聚氨酯技术

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聚氨酯灌注工艺技术

聚氨酯灌注工艺技术

聚氨酯灌注工艺技术聚氨酯灌注工艺技术是一种常用的液体灌注工艺,广泛应用于金属、木材、塑料等材料的密封、保护和加固领域。

该工艺的主要特点是灌注材料和工件之间的黏合性强,能够提高工件的强度和密封性能,同时还能防止工件受到湿气、腐蚀、磨损和冲击等外部环境的侵蚀和损坏。

聚氨酯灌注工艺技术的基本步骤如下:1.准备工作:首先要选择合适的聚氨酯灌注材料,根据工件的具体用途和要求来确定材料的硬度、黏度和固化时间等参数。

然后对工件进行清洁处理,确保表面没有灰尘、油污和其他杂质。

2.混合材料:将聚氨酯灌注材料按照一定的比例和顺序混合搅拌,直到混合均匀,没有明显的颜色差异和气泡。

3.灌注工艺:将混合好的聚氨酯材料缓慢地倒入工件的空腔中,确保灌注材料能够充分填充工件的空间。

在灌注过程中,需要注意控制灌注速度、灌注压力和灌注温度,以避免气泡和材料的脱结现象。

4.固化:聚氨酯灌注材料在灌注后需要经过一定的固化时间,才能达到预期的性能和强度。

在固化过程中,需要控制好灌注材料的温度和湿度,以确保其能够快速而均匀地固化。

5.后处理:灌注完成后,可以根据需要对工件进行修整和后处理。

如切除多余的灌注材料、进行表面处理和涂层处理等,以提高工件的美观度和使用寿命。

聚氨酯灌注工艺技术的优点是具有高强度、良好的密封性能和耐腐蚀性能,能够有效地保护工件免受外界环境的侵蚀和损坏。

同时,该工艺还能加固工件的结构,提高其机械性能和抗冲击能力。

此外,聚氨酯灌注材料具有良好的流动性,可以灌注到复杂形状的空腔中,填充整个空间,使工件的表面光滑、均匀。

总之,聚氨酯灌注工艺技术是一种重要的工艺方法,应用广泛。

它能够提高工件的强度和密封性能,同时还能增加工件的耐腐蚀性和抗冲击能力。

在实际应用中,需要根据工件的具体要求和材料的特性来选择合适的聚氨酯灌注材料和工艺参数,以确保工艺的稳定性和工件的品质。

化工加工中的聚氨酯制备技术

化工加工中的聚氨酯制备技术

化工加工中的聚氨酯制备技术聚氨酯是一种重要的高分子材料,具有很高的物理、化学性能,广泛应用于建筑、汽车、航空、电气、纺织、鞋材、涂料等领域。

化工加工中的聚氨酯制备技术多样,下面就聚氨酯制备技术进行深入探讨。

一、聚氨酯产生机理聚氨酯的产生是一种聚合反应,具体的化学反应机理如下所示:以聚酯型聚氨酯为例,聚酯二元醇一般与聚异氰酸酯在一定条件下反应,产生短链的酰胺酸酯。

随后,酰胺酸酯发生延长反应,其中的异氰酸酯结构单元与新的酯醇结合,从而引发聚合反应,形成聚氨酯。

二、聚氨酯制备技术(一)聚氨酯制备工艺流程聚氨酯的制备过程通常包括以下几个步骤:1.原材料的选用(聚酯、聚醚、聚氨酯等)2.材料的称量和混合3.聚合反应(常压、真空或压力反应)4.成品检测和包装(二)聚氨酯制备工艺聚氨酯材料的制备工艺可以分为两大类,即低压成型和高压成型。

低压成型的生产工艺适用于开发各种聚酯型、聚醚型和聚脲酸型耐磨、耐化学损伤、热塑性和热固性聚氨酯材料。

高压成型工艺是现代聚氨酯生产的标准工艺之一,它可以制造出各种硬度、颜色、纹理、线条和结构的聚氨酯制品,同时也可以生产出复合材料、粘合剂、封装材料、隔音材料、楼板、隔热材料和其他材料。

这种工艺方式一般有两种:一种是硬质泡沫塑料的高压成型工艺,另一种是弹性泡沫塑料的高压成型工艺。

(三)聚氨酯泡沫塑料制备技术聚氨酯泡沫塑料一种新型的复合材料,主要用于保温、隔音、填充、包装、运输和建筑行业。

根据不同的用途和工艺要求,聚氨酯泡沫材料可以通过以下两种方式得到:1.常压泡沫制备技术常压发泡就是在常压下,通过在聚氨酯反应体系中加入发泡剂,经适当混合后,使其发生聚合反应并形成一定的泡沫体系。

