受地面车辆载荷的需要,同时,这种管道不能经常维修,要求使用寿命较长,所以,一般选用密度为60?80 kg/m3的泡沫塑料?另一类是一般工厂如化工厂的管道绝热层?这些管
道不承受载荷,并有条件定期维修,对使用寿命的要求,相对的可以低一些.这种类型的管道绝热层泡沫塑料,其密度一般在30?50 kg/m3 范围.
5.2.3.3 贮罐的绝热
硬质聚氨酯泡沫可在很宽的温度范围内用于贮罐和运输罐的绝热.由于生产方法和要求
的不同，对于常规要求温度在-30?130C之间的绝热方法和要求在低温-30?-200C
的绝
热方法之间也有所不同.
1. 正常温度范围采用喷涂法或逐层发泡法涂覆硬质聚氨酯泡沫进行罐体绝热技术上是非常重要的,并且
是成本低,效率高.多层浇注可以在被绝热物体和所涂覆的外覆层之间产生牢固的连
接.对
于冷藏贮罐需要有一层防水蒸汽扩散层,而该层可与绝热层相结合.而喷涂法特别适用于所
贮存物料的温度始终高于环境温度的贮罐,不需要用防水蒸汽扩散层.但是,聚氨酯泡
沫应
涂以耐天候老化的涂料.
逐层浇注特别适合于垂直的或弯曲的表面.外模,即化工中常用的金属板模型,是从底
部向上分段设置并逐层发泡的,如球罐表面的绝热层.
93—
罐体和泡沫的温度至少应为15C .为了获得均匀的下一层，反应混合物的均匀浇注是
重要的.如果反应混合物浇注到一个不平整的表面上则物料就会向最凹处流动,在那里会产
生极高的发泡反应最后出现孔洞.这种缺点可以通过沫状发泡方法来克服.乳白的反应混合
物不能流动,能产生厚度更均匀的泡沫.这种方法所使用的设备比浇注成型法稍贵些:低沸
点物理发泡剂如HFC-134a 必须用另一个计量泵计量后再送入混合头. 圆柱形和球形容器如果没有太多的法兰或管子的连接点,那么喷涂泡沫层就可以不
用脚
手架来进行.为此,就要用一种能够引导混合头作垂直或周向活动的装置.这样涂覆的
绝热
层厚度在10?20mm 之间;前一层喷涂后可以马上涂覆下一层.厚度超过50mm 时,可
能需要等到泡沫放热部分消散之后才能再喷下一层.如果等候的时间太长,比如一个晚上,则
会对层与层之间的粘结强度产生不利的影响. 手工喷涂需要有熟练的技巧.涂覆不均匀会使泡沫厚度不同和出现空穴.这种方法应
该
限用在厚度小于150mm 的涂覆场合.即使最好的作业也会使50mm 厚的泡沫,产生大约10%
的公差.
建议喷涂法不要用于低温场合,因为在喷涂泡沫的表面上铺放金属防水蒸汽扩散层是很
困难的.
2. 低温范围
对于非常低的温度（低于-30 C）的保温绝热，硬质聚氨酯泡沫是一种可靠的绝热材料.
同时,内部绝热已经被证明是一种在技术上令人感兴趣的解决方法.这种方法是绝热
液态丙
烷（常压下-45C ）所用容器的最新方法，但对于液态天然气（-160C ）所用容器,这种方法仅在特殊场合下使用.
内部绝热硬质聚氨酯泡沫能耐受脂肪族烃的作用.若使用一种甚至在低温下也不会收
缩或破裂的绝热材料,就有可能使用普通钢来制造处于环境温度下能承受负荷的罐体外壳.否则,罐体就必须使用在极低温度下仍能保持韧性的特种钢材.为了提供高质量的内
部绝热
层,特别开发的泡沫能与外罐体粘合,可阻止内部绝热层受冷收缩.在弯曲表面上,径向力被加到切线方向的分力上,这两者泡沫都必须适应,因此泡沫需要有高的伸长率和足够的强
度.只有用喷涂方法才能获得均匀和细小的泡孔结构.泡沫的机械性能必须足以经受得住容器内物料的静压力,特别是底部的材料.如果泡沫有一定的蒸汽渗透性,气体就会在泡孔内冷凝.如果将容器排空并迅速加热,这种冷凝的气体就有可能破坏某些部位上的泡孔. 外部绝热用硬质聚氨酯泡沫作外层绝热层的液化天然气贮罐已经证实可安全使用若
干年.乙烯贮罐5年后的平均传热系数,用蒸发速率测定为0.021.要得到低温所需要的大于200mm 厚的绝热层,常常把喷涂法同逐层浇铸法或纤维绝热层结合起来使用,见图5-19.
