聚氨酯硬质泡沫塑料的特点
硬质聚氨酯泡沫板材的生产工艺
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。
硬质聚氨酯泡沫塑料
硬质聚氨酯泡沫塑料硬质聚氨酯泡沫塑料是以多官能团聚醚或聚氨酯及多次甲基多苯基多异氰酸酯为主要原料，以叫住或者喷涂工艺生产的硬质泡沫塑料，其密度可从小于10kg/m³，到大约1100 kg/m³的聚氨酯硬质塑料。
1.浇注型聚氨酯硬泡配方低密度硬泡配方原料重量份数甲苯二胺为起始剂聚醚多元醇（羟值453） 50蔗糖聚醚多元醇（羟值450） 10水 1.5 CFC-11 38异氰酸酯指数 1.05性能密度，kg/m³ 19.6低温尺寸稳定性，-20℃×72小时没有变化2.粗TDI为基的硬泡配方原料重量份数100蔗糖和甘油为起始剂的聚氧化丙烯多元醇（羟值440）L-5420 1.0 CFC-11 44二甲基乙醇胺 15三乙烯二胺（33%溶液） 1.5粗TDI(NCO含量39.4%)指数 1.05性能密度，kg/m³ 25压缩强度kg/㎝²水平方向 2.1垂直方向 0.72尺寸稳定性，%水平 0.20100℃垂直 11.40水平 0.40-20℃垂直 0.603.混合聚醚硬泡配方原料重量份数PolyG71-530聚醚多元醇（羟值530） 33.4PolyG75-442聚醚多元醇（甲基葡萄糖甙为起33.4始剂的聚醚多元醇，分子量445）阻燃剂 6.0二甲基环己胺 1.3CFC-11 23DC-193 1.4水 0.8 PAPI 100性能密度，kg/m³ 30K因子（btu-in/hr·sq·Ft·°F）起始 0.123 老化30天后 0.140压缩强度，磅/英寸²，水平方向 23剪切强度，磅/英寸² 144.山梨糖聚醚为基的硬泡配方原料重量份数山梨糖为起始剂的聚醚多元醇（羟值475-505100有机硅泡沫稳定剂 1.5二乙基乙醇胺 1.0有机锡催化剂 0.2CFC-11 38聚MDI 124性能密度，kg/m³ 31.4压缩强度kg/㎝²平行 2.66 垂直 1.15 尺寸稳定性，△V%110℃×7天 +3.170℃×95%RH×7天 +4.9-20℃×7天 -0.25.阻燃硬泡配方原料重量份数聚氧化丙烯蔗糖醚多元醇 70含磷聚醚多元醇（OH值450） 30CFC-11 30有机硅泡沫稳定剂 1.0三乙醇胺 6PAPI指数 1.05性能密度，kg/m³ 32压缩强度kg/㎝²平行方向 2.1-2.2垂直方向 1.2-1.4拉伸强度，kg/㎝² 2.2闭孔率% 94导热系数，Kcal/m h℃ 0.016吸水性, kg/m³ 0.33尺寸稳定性，100℃×2周，% 5耐燃性自熄当低压层压机生产3厘米厚的层压板时，可用下列配方。
硬质聚氨酯泡沫
催化剂：催化剂增加可加快反应速度，使体系的反应热聚在泡沫 内部，可能会造成泡沫开裂，另外反应速度增加，模压时间也要 相应加长。
原料的温度
原料的温度将直接影响反应速度，对系统的流动性和填充效果产 生很大的影响
其它助剂
脱模剂
作为脱模剂的物质通常是蜡、脂肪酸金属盐类和硅烷类聚合物。 目前使用最为普遍的是硅烷类聚合物。
外用脱模剂基本分为溶剂型和水基型脱模剂。因前者含大量有机 溶剂且存在火灾隐患，所以后者作为迅速发展起来的环保型脱模剂， 已形成完整的产品系列，取代溶剂型脱模剂。
四、连续板材生产工艺参数对板材的 影响
若面材温度过高，会导致反应速度加快，流动性差，体系的反应热 聚在泡沫内部可能会导致泡沫开裂；
若面材温度过低，泡沫与其接触面的脆性增加，影响粘结性，同时 泡沫的整体密度与芯密度的差值会增加。
双履带温度
双履带温度过高会造成表面不平整，气孔变大，易收缩，但粘结性 会好。一般PUR要求温度35-45℃，PIR要求温度45-60℃。
发泡指数（异氰酸根指数）
指数（Index）体现了异氰酸根基团和羟基的一种关系 指数=异氰酸根的量/羟基的量 Index>100可确保羟基能完全反应掉。硬泡系统是典型的