该工艺的特点是原料成本较低,但泡沫质量差,泡沫细胞粗糙不均匀,导致抗拉和抗压强度较低,而且表面性能较差。

2.高压灌注泡沫制备技术高压灌注泡沫是在高压下,聚氨酯材料经高压泵和灌注设备将聚氨酯材料灌入腔体中,然后在规定的时间内加入发泡剂,并使聚氨酯聚合反应发生聚氨酯泡沫生产,其特点是泡沫细胞均匀、细腻、坚实,泡沫层间粘结牢固,表面光滑、平坦、耐磨损、抗老化.三、总结聚氨酯制备技术的应用范畴很广,无论是在建材、汽车、电子、鞋材、涂料等领域,都扮演着重要角色。

混凝土中添加聚氨酯技术规程

混凝土中添加聚氨酯技术规程

混凝土中添加聚氨酯技术规程一、前言混凝土作为建筑工程中最常用的材料之一,其强度、耐久性、耐久性等性能直接影响着工程的质量和寿命。

为了提高混凝土的性能,现在常常采用添加剂的方法来改善混凝土的性能。

本文就是以此为目的,研究混凝土中添加聚氨酯的技术规程。

二、聚氨酯的性质及应用聚氨酯是一种高分子化合物,由异氰酸酯和多元醇反应而成。

其优良的物理性质和化学性质使其被广泛应用于建筑、化工、电子、医疗、航空航天等领域。

在混凝土中,聚氨酯可用作添加剂来改善混凝土的性能。

三、混凝土中添加聚氨酯的原理混凝土中添加聚氨酯的原理是通过聚氨酯的特殊结构,增强混凝土的力学性能、耐久性、耐热性等方面的性能。

聚氨酯的结构中含有多个活性基团,可以与水泥中的无机物反应,形成一种化学结合,从而增强混凝土的强度和耐久性。

四、混凝土中添加聚氨酯的操作步骤1. 原材料的准备聚氨酯添加剂的原材料包括聚氨酯树脂、溶剂、促进剂、稳定剂等。

在添加聚氨酯之前,需要将这些原材料准备好,按照一定比例混合。

2. 混凝土的配制在混凝土的配制中,需要将聚氨酯添加到水泥、砂、石料等原材料中,与其一起搅拌均匀。

在混凝土中添加聚氨酯的比例一般为3%~5%,根据混凝土的性质和应用需求,可以适当调整添加比例。

3. 混凝土的浇筑混凝土配制完成后,需要及时进行浇筑。

混凝土的浇筑应该遵循常规的施工规程,注意控制施工的温度、湿度等因素,保证施工质量。

4. 混凝土的养护混凝土浇筑完成后,需要进行充分的养护。

养护期间,应该保证混凝土表面的湿度和温度,防止混凝土表面出现龟裂、干裂等现象,从而影响混凝土的质量和强度。

五、混凝土中添加聚氨酯的应用范围混凝土中添加聚氨酯的应用范围非常广泛,主要包括以下方面:1. 建筑工程中的混凝土结构,如桥梁、隧道、地下室等。

2. 工业建筑中的混凝土结构,如厂房、仓库、工厂建筑等。

3. 农业建筑中的混凝土结构,如农业大棚、畜舍、鱼塘等。

4. 市政工程中的混凝土结构,如道路、广场、公园等。

硬质聚氨酯技术

硬质聚氨酯技术

硬质聚氨酯技术聚氨酯可算是塑料中的万变材料,其丰富特性使它拥有广阔的应用范围。

聚氨酯的应用汽车:座垫、内饰件、车身外板、保险杠等。

家具:座垫、床垫、椅子扶手等。

建筑:夹芯板、喷涂、高密度整皮硬质结构件。

保温隔热:冰箱、冷柜、冷冻运输等。

鞋靴:鞋底、鞋面合成皮等。

玩具:娱乐用品。

包装其它:涂料、弹性体、密封材料、胶粘剂等。

PU基本概念聚氨酯:Polyurethane(PU)凡在高分子主链上含有重复的—NH—C—O—基团的高分子化合物统称为聚氨基甲酸酯。

‖一般由二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物O 通过加成聚合反应形成。

除上述氨基甲酸酯结构,常伴有少量其它结构,如脲基、酰胺、缩二脲、尿基甲酸酯、醚/酯键等。

PU泡沫的反应聚氨酯泡沫PU基本反应2R-NCO + H2O RNHCONHR + CO2(发泡反应)RNCO + R`OH RNHCOOR`(凝胶反应)聚氨酯----多用途材料聚氨酯是使用最广泛的塑料之一,在现代社会众多领域中起着各种各样的作用。