A）喷涂-多层浇注法：a—逐层浇注泡沫;b—喷涂泡沫；d—外金属板；e—内罐体
B）喷涂-纤维织物-浇注法:a—逐层浇注泡沫；b—喷涂泡沫;c—纤维织物层
C）逐层浇注-纤维织物法：a—逐层浇注泡沫；c—纤维织物层
图5-19 罐体绝热层的几种可能组成结构使用喷涂泡沫和现场浇铸泡沫并用方法时,喷涂泡沫涂覆在必须承受较高应力的低
温
侧.在绝热层的关键部位上,喷涂泡沫与浇注泡沫之间的界面位于绝热层的中部.特殊的技
术能确保与外金属壳体完全分离.
94—
用喷涂泡沫和无机纤维绝热层并用的方法能获得较大的厚度,无需与金属外壳相分离.
无机纤维可部分地承受热收缩和机械应力.对于大的温度变化,这种绝热层不太适用
因为
罐体的"呼吸"作用会使湿气聚集在绝热层中.
当无机纤维和浇注泡沫并用时,如果泡沫冷却就会在无机纤维绝热层上收缩.因为泡沫
粘合在外金属壳体上;所以,在液化石油气的温度范围内,泡沫能够承受所产生的应力. 在这里,罐体和外部金属板之间的连接也被阻断,但由于金属板与泡沫之间相互粘合, 有足够的抗扩散能力.
5.2.4 高密度结构型聚氨酯硬泡制品
5.2.4.1 合成木材高强度聚氨酯结构泡沫是在整皮模塑工艺的基础上发展起来的一种高密度聚氨酯硬泡,
具有很好的刚性和强度.这种材料主要应用在三个方面: ①作雕刻装饰品方面的高级木材的替代品.
②日常用的梯子芯材与支撑材料.
③作家具或建筑方面的构造材料（门窗等）. 由于高强度聚氨酯结构泡沫有以上用途,可以替代高级木材使用,所以,也有人称这种
材料为聚氨酯"合成木材".
聚氨酯结构泡沫"合成木材"的特点:
①制品的重复模制性极为优良,不仅可以模制出一定的制品外形尺寸,而且可以模制
出
逼真的木材纹理及其它图案.
②外观与手感接近木材,成型工艺简单.
③模具可以用铝,铁或塑料制成,造价低. 聚氨酯合成木材可应用于家具,体育器材等许多领域.
①体育
硬质聚氨酯泡沫越来越多地用于冲浪浮板上,生产方法是在预成型的ABS 壳体中填
充
泡沫.硬质泡沫能为制品提供所需的浮力和刚性.
用聚氨酯硬泡制造椅子所花费的工时比用木材制造同类产品要少得多.特别优越的
是这
种家具的设计非常灵活,式样多变.生产是很经济的:制造一个成品框架,依据式样和厚度,只需10?20mi n.与其它适合于这一应用的发泡材料相比，生产设备所用的投资比较小,一
般无需金属模具,只要用玻璃纤维增强聚酯或者环氧树脂制造的钢板增强支撑模具
即可.
椅子骨架的强度取决于泡沫密度,椅子外壳壁的壁厚和其设计.壁较厚和低靠背比壁薄
而高靠背所用的泡沫密度要低些?壁厚约为2?3cm时,密度应在90~100kg/m3之间; 壁厚在10cm以上时，密度则在50~55kg/m3之间?建议泡沫密度不小于50kg/m3,因为低密度泡
沫的强度以及泡沫表面是不令人满意的.
③模型设计专用聚氨酯板材高密度结构型聚氨酯硬泡适合于制作基础模型,模具的专用硬质聚氨酯泡沫塑料板材.
该材料可以缩短模型及模具制作时间,降低模型及模具制作成本,提高模型及模具加
工精度,
其制作出的模型及模具的尺寸稳定性好,加工模型及模具方便快捷,是一种较理想的
可加工
模型材料,能够满足广大工业造型设计厂家的需要.
该材料是模具,基础制模,模拟模型,CAM 编程等专用材料.可广泛应用于电脑,冰箱,汽车,飞机,电器,模具及模型设计等行业,它可弥补石膏,石蜡,木材,铝材等存在的误差较大,易受潮变形等不足之处,适应了生产精品和数控加工工艺的要求,满足了模型,
模具生产厂家的生产需要?该材料不仅可以机械加工，特别适用CNC三轴，五轴加工中心,
而且还可手工操作,制作后的模型不受潮湿条件限制,不腐蚀,不变形,是设计模型,制作
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模型较理想的可加工材料,特别是还可任意粘接. 模型设计专用聚氨酯板材的密度可根据用户的实际需要来确定,可在40?800kg/m3 之间
任意调整.在使用过程中,影响模型设计专用聚氨酯板材使用的两个重要因素是泡沫的强度
与泡孔的大小均匀程度,而这两个因素与泡沫的密度大小有着紧密的联系.同时模型
制作过
程粘接所需的是聚氨酯胶粘剂.由于聚氨酯胶粘剂与模型设计专用聚氨酯板材的原材料属于
同一系列,即本体粘合,因此其粘接后的模型从粘接强度及外观等各方面效果上都是最佳的.