异氰酸根过量的系统（Index>100），系统指数低于100， 泡沫会收缩 指数和比例的关系：比例一般为异氰酸酯和多元醇混合物 的体积比。 如果泡沫在高指数下加工，并用了正确的催化剂，就会形 成异氰脲酸酯，相应的泡沫叫做异氰脲酸酯（PIR）泡沫。 通常PIR泡沫是在180～350的指数下加工的。
现在我们用的催化剂为PC-8，其主要作用为50%凝胶，50%发泡 三聚催化剂主要用于PIR的生产，以促进异氰酸酯聚合生成异氰脲酸 酯
第四讲 聚氨酯硬质泡沫塑料
性能差异很大。一般官能度大，粘度大，产品流动性差，但 场安全要求很高，它适合实力雄厚的大企业，产品结构定
尺寸稳定性好。所以选用异氰酸酯时，应全面考虑PU硬 型、流水线操作之场合。
泡制品之 特点，达到事半功倍。
◆氢氟烃系列：HFC- 1 34a 、HFC- 245f a 、HF C-
建议：
365mf c 等，其中 HFC- 134a 沸点 - 26. 5℃，现有发泡设备
排 列顺 序相 关。
催化剂影响发泡工艺过 程的参数：即乳白、起泡、成
在众多聚醚品种中选用时，应考虑各种聚醚之特 纤及凝固等，而且还影响生成的硬泡最终物性，所以催化
点：
剂是一个很重要的原 料，针对各种硬泡成型 工艺，选用合
◆蔗糖系列聚醚：价低、流动性差、与助剂配伍性 适的催化剂非常必要。
一般、尺寸稳定性好、粘 度较大；
■专家讲座
第四讲 聚氨酯硬质泡沫塑料
◆ 朱吕民 南京四寰合成材料研究所
一、概况
聚氨酯硬泡， 具有绝热效果好、比 强度大、电学性
专
能耐化学药品以及隔音效果优越等特点，广泛用作绝热保
家
温材料、结构材料以及“合成木材”等。它占聚氨酯总产
讲
量约 30%左右，是一大品种。
PU硬泡早在二次世界大战之前，由德国科学家拜耳与
但从加工工艺以及产品毒性考虑，大多选用粗 MDI 或 禁用，2030年全面禁用。
PAPI ，其平均官能度在 2. 3～3. 0 之间，常温下蒸气压
目前推荐的发 泡剂三大类：
低，基本无味。
◆戊烷系列：环戊烷、异戊烷及正戊烷，它们 ODP
在合成异氰酸酯时，因配比、工艺不同，各公司产品 为零，因它可燃，与空气混合形成爆炸性气体，所以对现
硬质聚氨酯泡沫塑料
硬质聚氨酯泡沫塑料 Revised by Hanlin on 10 January 2021硬质聚氨酯泡沫塑料硬质聚氨酯泡沫塑料是一种绝热防腐高分子合成材料，用作防腐保温保冷层，它导热系数低、密度小、强度高、吸水性小、绝热、绝缘、隔音效果好、化学稳定性能好，作为一种绝热材料，广泛应用于石油、化工、运输、建筑、日常生活等领域，如输油和辅热水管道、油库、贮罐、冷库、空调、冰箱、集中供热供汽管道等设施的保温保冷。
有数据显示，用硬质聚氨酯泡沫塑料保温的管道比传统的管道可减少热损失35％，节约了大量能源，减少了维修费用。
另外，它还具有优良的防水防腐性脂，可直接埋入地下或水中，使用寿命可达20～30年以上，使用温度-190～120℃。
聚氨酯泡沫塑料有聚酯与聚醚型之分。
通常聚酯在强度、耐温性能等方面较聚醚型为好，但因聚酯原料成本高，所以在应用上受到限制。
1．硬质聚氨酯泡沫塑料的主要性能硬质聚氨酯泡沫塑料1000℃火焰温度下燃烧5s后离火，在1～2s内自熄。
耐浓度小于10％的无机酸，不耐高浓度的无机酸；耐中等浓度的碱液；耐汽油、机油，耐酮、耐酯，不耐醇。
各种绝热材料性能对比见表5—1。
表5-1各种绝热材料性能2．硬质聚氨酯泡沫塑料原料的性质、规格与选择硬质聚氨酯泡沫塑料是以多元羟基化合物和异氰酸酯为主要原料。
在催化剂、发泡剂的作用下，经加成聚合发泡而成。
主要反应力异氰酸酯与多元羟基化合物中的羟基反应生成聚氨酯。
催化剂主要有叔胺和有机锡等。
发袍反应为异氰酸酯与水反应，产生二氧化碳气体和脲。
反应产物脲及叔胺等物对此反应有催化作用。
反应所产生的二氧化碳气体被用来发泡。