聚氨酯的化学反应通过选择制造工艺以及选用添加剂和催化剂予以控制,而添加发泡剂可使聚合物膨胀,生产各种不同用途及性能的聚氨酯泡沫。

建筑业是硬质聚氨酯泡沫塑料的最大国际市场之一。

它优异的综合物理性能是建筑物绝热的最佳选择。

从上个世纪60年代初期以来,聚氨酯硬泡就一直用做住房和建筑物的绝热材料。

由于建筑物绝热标准大幅度提高,致使目前世界建筑业的聚氨酯硬泡年需求量达到大约130 万吨。

并以年平均7%的速度增长。

硬质聚氨酯泡沫塑料的主要性能硬质聚氨酯泡沫塑料的多用途性可通过评价它的物理特性极其众多的工艺优点得以证实。

这些优异的品质可使该材料用做各种功能建材,从而使绝热、承载、密封、防水、抗冲击、质量轻、易维护有效地集于一体。

绝热性硬质聚氨酯泡沫塑料是目前具有最低导热系数的绝热材料之一。

硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率由几个因素构成。

λ=λg+λs +λr +λ cλ- 硬泡的热导率λg –气相热导率λs –固相热导率λr –辐射热导率λ c –对流热导率硬泡气孔孔径很小,泡孔内气体对流传热可以忽略不计。

聚氨酯产品工艺技术标准

聚氨酯产品工艺技术标准

聚氨酯产品工艺技术标准聚氨酯产品是一种重要的功能材料,广泛应用于建筑、汽车、家具、电子、包装等诸多领域。

为了保证聚氨酯产品的质量稳定性和可靠性,需要制定相关工艺技术标准,以下是一份典型的聚氨酯产品工艺技术标准,以供参考。

1. 原材料准备1.1 聚醚多元醇(维库化工级别),应符合GB/T 26527-2011《聚醚多元醇化学品安全技术规范》;1.2 异氰酸酯(TDI、MDI)、链延长剂(1,4-丁二醇)及其它助剂,应符合GB/T 19590-2014《聚氨酯原材料安全技术规范》;1.3 包装容器应符合GB/T 11908-2015《包装容器性能通用要求》。

2. 设备选用2.1 发泡设备:采用低压连续自动混合喷涂设备;2.2 温控设备:采用PID控制系统,确保发泡温度稳定且可调。

3. 生产工艺3.1 温度控制:根据聚氨酯原材料的要求,在整个生产过程中,控制温度在15℃-30℃范围内;3.2 原材料混合:按照配方要求,将聚醚多元醇、异氰酸酯、链延长剂和助剂混合搅拌,确保混合均匀;3.3 喷涂:将混合好的原材料通过喷枪喷涂在待发泡的基材上;3.4 发泡:原材料喷涂在基材上后,通过发泡作用使其膨胀形成泡沫状;3.5 固化:待发泡的聚氨酯产品在室温下静置一段时间,使其固化。

4. 质量控制4.1 中间检验:在生产过程中,应每批产品进行一次中间检验,测试产品的密度、力学性能等指标;4.2 静态热稳定性:待固化的聚氨酯产品应置于60℃±2℃的恒温箱中,静置72小时,检测其形状变化;4.3 力学性能:测试已固化的聚氨酯产品的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等指标,并与标准值进行对比;4.4 环境适应性:将产品置于高温、低温、湿热等恶劣环境条件下,评估其在不同环境下的性能变化;4.5 外观检查:检查产品表面是否有气泡、皮壳、皱褶等缺陷,并对外观有要求的产品进行颜色检测。

以上是一份典型的聚氨酯产品工艺技术标准,通过制定和遵守这些标准,可以确保聚氨酯产品在生产过程中的质量稳定性和可靠性,进一步提高产品的市场竞争力和客户满意度。

聚氨酯发泡技术

聚氨酯发泡技术

聚氨酯发泡技术
聚氨酯发泡技术是一种由聚氨酯原料,以及各种增塑剂、发泡剂、润湿剂、抗氧化剂、催化剂等复合而成的生产工艺。

它具有自主发泡性能,不需要外界加热即可实现空气及水分子体系中的渗透发泡,可得到有一定强度、密度和结构的发泡体,并可添加一些特殊功能性添加剂,使发泡材料具有抗水性、耐油性、耐酸碱性、抗紫外线老化性等特点,从而在保证发泡体结构稳定性的前提下具有良好的耐久性和耐用性。

聚氨酯发泡技术是一项先进的发泡技术,它的发泡过程采用的是自主发泡的原理,即聚氨酯原料在凝固时,由于其内部的发泡剂、催化剂等物质的作用,会形成小气泡,从而形成具有一定强度、密度和结构的发泡体,从而使发泡材料具有良好的抗水性、耐油性、耐酸碱性、抗紫外线老化性等特点,从而在保证发泡体结构稳定性的前提下具有良好的耐久性和耐用性。