5.2.4.2 整皮硬质泡沫硬质整皮泡沫塑料常常称为结构泡沫.整皮泡沫的特性不仅取决于聚氨酯母体材料的物
理性能,而且在很大程度上也取决于整个截面的密度分布.所产生的聚氨酯泡沫制品的密度
多半在0.2 与0.8g/cm3 之间.但是,较高密度和较薄表皮的制品在日益增多.从整皮泡
步过渡到密度为1.1g/cm3 的密实产品是可能的.
（1）制造
在室温下为液体的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）系多异氰酸酯原料,可用于硬质聚氨酯整皮泡沫的制备.多元醇原料,最好采用聚醚多元醇,因为它们具有性能和成本方面的优点.
市场上常以多元醇预混料供应用户.除聚醚外,这些预混料中还包含如催化剂,扩链剂和最常用的有机硅表面活性剂等添加剂. 用户只需向这种多元醇预混料中添加发泡
剂.根据
预混料中聚醚的用量羟值和官能度的不同，其粘度范围在100?800 mPas之间. 硬质聚氨酯整皮泡沫用的发泡剂最好是低沸点的卤代烷烃.以前所用的发泡剂为一
氟三
氯甲烷，可得到满意的表面?目前已逐步为HCFC-141b所替代. 在硬质聚氨酯整皮泡沫的许多应用中,较低的燃烧性是必不可少的.这可通过加入阻燃剂来实现.
把惰性固体添加剂或填料加到一种或多种反应组分中这种方法越来越普遍.在使用这些
填料（如玻璃纤维,硫酸钡）时,务必注控制填料水分,并需防止固体沉积的形成. 硬质聚氨酯整皮泡沫的着色可通过加入色浆来进行.因为这些泡沫会变黄,因此着色
只
限于土色调和暗色调.
硬质聚氨酯整皮泡沫生产的重现性好的基本条件是保持原料的恒温（±.5C ）,以及保持原料规定的核化程度.
原料温度的改变可能危害到混合质量并产生不同的加工特性（乳化时间,凝胶时间）,也会产生不同的流动特性（空气的留存和脱模问题）.
对于许多聚氨酯硬质整皮泡沫来说,通过添加气体进行核化是形成芯内具有细小的
规则
的泡沫结构的基本要求.为了保持所需的核化程度,建议使用带有控制器的核化装置. 在多元醇的贮罐中使用慢速运转的搅拌器,以使得混合物料（包括含固体填料的物料）保
持良好的均匀性.贮罐中液面必须尽可能保持不变,这样会在多元醇混合物中使发泡剂的含
量保持不变,尤其是在较高的温度下;如果使液面遽然下降太多,从而使液面上空间增大,那么少量发泡剂就会从多元醇-发泡剂混合物中蒸发出来.
（2）表面处理
渗到模具卸开线的聚氨酯材料通常以聚氨酯薄层（飞边）的形式粘到模制品上,制品脱模后,用刮削工具将它除掉.
在大规模生产中,采用自动修整装置.以机械方法从模制品上除去飞边. 滚道结块可在除掉飞边的同时除掉.
由于滚道和模腔之间的过渡部位上有厚度大于2mm 的壁,导致模制品在修整时不可能不损伤密实的表皮.这些部位必须在其后涂覆工序之前进行修补.对于这些缺陷的修补,
应遵
守与软质聚氨酯整皮泡沫相同的规则.