聚氨酯发泡技术具有良好的发泡效果,可以生产出空心、多孔、可塑性好的发泡体,从而为实现结构密闭性、抗紫外线老化性、隔热性等特殊应用和要求提供有效的解决方案。

此外,聚氨酯发泡技术还具有良好的环保性,可以有效避免环境污染,符合相关的环境保护法规,被广泛应用于汽车、建筑、包装、冰箱、冷库等领域。

聚氨酯发泡技术的优点还有:发泡过程简单,可以节省大量的能源;发泡原料和发泡工艺可根据实际需要进行调整,生产出各种规格不同的发泡体;发泡体具有良好的机械性能,弹性大,耐受冲击;发泡过程中产生的CO2也可以有效利用,从而降低环境污染等。

总之,聚氨酯发泡技术具有发泡效果好、环保性强、耐用度高、可塑性良好等优点,广泛应用于汽车、建筑、包装、冰箱、冷库等领域,被认为是一种绿色环保的发泡技术。

聚氨酯聚合方法

聚氨酯聚合方法聚氨酯是一种重要的聚合物,在各个领域具有广泛的应用。

聚氨酯的合成方法有很多种,其中最常用的是聚酯和聚醚两种方法。

1. 聚酯法聚酯法是一种常见的聚氨酯合成方法。

它的基本原理是通过聚酯多元醇与异氰酸酯发生反应,生成聚氨酯。

具体步骤如下:(1)聚酯多元醇的制备:首先,选择适当的酸和醇进行酯交换反应,生成聚酯多元醇。

常用的酸有酒石酸、己二酸等,常用的醇有乙二醇、丙二醇等。

(2)异氰酸酯的制备:异氰酸酯是聚氨酯合成的关键原料。

一般是将二异氰酸酯与醇进行反应,生成异氰酸酯。

(3)聚氨酯的合成:将聚酯多元醇和异氰酸酯按一定比例混合,在一定的温度和压力下进行反应,生成聚氨酯。

反应过程中,还可以添加一些助剂,如催化剂、阻燃剂等,以改善聚氨酯的性能。

2. 聚醚法聚醚法也是一种常用的聚氨酯合成方法。

它的原理与聚酯法类似,只是聚醚多元醇和异氰酸酯的选择不同。

具体步骤如下:(1)聚醚多元醇的制备:首先,选择适当的醇进行缩聚反应,生成聚醚多元醇。

常用的醇有环氧乙烷、环氧丙烷等。

(2)异氰酸酯的制备:异氰酸酯的制备方法与聚酯法相同。

(3)聚氨酯的合成:将聚醚多元醇和异氰酸酯按一定比例混合,在一定的温度和压力下进行反应,生成聚氨酯。

同样地,反应过程中可以添加助剂来改善聚氨酯的性能。

聚氨酯聚合方法的选择取决于所需聚氨酯的性能要求和应用领域。

聚酯法合成的聚氨酯具有良好的耐热性和耐候性,适用于制备高温和户外使用的材料。

而聚醚法合成的聚氨酯具有良好的柔软性和低温性能,适用于制备弹性体和冷藏设备等。

聚氨酯聚合方法是一种重要的合成方法,可以根据不同的需求选择聚酯法或聚醚法。

通过合理的配比和合成条件,可以得到具有不同性能的聚氨酯材料,满足各种应用的需求。

未来随着科学技术的不断发展,聚氨酯的合成方法也将进一步完善,为各个领域带来更多的应用和创新。

pu发泡工艺技术

pu发泡工艺技术PU发泡工艺技术是一种利用聚氨酯材料进行发泡制作的技术。

该技术可以使用于各种行业和领域,如建筑、汽车、家具、电子等。

在PU发泡工艺技术中,聚氨酯材料是通过化学反应组成的,形成一个具有轻质孔隙结构的发泡体。

PU发泡工艺技术主要包括材料准备、混合、注塑、发泡、固化等步骤。

首先,需要准备好聚氨酯材料,通常是由两种液体材料混合而成的。

然后,将这两种液体材料按一定比例混合,使其达到适合发泡的状态。

接下来,将混合的材料注入模具中。

模具可以根据需要制作成任何形状,以满足产品的要求。