96—
为了改善制品的外观,可在聚氨酯整皮泡沫表面上涂一层涂料.虽然看起来这种方法
似
乎非常好,但几个关键要点必须注意:为了制备低密度仿木制品,通常使用模内涂层,它能
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。
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
硬质聚氨酯泡沫板材的生产工艺 硬质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯硬泡，是由硬泡聚醚多元醇（聚氨酯硬泡组合聚醚又称白料）与异氰酸酯（又称黑料）反应制备的，具有重量轻、强度高等优良性能，且尺寸稳定性好，粘结力强，对钢、铝、不锈钢等金属，木材、混凝土、石棉、沥青、纸以及聚乙烯、聚丙烯等大多数塑料材料都具有良好的粘结强度。此外，聚氨酯硬泡还具有闭孔率高、导热系数低等特点，是目前建筑领域应用最广泛、保温隔热性能最好的一类建筑保温材料。 在建筑板材方面，依照发泡成型的工艺情况可以将硬质聚氨酯泡沫板材分为连续式聚氨酯泡沫板材和间歇式聚氨酯泡沫板材。间歇式聚氨酯泡沫板材要求聚氨酯发泡料在较短暂的时间内填布满较薄的大体积模腔，要求发泡体系要具有优异的活动性，制得的泡沫板材要具有良好的密度分布和优异的尺寸稳定性；连续式聚氨酯泡沫板材则要求发泡参数与生产线速度具有合适的配合性、后期具有优异的脱模性等。下面，洛阳天江化工新材料有限公司将为大家简单介绍一下连续式聚氨酯泡沫板材以及间歇式聚氨酯泡沫板材的生产工艺。 一、连续式聚氨酯泡沫板材的生产工艺 硬质聚氨酯泡沫板材的连续化生产，使生产效率得到了大大提高。下面跟随洛阳天江化工新材料有限公司一起来了解一下水平式聚氨酯泡沫复合板材连续成型的过程：首先，将原料注入发泡机中混合均匀之后，送到匀速移动的面材上进行发泡，同时，将上层面材合向泡沫塑料，最终制得上下两面都带面材的聚氨酯泡沫复合板材。作为面材的材料多数以铝箔、金属材料为主。在发泡传输的过程中，聚氨酯泡沫在双层加压的面板中熟化，之后只需按所需的长度对板材进行切割，即可生产出所需规格的聚氨酯泡沫复合板材。 在聚氨酯泡沫板材的连续复合成型生产过程中，反应物料的分布一定要均匀。具体的操作方法为：混合头简单地往返浇注物料，在板材宽约1.25m时，生产速度一般限于9～10m/min。若高于此速度，则在混合头进行移动换向时，板材边沿处的反应物料容易浇注过量。另外，若浇注的往返速度过高，在施工操作过程中也不太容易操纵，存在安全隐患。若用两个以上混合头联合注料，虽能减少每一个混合头的浇注量，但混合头不往返移动，固定在中心，因此，需连接一个压料辊或其他能使物料迅速分布均匀的配料装置。
聚苯保温板及聚氨脂硬泡材料安全性分析 目前我国建筑使用较多的有机保温材料是聚苯乙烯和聚氨脂硬泡材料。他们最大优点是质量轻、保温和隔热性好，最大缺陷是防火安全性差。 1、聚苯保温板 聚苯乙烯泡沫塑料又分为模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS），其中EPS价格由于相对便宜，目前应用最为广泛。然而这些材料虽然均要求其为阻燃型，但其材料本身的燃烧性能仍属B2级可燃产品，材料无法做到不燃烧、不爆裂、不蔓延、不流淌、无毒气，因此存在明显的火灾隐患。其危险性在于： （1）聚苯板受热是发生熔融和滴落，并沿着墙根形成一条熔融带，遇到明火就会燃烧，燃烧会沿着这条熔融带迅速蔓延，造成火势增大； （2）一旦火灾发生，有机保温材料燃烧会产生大量的有毒气体和烟雾会给逃生者带来巨大危险。毒气和烟雾，一直被消防界称为“火灾头号杀手”。在我国以往火灾中，近八成的伤亡是因建筑材料燃烧释放的有毒气体和浓烟所致； （3）因聚苯板受热产生的热熔缩变形以及网格布过热折断而导致瓷砖坠落，会造成人员伤亡以及救援人员不易展开内攻和搜救； （4）当墙体保温材料表面砂浆龟裂、脱落后，也很快会引燃保温材料，火灾迅速向大范围蔓延； （5）外墙着火之后，由于室内的自动消防设施不能覆盖外墙，特别是当高层建筑外墙
外保温材料着火后，更是无计可施。 2、聚氨脂硬泡材料（PU） PU是目前世界公认的最佳保温绝热材料，导热系数仅为0.018～0.023w/mk.聚氨酯泡沫塑料毕竟是一种有机高分子可燃材料，在生产、储存以及使用过程中都有可能引发火灾事故。然而生产单位对火灾隐患视而不见，利用国家外墙保温市场不规范和标准不健全的现状，仍然在一些场合使用不达标的聚氨脂硬泡材料。其具有危险性在于：（1）硬质聚氨酯泡沫成品是多孔性的固体，导热性极差，容易造成热量积聚，一旦着火，材料的燃烧速度非常快； （2）聚氨酯泡沫塑料在燃烧时多为不完全燃烧，这种不完全燃烧在火灾中表现为很浓很黑的烟气，包括大量的CO、CO，并释放出大量的高温和有毒气体，包括剧毒气体氰化氢、氰化苯； （3）大量的浓烟造成火场中的消防人员视线受到影响，不容易观察到火点，以及无法进行人员搜救。