在注塑过程中,材料开始发生变化,逐渐充满整个模具,并形成一个密闭的空腔。

在发泡阶段,注塑的材料会发生化学反应,产生气体,使整个空腔膨胀。

这样,PU发泡材料就形成了一个轻质、高强度的聚氨酯泡沫。

最后,通过固化工艺,使聚氨酯泡沫发泡体完全固化。

固化的时间和温度取决于具体的产品要求和材料性质。

完成固化后,就可以将PU发泡制品取出模具,得到成品。

PU发泡工艺技术具有许多优点。

首先,PU发泡材料具有优良的绝缘性能,可以在电子领域中广泛应用。

其次,由于聚氨酯材料的性质可调,可以制作出各种不同硬度、厚度和形状的产品。

另外,PU发泡材料重量轻、强度高,可以减少产品的重量和成本。

PU发泡工艺技术的应用范围很广。

在建筑领域,可以用来制作隔热材料、隔音材料和防水材料等。

在汽车领域,可以用于制作车座、车门和车顶等。

在家具领域,可以用于制作床垫、沙发和椅子等。

此外,PU发泡材料还可以用于制作包装材料、运动器材和医疗器械等。

总之,PU发泡工艺技术是一种十分重要且具有广泛应用的技术。

它通过化学反应和物理变化,将聚氨酯材料转化为轻质、高强度的泡沫制品。

这种技术不仅可以满足各种行业和领域的需求,同时也具有良好的环保性能。

随着科学技术的不断进步,PU发泡工艺技术将在更多领域中发挥作用,为人们的生活带来更多便利和舒适。

聚氨酯的生产技术和应用

聚氨酯的生产技术和应用
聚氨酯(PU)
聚氨酯是带有—NH—CO—特征基团的杂链 聚合物,全名聚氨基甲酸酯,是氨基甲酯 (NH2COOH)的酯类或碳酸的酯-酰胺衍生 物。
聚氨酯可以是线形或体形;制品隔热、耐油; 应用广,包括胶粘剂、涂料、(弹性)纤维、 弹性体、软硬泡沫塑料、人造革等;发展迅 速,其产量在逐步聚合物中已上升为首位。
3.1应用
屋面:混凝土平、斜屋面、天井、雨蓬及各种不规则 形状的屋面(包括石棉瓦、金属瓦、玻璃钢瓦)
地下建筑:混凝土内墙、外墙、底板、电梯坑、地下 隧道、沉井、管道防水、人防工程。
地面建筑:卫生间、浴室、厨房、屋顶花园、花坛、 游泳池。
接缝:伸缩缝、施工缝、沉降缝、穿墙管、落水口。 防腐:金属管道、防腐地坪、防腐池。 粘接:木地板、水泥地、石棉制品、玻璃钢制品、陶
5.生物医用材料
2.聚氨酯弹性体
聚氨酯弹性体具有很好的抗拉强度、抗撕裂强度、耐 冲击性、耐磨性、耐候性、耐水解性、耐油性等优点。 代号(UR),是由聚酯(或聚醚)与二异氰胺脂类 化合物聚合而成的。它的化学结构比一般弹性聚合物 复杂,除反复出现的氨基甲酸酯基团外,分子链中往 往还含有酯基、醚基、芳香基等基团。
2.1应用
2.2制备生产
聚氨酯弹性体的制造一般采用两种工艺路线:预聚法 和一步法。
浇注型弹性体多采用二步法(预聚体法),少部分采 用一步法(如低模量产物)。
浇注型聚氨酯弹性体(简称CPU)——是聚氨酯弹 性体中应用最广、产量最大的一种;进行浇注和灌注 成型,可灌至各种复杂模具的制品:门窗工程安装,家庭装修等。 a. 密封固定木质,塑钢,铝合金及其他金属门窗框。 b. 包裹密封电缆电线盒,空调管,保温冷热水管。 c.填充砖石建筑的空洞;填补船体的空隙。 d. 家庭维修:填充孔洞缝隙,地砖、地板的修补。 e.造景园艺:插花,园艺造景、布景,轻便美观。 f. 广告展览:模型、沙盘的制造、展板修补。 g.包装运输:瞬间将贵重易碎商品包裹。 h.冷藏空调:冷库、空调机周边的填缝、密封保温。

聚氨酯工艺技术要求

聚氨酯工艺技术要求聚氨酯是一种常用的合成材料,具有优异的力学性能和化学稳定性,广泛应用于家具、汽车、建筑等领域。

为了保证聚氨酯制品的质量,需要严格控制各个工艺环节,并满足一定的技术要求。

首先,原料的选择非常重要。

聚氨酯的主要原料包括多元醇和多异氰酸酯。

多元醇通常选择聚醚多元醇或聚酯多元醇,而多异氰酸酯则选择TDI(对苯二异氰酸酯)、MDI(联苯二异氰酸酯)等。

原料的质量直接影响到聚氨酯制品的物理性能和耐候性,因此要求原料纯度高、无杂质、无异味等。

其次,反应工艺要严格控制。

聚氨酯是通过多元醇和多异氰酸酯的缩聚反应制备而成的,反应条件的控制对产品质量起着至关重要的作用。

首先,反应温度应控制在一定范围内,一般为20~30摄氏度。

温度过高会导致反应速度过快,从而产生大量气泡和孔隙;温度过低则会使反应速度过慢,影响产率。

其次,反应时间要适度,过短会导致反应不完全,过长则会导致产品变质。

此外,还应注意控制反应过程中的搅拌速度和气体排出,以保证制品的均匀性和致密性。

再次,成型工艺要求精细。

聚氨酯制品的成型方式多种多样,包括注塑、喷涂、涂布等。

不同的成型方式对设备和工艺要求不同,但有一些基本要求是通用的。

首先,要保持一定的成型温度,以满足材料流动性的要求。

其次,要注意成型过程中的排气,以避免气泡和缺陷的产生。

此外,还应控制成型周期,即固化时间,以保证产品质量和产量。

最后,产品质量要求严格。

聚氨酯制品的质量要求体现在多个方面。

首先是力学性能,包括抗拉强度、弯曲强度、冲击强度等指标。

其次是耐候性,即制品在户外条件下的使用寿命和耐久性。

此外,还需要注意制品的表面质量、颜色稳定性、热稳定性等方面的要求。

综上所述,聚氨酯工艺技术要求包括原料的选择和控制、反应工艺的控制、成型工艺的精细以及产品质量的严格要求。

只有在严格遵循这些要求的情况下,才能制备出高质量的聚氨酯制品。

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关于硬泡聚氨酯保温板的技术研究报告目录一、项目研发背景.二、技术路线.三、生产工艺.四、技术特点.五、科技创新.六、技术成熟程度.七、对社会经济发展和科技进步意义.八、推广应用的条件和前景.九、存在的问题.十、知识产权情况.一、项目研发背景随着全球经济一体化的发展,我国建筑业的国际化程度不断提高,中国已然成为世界上建筑业发展最快的国家之一。

据市场调查报告显示,建筑业的高速发展带动了保温材料行业的进步,全球对保温材料的需求将以每年5%的速度增长。

预计到2014年,中国将占有全球保温材料新需求的29%,是世界上保温材料需求量最大的国家。

1.1 外墙保温材料行业概况近15年来,我国保温材料行业实现了全面、快速、可持续的发展,取得了举世瞩目的成就。

目前,建筑保温材料可简单划分为无机型、有机型和复合型三类。

常用的无机类轻体、复合膏(浆)状外墙外保温材料主要包含如下几种:建筑保温砂浆、发泡水泥(混凝土)、膨胀珍珠岩(蛭石)板、聚苯颗粒水泥复合板、泡沫玻璃板(块)、喷涂岩棉、珍珠岩、无机轻质(硅藻土、珍珠岩、玻化微珠)保温材料、胶粉聚苯颗粒复合保温浆料等。

有机类外墙保温材料包括普通聚氨酯硬质泡沫(喷涂、浇注和板材)、聚苯乙烯泡沫板(EPS板、XPS板)及脲醛泡沫板等。

复合型保温材料包括矿(岩)棉夹芯板、聚氨酯(或聚异氰脲酸酯)硬质夹芯板、聚苯乙烯泡沫夹芯板等。

各类保温材料性能和应用各有利弊,单从保温材料防火性能比较,无机类轻体状保温材(浆)料防火性能出众(燃烧等级为A级),但因导热系数偏高,应用厚度必然加大,施工中一般需多次涂抹才能达到设计厚度,绝热性能不理想且增加了建筑荷载。

因此,如不在建筑保温的构造上采取措施,无机类轻体状保温材(浆)料便仅可在我国南方地区作为外墙外保温材料使用,而按北方地区现有65-75%建筑节能率和防火要求,无机类轻体状保温材(浆)料仅适用于不采暖楼梯间、分户间隔墙、地下室顶棚保温或个别外保温、热桥等部位修补。

无机纤维类保温板(如玻璃棉、岩棉等)燃烧等级为A级(不燃),虽有憎水性能,但施工涉及保护层处理和基层固定等技术问题,因而用于公共节能建筑的填塞式施工较多,较少在民用节能建筑领域应用。