聚氨酯合成工艺路线 、八— O 前言 聚氨酯是现今合成高分子材料中应用较为广泛、用量较大的一大类合成树脂. 所制得产品的物理形态可分为弹性体、泡沫、涂料、粘结剂等类。 1主要原料 聚乙二醇（PEG）Mn=2000g/mol ;二异氰酸酯甲苯（TDI）；1，4-丁二醇（丁基锡二月桂酸酯（DBTDL）。 合成路线 ⑴二元醇 n-1OH R3 OH 在此，我们采用二元醇BDO对预聚体进行扩链反应 按其 BDO）； 预聚反应: R2 预聚体扩链反应: 氨基甲酸酯线 性聚氨酯 R2 氨基甲酸酯 ⑵二元胺 n-1HN F4 NH. F O H II I H O H I II 1 H O H I I I * |-O —R[ O C N 1 IL ―2---------- N------- C^-N —R1 1 1 —&— N——C -- N- 氨基甲酸酯脲脲 H N——R2 — NCO C——N——R2 ----- O ------- R i ------ O O H II I Ri — O——C——N 氨基甲酸酯 O H H O I IL R C^O------------- R3— O——C ---------- N
交联反应 : 扩链反应后所得的聚氨酯中的硬段部分再发生交联反应后就可得到交联聚 氨。 2.1聚醚脱水 准确称量一定质量的PEG于500mL的三口烧瓶中，升温并抽真空，在内温为11O~115C①，真空度133.3Pa的条件下，脱水1.5小时②，然后冷却至50C 以下，放入干燥的仪器内密闭保存备用。 说明：①PEG在125C会分解，故脱水时温度不能高于此分解温度，应控制在110~115 Co ②异氰酸酯与水反应后会使预聚物的粘度增大，进而使预聚物的贮存稳定性显著降低。所以在实 验过程中对多元醇等原材料的含水量和环境湿度都有严格要求。合成前要将PEG加热真空脱水， 并对实验仪器进行干燥脱水，反应还要在干燥氮气保护下进行，以避免空气湿度的影响。 2.2预聚反应 在干燥三口烧瓶的按配方量①将TDI溶液滴入已经脱水的PEG聚醚溶液中 ②，再加入微量的催化剂DBTDL③，搅拌均匀后，此时不加热④，自动升温约半小 时后到(80± 5)C⑤，恒温计时反应2h得到预聚物，密封保存。 说明：①配方为：n (-NCO/ n (-OH) =1.85 ~1.90。若TDI过少不仅会使得PEG两端不 能都均匀的接上TDI，还会因为游离的TDI减少，减少了低聚物链段运动空间，从而使得预聚体 的粘度增大，影响了预聚体的加工性能和最终制品的物理机械性能。 若TDI过多，游离的TDI增多，用BDO扩链时，游离的TDI会与之反应，使得反应初期粘度急剧升高，导致产品的加工性能变差。 ②这样使反应分步进行，且反应活性弱，即低聚物多元醇与TDI的预聚反应有足够 的时间进行，反应比较完全，得到的预聚体再与扩链剂反应，这种情况下就比较容易形成大分子的 ____ O R i O O C l C I I 硬段交联反应后: ^H-O ---- R 1 -- O O H N——H O ------ H I N H O n-1
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
聚氨酯硬泡、聚氨酯软泡基础知识 聚氨酯硬泡基础知识 硬质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯硬泡，它在聚氨酯制品中的用量仅次于聚氨酯软泡。 聚氨酯硬泡多为闭孔结构，具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点，广泛用于冰箱、冰柜的箱体绝热层、冷库、冷藏车等绝热材料，建筑物、储罐及管道保温材料，少量用于非绝热场合，如仿木材、包装材料等。一般而言，较低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔热（保温）材料，较高密度的聚氨酯硬泡可用作结构材料（仿木材）。 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；按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。 聚氨酯硬泡主要用途有以下方面： 1、食品等行业冷冻冷藏设备：如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料。 2、工业设备保温：如储罐、管道等。 3、建筑材料：在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的一半左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大。 4、交通运输业：如汽车顶篷、内饰件等。 5、仿木材：高密度（密度300~700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各类高档制品。 6、灌封材料，等等。 聚氨酯软泡基础知识 软质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯软泡，是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。 聚氨酯软泡多为开孔结构，具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。 按软硬程度，即耐负荷性能的不同，聚氨酯软泡可以分为普通软泡、超柔软泡、高承载软泡、高回弹软泡等，其中高回弹软泡、高承载软泡一般用于制造座垫、床垫。按生产工艺的不同，聚氨酯软泡又可分为块状软泡和模塑软泡，块状软泡是通过连续法工艺生产出大体积泡沫再切割成所需形状的泡沫制品，模塑软泡是通过间隙法工艺直接将原料混合后注入模具发泡成所需形状的泡沫制品。 聚氨酯软泡的主要用途包括以下几个方面： 垫材：如座椅、沙发、床垫等，聚氨酯软泡是一种非常理想的垫材材料，垫材也是软泡用量最大的应用领域。 吸音材料：开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料。
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
聚氨酯发泡工艺流程 将穿好的外护管的钢管吊至发泡平台，两端通过机械液压将法兰堵头封死钢管与外护管之间的空间。钢管两端各留200mm长的裸管不发泡，待现场施工焊接等工作结束后进行现场补口发泡。 在外护管居中位置上钻打一个圆孔作为注料孔，注料时要保证管道水平，确保泡沫均匀。 调试灌注发泡机，根据钢管与高密度聚乙烯外护管之间的空隙及长度、计算出聚氨酯保温层液态聚氨酯用量；根据保温层耐热温度要求，确定A、B组分的配合比；根据环境温度、灌注用量确定发泡时间，确定A、B组分的流量比，确保在规定时间内，A、B两组分按已确定的流量比和用量充分混合、雾化、发泡，经实验确定后方能进行正式施工。 装枪头，将A、B两组分的出料管分别插入喷枪的A、B两个活接头上，同时将压缩空气管也接到压缩空气活接头上，进行试灌注。当工艺指标符合设计技术要求时，进行正式灌注。 灌注，根据保温层厚度及管径计算材料用量，调整流量计，将枪头插入管壳灌注孔内，打开空压机阀门，然后打开A、B两组分出料阀门，同时按下自动灌注机开关，设备自动灌注、关闭。 河南中科防腐保温工程有限公司 聚乙烯管壳生产工艺流程 ①高密度聚乙烯外护管由高密度聚乙烯树脂配以抗氧剂和色母料等助剂通过挤塑生产。外护管是两步法生产预制保温管的配套产
品，主要用于保温材料的保护层。 ②聚乙烯外护管挤塑生产，用专用牵引机和挤塑机挤塑生产各种规格型号的高密度聚乙烯外护管。 ③聚乙烯外护管常用为黑色，黑色抗氧化性强，耐腐蚀性强，现在国内市场已经逐渐淘汰了黄色的外护管。因为黄色在阳光下抗氧化性弱，且埋在地下时，由于颜色鲜艳，极易引起微生物降解，进而影响保温管的质量。 ④同时聚乙烯外护管需要进行电晕处理，利用高压电极放电原理对聚乙烯外护管管材内侧进行电晕，环向大于75%的范围内表面张力系数应大于50dyn/cm,并提供相应测试报告。以提高聚氨酯保温层与聚乙烯外护管的粘接强度，使直埋式保温管中的钢管、聚氨酯保温层和聚乙烯外护管达到三位一体效果。 河南中科防腐保温工程有限公司
第五章聚氨酯硬泡生产工艺 5.1 硬泡成型工艺 5.1.1 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.
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=
聚氨酯生产工艺流程 摘要： 聚氨酯(Po1yurethane, PU)的发展。1937，德国Bayer合成第一种聚氨酯热塑性塑料Durthane U40年代，制得了合成纤维贝纶U(Perlon U)。50年代，得到聚氨酯弹性体、弹性纤维和泡沫塑料。60年代，聚氨酯涂料和粘合剂等开始应用。我国聚氨酯工业起始于20世纪50年代末，1959年上海市轻工业研究所开始聚氨酯泡沫塑料的研究。 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，可广泛用于人造革、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、行以及高新技术领域必不可少的材料之一，其本身已经构成了一个多品种、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。 关键词：原料规格、合成工艺、反应速率影响因素、蒸汽汽提反应单元论述 一、原料规格 聚氨酯树脂主要的原料是含异氰酸酯基（NCO）的多异氰酸酯(isocyanate)和含活泼氢的聚醚(ployether ployol )与聚酯多元醇(polyester ployol)。将以上两种基本原料进行化学改性，这种改性的多元醇中间体，可制成具有特殊工艺和特殊物理性能的聚氨酯树脂，从而增加聚氨酯品种与应用领域。除以上原料外，聚氨酯树脂产品广泛采用催化剂、交联剂、扩链剂、发泡剂等助剂，可通过聚氨酯树脂生产工艺、降低成本，延长使用寿命，增加品种等。 异氰酸酯 脂肪族 芳香族 脂环族 低聚物多元醇聚酯多元醇 聚醚多元醇 环氧丙烷聚醚多元醇 四氢呋喃聚醚多元醇 其它聚醚多元醇 其它多元醇 扩链（交联）剂胺类扩链剂 醇类扩链（交联）剂 催化剂 叔胺类催化剂 金属有机化合物 其它配合剂 阻燃剂 抗氧剂 紫外线吸收剂着色剂 增塑剂 聚氨酯原料