有机类保温材料具有密度小、导热系数低和施工方便等诸多优点,但同时也存在致命缺陷。

聚苯乙烯泡沫(EPS、XPS)受热(≥80℃)后易出现软化、收缩现象,外墙保温工程存在脱落等质量隐患。

此外,未添加阻燃剂的聚苯乙烯泡沫板与普通聚氨酯泡沫板等常用有机泡沫类保温材料极易燃烧,且燃烧产物有剧毒。

上述保温材料虽然经阻燃剂改性后,燃烧性能级别可达到B1级(难燃)。

但是,国内的阻燃剂价格昂贵(一般高于每吨5万元人民币),大部分生产企业难以按照标准要求在板材中添加足量的阻燃剂,一旦发生火灾,阻燃剂可在高温下分解逃逸,无法真正起到阻燃的作用。

据不完全统计,2008年以来,济南奥体中心、哈尔滨经纬360度双子星大厦、央视新主楼配楼、中央美院、中国科技馆新馆、南京中环国际广场、上海胶州路高层公寓、沈阳皇朝万鑫国际大厦、北京首都机场等建筑物相继发生火灾事故,造成近百人死亡,经济损失巨大。

调查显示,上述火灾事故皆因在建设或使用过程中引燃保温材料所致。

为有效防止建筑外保温系统火灾事故频发,2009年9月,公安部、住房和城乡建设部联合发布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》[2009]46号文件。

2011年3月,公安部消防局下发65号文件通知,对建筑防火提出严格要求,明确将民用建筑外保温材料纳入建筑工程消防设计审核、消防验收和备案抽查范围,并要求各地公安消防部门加强对民用建筑外保温材料的监督管理,各地受理的建筑工程消防设计审核和消防验收申报项目,要求严格执行通知要求。

1.2 应用前景国家现行标准、规范和有关规定的发布,体现了我国政府对建筑物的保温效果和耐火等级两手齐抓的决心和战略。

我公司以国家政策为导向,针对市场需求,自主研发出兼备保温和防火双重性能的无机混合硬泡聚氨酯复合保温板。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板本身具备有机类保温材料基本优点的同时,还具有无机类保温材料突出的防火性能。

它在高温明火直接接触下,只在表面产生炭化而无融熔滴落物,具有耐火焰穿透性能,从源头上杜绝了建筑外保温施工过程中或施工验收后出现火灾事故。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板适用于全国所有气候模式区域的各类新建、扩建及改建的工业与民用建筑。

已在我国寒冷地区、严寒地区和夏热冬冷地区大面积推广应用,取得了可喜的节能效益。

我国建筑年竣工面积超过所有发达国家之和,在既有建筑中,超过95%以上是高耗能建筑,至少有1/3既有建筑需要进行节能改造。

从全国范围看,普通聚氨酯泡沫建筑保温已诞生很大的市场,必然会在节能建筑保温系统中继续扩大使用。

此外,无机混合硬泡聚氨酯复合保温板上下游产业链的相关生产企业也将迎来新一轮发展契机。

1.3 研究目的及意义随着不可再生能源被不断开采和利用,新的替代能源尚无法补足缺口,我国能源必将捉襟见肘,价格也会随之高涨。

因而,节能是国家可持续发展的必由之路。

据统计,建筑耗能约占社会总能耗的28%。

国际上普遍采用外墙外保温技术来降低建筑能耗,外墙外保温系统采用的保温材料主要为膨胀聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、普通聚氨酯泡沫板等有机保温材料,这些保温材料对我国建筑节能做出了巨大的贡献。

同时,由这些保温材料引发的火灾事故也造成了极其恶劣的影响。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板项目的研究目的在于,为社会提供一种兼顾保温和防火双重功效的外墙保温板。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板项目的研究意义在于,解决了外墙保温材料防火性能与保温性能之间的矛盾,从源头上遏制了火灾事故的发生,保障了人民的生命和财产安全,丰富了我国外墙保温材料的种类,必将为我国建筑节能工作做出积极的贡献。

二、技术路线2.1 无机混合硬泡聚氨酯复合保温板研制技术路线图如下所示:本章将从聚氨酯组合原料的合成原理出发,详细阐述无机混合硬泡聚氨酯复合保温板的研制技术路线。

2.2 无机硬泡聚氨酯的合成原理聚氨酯树脂(polyurethane)是一种多元异氰酸酯化合物与多元羟基类化合物作用而成的高分子化合物。

①.――所用的多异氰酸酯类化学反应是:RNCO + R′OH → RNHCOOR′这个反应属于二级反应,反应速度随着羟基含量而变化,不随异氰酸酯浓度而改变。

异氰酸酯与羟基的摩尔比,一般称异氰酸酯指数,R值。

R值>1,端NCO封端的聚氨酯预聚体。

对二异氰酸酯和二元醇而言,R值大于2,体系中含有未反应的游离异氰酸酯,此时称之为半预聚体或改性异氰酸酯。

按原料质量的比例进行添加无机阻燃剂经真空脱水后加到反应釜与多异氰酸酯进行预混合制成为改性多异氰酸酯。

②. 聚醚酯多元醇是主链含有醚键(—R—O—R—),端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)的低聚物。