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）
环球聚氨酯网6P.H.Consu ltan t Vie wp oin t 普华视点 《聚氨酯》3年月 普华视点 P.H.Consu ltan t Vie wp oin t P473月聚氨酯硬泡相关原料市场分析P492月硬泡相关原料海关进出口数据分析 P502月冰箱冷柜行业市场简析 P52建筑节能保温领域聚氨酯硬泡材料的绿色商机 本月硬泡聚醚价格 先抑后扬。 月初，受PO 价格大幅下跌和需求低迷影响， 硬泡聚醚价格快速下滑，第二至第三周， 待PO 工厂库存压力释放后，加之迫于成本压力因素，PO 供应商开始频繁提价 ， 截止月底，华东地区PO 现金送到价在11850-12050元/ 吨，山东地区PO 承兑出厂价在11700-11800元/吨。 受上游原料影响，本月硬泡 聚醚行情 基本跟随，但由于 硬泡下游行业启动 缓慢 ，需求低迷，聚醚价格在PO 价格拉涨后未能及时跟进，大部分硬泡聚醚工厂走货 速度不佳 。 3月硬泡PPG 市场报告 一、市场行情简述 本月硬泡聚醚价格先抑后扬。月初，受PO 价格大幅下跌和需求低迷影响，硬泡聚醚价格快速下滑，第二至第三周，待PO 工厂库存压力释放后，加之迫于成本压力因素，PO 供应商开始频繁提价，截止月底，华东地区PO 现金送到价在11850-12050元/吨，山东地区PO 承兑出厂价在11700-11800元/吨。受上游原料影响，本月硬泡聚醚行情基本跟随，但由于硬泡下游行业启动缓慢，需求低迷，聚醚价格在PO 价格拉涨后未能及时跟进，大部分硬泡聚醚工厂走货速度不佳，为此，聚醚行情本月初从11300-12700跌至10900-12300元/吨，而后虽然PO 价格开始推动，但对聚醚造成的影响微弱，其中原因有二点，一是PO 跌至底部时，下游聚醚工厂均有一些补仓；二是下游行业需求乏力，聚醚工厂出货困难。 截止目前，山东及华北地区4110桶装价格在11500-11700元/吨承兑出厂；华东地区4110桶装主流价格在10900-12300元/吨；华南地区4110桶装主流价在10900-12300元。 二、市场价格走势 1、本月硬泡(4110)国内现货出厂价格(单位：元/吨) 时间华东地区华南地区华北地区第一周11300-1260011300-1260012000-12200第二周10800-1220010800-1220011400-11700第三周10900-1230010900-1230011400-11700第四周 10900-12300 10900-12300 11500-11700 2、本月硬泡（4110）国内市场价格走势(单位：元/ 吨) 3、本月硬泡（4110）国内主要供应商报价（单位：元/吨） 厂家月初报价月末报价类型备注 上海高桥 12900 12300 桶装 冰箱，冰柜保温用 金铺锦湖12600桶装冰箱，冰柜保温用江苏钟山12800 12000 桶装冰箱，冰柜保温用绍兴恒丰12100/1250011000/11600 桶装喷涂，保温管道用句容宁武1240011700桶装冰箱，冰柜保温用河北亚东 12600 12100 桶装 喷涂，保温管道用 注：金浦锦湖月底无货，对外不报价。 4、2012-2013年硬泡（4110）市场平均价格走势（单位：元/吨） 三、厂商动态 1.河北亚东本月硬泡聚醚开工负荷正常，约在60%左右，库存合理； 2.常熟一统本月硬泡聚醚开工负荷一般，约在50%左右，库存合理； 3.中化国际本月硬泡聚醚开工负荷正常，库存合理； 4.绍兴恒丰本月硬泡聚醚开工负荷正常，约在50-60%，库存合理； 5.本月硬泡聚醚工厂整体开工约在50-60%左右。 四、后市展望 目前PO 行情已经在后半月连续推涨后，处于平稳，4月份进口货听闻将会恢复，此外， PO 新装置投产将会进一步改善市场供应，加之聚醚下游无论是硬泡还是软泡行情疲弱，PO 继续推涨可能性将较小，为此，预计下月PO 行情稳定或有所回调。硬泡下游各个行业目前依然较差，建筑保温仍未启动，预计需求面4月份或可逐渐复苏，但需求增长 将不会太。鉴于PO 推涨后，硬泡聚醚价格未能及时跟进，预计4月上半月聚醚价格或将进一步上调以补偿原料成本压力，整体4月份聚醚行情将可能平稳运行，或可下调，具体需要观测PO 价格动向。 3月聚合MDI 市场报告 一、市场行情简述 本月聚合MDI 月初开始大幅下滑，其原因主要在与下游需求低迷，前期市场低价库存未能及时消化所致，在经过一周多的下跌后，市场整体成本上升，市场逐步平稳， w w w.puw https://www.doczj.com/doc/4f18825575.html, 447 2014
聚氨酯弹性体工艺流程 一、聚氨酯弹性体的概述 二、聚氨酯弹性体的主要原料 三、聚氨酯弹性体主要生产设备 四、模具的加工 五、聚氨酯弹性体生产工艺流程 六、生产过程中注意事项 一、聚氨酯弹性体的概述 所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温, 扯断伸长率＞50%, 外力撤出后复原性比较好的高分子材料, 而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料。在弹性体中, 其扯断伸长率较大( ＞200%) 、 100%定伸应力较小( 如＜30Mpa) 、弹
性较好的可称为橡胶。因此弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料。 聚氨酯弹性体, 又称聚氨酯橡胶是弹性体中比较特殊的一大类, 其原材料品种繁多, 配方各种各样, 可调范围很大。聚氨酯弹性体硬度范围很宽, 低至绍尔A10以下的低模量橡胶, 高至绍尔D85的高抗冲击橡胶弹性材料。因此聚氨酯弹性体的性能范围很宽, 是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料。 二、聚氨酯弹性体主要原材料 聚氨酯弹性体用的原料主要是三大类, 即低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂( 交联剂) 。除此之外, 有时为了提高反应速度, 改进加工性能及制品性能, 还需加入某些配合剂。下面只对生产的聚氨酯鞍座所用原材料进行具体描述。 反应过程: 多元醇与二异氰酸酯反应, 制成低分子量的预聚体; 经扩链反应, 生成高分子量聚合物; 然后添加适当的交联剂, 生成聚氨酯弹性体。其工艺流程如下: 2.1 低聚物多元醇 聚氨酯用的低聚物多元醇平均官能度较低, 一般为2或2~3.相对分子质量为400~6000, 但常见的为1000~ .主要品类有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚ε-己内酯二醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚合物多元醇等。它们在合成聚氨酯树脂中起着非常重要的作用。一般可经过改变多元醇化合物的种类、分子量、官能度与分子结构等调节聚氨酯的物理化学性能。 2.1.1聚酯多元醇
硬泡聚氨酯保温板施工 工艺 The manuscript was revised on the evening of 2021
一、材料具体性能说明： 参见表1：BTW热固型绝热保温板外保温系统相关性能指标表2：BTW热固型绝热保温板相关性能指标 表3：BTW热固型绝热保温板（燃烧A级）相关性能指标
二、系统材料产品介绍 1、粘结砂浆（干粉状） 采用国际着名公司National starch & chemical生产的ELTEK可再分散乳胶粉，配以水泥填充料及特殊添加剂由全自动控制干粉砂浆生产成混合而成。 用途： 以粘结方式将BTW保温板安装固定在围护结构墙体上。 性能特点： ●优异的粘结强度。 ●优良的柔性。 ●杰出的耐水性。 ●优异的抗低温性。 ●优异的耐老化性能。 ●流利的施工操作性。 ●环保无毒。 2、抹面砂浆（干粉状） 采用国际着名公司National starch & chemical生产的ELTEK可再分散薄性防水乳胶粉，配以水泥填充料及特殊添加剂由全自动控制干粉砂浆生产成混合而成。用途： 用于系统表面的护面层保护。 性能特点： ●优异的粘结强度。 ●良好的柔韧性。 ●良好的抗冲击性能。
●极低的吸水率。 ●优异的抗裂性。 ●高抗冻融性。 ●优异的耐高温性。 ●流利抹面操作性能。 ●环保无毒。 3、耐碱网格布 由耐碱玻璃纤维网格布涂覆抗碱高分子化合物而制成。 用途： 置于系统保护层聚合物改性抹在胶浆中，用于增加保护层的抗拉、抗冲击能力。 性能特点： ●优异的耐碱性。 ●高断裂强度。 ●网结粘结强度。
三、硬泡聚氨酯保温板施工工艺 第一：施工条件应符合： 1) 施工前，外墙上的门窗口、消防梯、落水管、各种进户管线和墙上各 种预埋件已安装完毕。 2) 施工时及施工后24h内，现场环境温度和基墙表面温度均不应低于 5℃，风力不大于5级，施工时也应有防风措施。施工时施工面应避 免阳光直射。 3) 雨天施工时应采取有效措施，防止雨水冲刷墙面。 第二：基墙条件应符合： 1) 基墙表面应清洁，保证面上无污染物及妨碍粘贴和影响粘结强度的材 料。 2) 基墙表面应平整，最大偏差应小于4mm，不符合平整度要求的墙面， 土建单位应先进行找平处理。找平层与基墙表面应粘结牢固，不可有空鼓和脱层现象。 3) 基墙表面应基本干燥。 第三：施工工艺流程：
聚氨酯硬泡生产工艺 5.1 硬泡成型工艺 5.1.1 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NCO的质量分数一般为20%?25%?由于TDI大大过量，预聚体的粘度较低?预聚体再和聚酯或聚醚多元醇,发泡剂,表面活性剂,催化剂等混合,经过发泡反应而制得硬质泡沫