通过按聚醚酯多元醇质量的比例添加无机阻燃剂经真空脱水后和催化剂、表面活性剂、纯净水、进行预混合,生成金属烃氧化物,再加到反应釜中进行预混合成改性组合A料。

2.3 聚氨酯发泡研究无机混合硬泡聚氨酯复合保温板发泡成型的原理为:聚氨酯混合原料在20°-25°的温度条件下,在酸及胺类作催化剂时,聚氨酯分子间的催化反应加快,反应过程中释放出的热量促使化学发泡剂急剧汽化,导致体积膨胀。

因有表面活性剂作用,发泡过程中各组份均匀混合,形成均匀微细多孔结构,同时聚氨酯泡沫体成型固化。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板的发泡方法与普通聚氨酯泡沫类似,有间歇发泡法、连续浇注发泡法。

间歇法在简易模具中生产,设备简易、价廉,但产品密度均匀性差、原料损耗大。

选用公司自行改进的聚氨酯连续化生产设备,利用连续发泡法生产无机混合硬泡聚氨酯复合保温板,该工艺具有产品多样化、产物均匀性好、可重复性好和表面平坦易粘贴等诸多优点。

在整套设备中,发泡室温度、输料泵计量、上下层链板间隙(泡沫板厚度)、链板速度等均可依据实际需要进行调整,极大地方便了生产。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板的性能在制备过程中受到诸多参数条件的影响,接下来,我们对生产无机混合硬泡聚氨酯保温板的主要原材料进行逐一研究。

2.3.1 添加无机阻燃剂混合聚氨酯原料物化性能对无机混合硬泡聚氨酯保温板的影响。

2.3.2 添加无机阻燃剂对聚氨酯结构及发泡性能的影响研究表明,在合成无机阻燃剂和聚氨酯发泡的过程中,无机阻燃剂添加量及种类对聚氨酯的物理性能及发泡性能均存在较大的影响,实验结果见下表。

聚氨酯组合料石墨(%) 氧化铝(%) 氧化镁(%) 粘度凝胶时间/s起泡时间/sA/B 1 0.1 0.09 0.06 2300 40 13 1 0.11 0.1 0.07 3400 45 17 1 0.12 0.11 0.08 4600 50 19 1 0.13 0.12 0.09 5300 65 20从上表可知,随着无机阻燃剂的增加,合成聚氨酯的催化剂含量活性降低,聚氨酯组合原料粘度高,起泡慢,定型慢,进一步研究表明,随着无机阻燃剂比例增加,但必须要提高各组分催化剂的用量,才能达到产品性能的稳定性。

此外,无机阻燃剂对聚氨酯泡沫的平均孔径也会产生一定的影响,结果如下。

无机阻燃剂0.25 0.28 0.31平均泡孔直径/μm110.93 101.11 85.32我们可从上表中看出,随着无机阻燃剂用量增加,泡沫的平均孔径逐渐减小,密度较大需要适当增加化学发泡剂的用量,使在泡沫等各项性能指标达到要求的同时,产品的强度及稳定性能更好。

2.3.3 催化剂对无机混合硬泡聚氨酯复合保温板的影响聚氨酯泡沫一般在室温条件下制备,制备过程中需以酸及胺类作催化剂,酸及胺类能加速聚氨酯分子间的聚合反应,反应过程中释放出的热量促使化学发泡剂二氧化碳急剧汽化,进而使乳化后的聚氨酯泡沫膨胀起发,在催化剂反应活性时固化。

在环境温度下催化剂的类型和用量对获得优质泡沫是极其重要的。

催化剂的选择应使聚合物的固化速度与发泡速度匹配。

因此,要求所用的催化剂能够使固化速度在很宽的范围内变化,固化反应本身能在20-25的温度下进行。

我厂采用胺类与酸类的混合物催化剂做成聚合三聚催化剂,保证了分散均匀、原料的流动性好,并具有一定程度的增塑作用。

实验发现,催化剂的用量(浓度为80%)对无机硬泡聚氨酯泡沫微观结构及固化时间会产生较大影响,详情见下表。

三聚催化剂量﹪1kg 2kg 2.5kg 3kg泡沫反应时间120/s95/s80/s60/s上表数据表明,增加聚合三聚催化剂的用量,可有效提高无机聚氨酯泡沫的固化速度和泡沫的稳定性,有利于形成孔径均匀的泡沫。

2.3.4 发泡剂对无机混合聚氨酯复合保温板的影响发泡剂是聚氨酯泡沫发泡成型中动力的来源,发泡方法一般分为机械发泡、物理发泡和化学发泡。

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