但水发泡的最大缺点是耗费昂贵的异氰酸酯。
也常用低沸点氟氯烷化合物(即F-113等)，利用聚合过程中的反应热汽化，使物料在逐步固化前形成泡沫，发泡剂用量可根据所需泡沫体密度来决定。
(1)聚酯。
硬质泡沫聚氨酯所用的聚酯，其羟值通常控制在300～500之间。
456聚酯指标如下。
聚氨酯泡沫板和聚苯乙烯泡沫板的区别
聚氨酯泡沫板和聚苯乙烯泡沫板是建筑工程中常用的两种材料，它们在性能和应用方面存在一些区别。
首先，聚氨酯泡沫板是一种硬质泡沫塑料，具有轻质、高强度、隔热隔音的特点。
它由聚氨酯预聚体与发泡剂经过反应发泡而成，具有良好的保温性能和抗压能力。
聚氨酯泡沫板还具有较好的阻燃性能，能够有效阻止火焰蔓延并减少烟气产生。
这使得聚氨酯泡沫板在建筑墙体、屋面、地面、冷库等领域得到广泛应用。
而聚苯乙烯泡沫板是一种白色发泡塑料，可以分为挤压板和模压板两种类型。
它的主要优点是保温性能好，能够有效阻挡热传导，降低能耗。
此外，聚苯乙烯泡沫板还具有质轻、易施工、不吸水、耐腐蚀等特点。
由于其良好的保温性能和方便的施工性，聚苯乙烯泡沫板在建筑外墙保温、屋面保护、冷库保温等领域得到广泛应用。
尽管聚氨酯泡沫板和聚苯乙烯泡沫板在一些方面有相似之处，但它们在材料特性和应用领域上还是有一些区别。
首先，聚氨酯泡沫板相对于聚苯乙烯泡沫板来说，更加坚硬且具有良好的抗压能力。
这使得聚氨酯泡沫板在需要承重、抗压的建筑部位更为适用，例如地面保温。
其次，聚氨酯泡沫板的阻燃性能更好，能够有效减少火灾的发生和蔓延，因此在一些对防火安全要求较高的场所，如电力设施、船舶建造等方面有着广泛的应用。
不过，聚苯乙烯泡沫板在保温性能方面稍逊于聚氨酯泡沫板。
聚氨酯泡沫板的导热系数比聚苯乙烯泡沫板要低，因此在对保温性能要求较高的工程中，多采用聚氨酯泡沫板。
最后，聚苯乙烯泡沫板的施工性能更好。
由于聚苯乙烯泡沫板具有较低的密度和良好的柔韧性，施工过程更加便捷高效。
而聚氨酯泡沫板的施工相对复杂，需要进行现场灌注，工艺要求较高。
总结来说，聚氨酯泡沫板和聚苯乙烯泡沫板有着各自独特的特点和适用领域。
选择合适的材料要根据具体工程的需求和要求。
在建筑领域中，聚氨酯泡沫板多用于地面保温、电力设施、船舶建造等场所；而聚苯乙烯泡沫板则适用于外墙保温、屋面保护等方面。
在实际应用中，我们应综合考虑各项因素，选择最合理的材料，以达到最佳效果。
硬质聚氨酯泡沫塑料 标准
硬质聚氨酯泡沫塑料标准硬质聚氨酯泡沫塑料是一种具有闭孔结构的聚合材料，具有优异的绝缘性能、耐压性能和轻质化特点。
它被广泛应用于建筑、交通工具、家具、包装等领域。
为了保证硬质聚氨酯泡沫塑料产品的质量和安全性，制定了一系列的标准来规范其生产和使用。
首先，硬质聚氨酯泡沫塑料的生产应符合国家相关标准，包括原材料的选用、生产工艺、产品质量检测等方面。
在原材料的选用上，应选择质量优良、符合环保要求的聚醚多元醇和异氰酸酯等原料，并严格控制原料的质量和比例，以确保产品的稳定性和安全性。
在生产工艺上，应严格按照标准要求进行操作，确保产品的物理性能和化学性能达到标准规定的要求。
对产品的质量检测也应严格执行标准，确保产品达到国家相关标准的要求。
其次，硬质聚氨酯泡沫塑料的使用应符合相关标准和规范。
在建筑领域，应根据建筑设计要求和国家相关标准选择适当的硬质聚氨酯泡沫塑料产品，并严格按照施工工艺要求进行安装和使用，确保产品的质量和安全性。
在交通工具领域，应选择符合国家相关标准的硬质聚氨酯泡沫塑料产品，并按照相关规范进行安装和使用，确保产品在交通工具中的安全性能。
在家具、包装等领域，也应选择符合相关标准的产品，并按照相关规范进行使用，确保产品的质量和安全性。
总之，硬质聚氨酯泡沫塑料作为一种重要的建筑材料和包装材料，其质量和安全性至关重要。
只有严格按照国家相关标准进行生产和使用，才能保证产品的质量和安全性。
同时，也需要加强对硬质聚氨酯泡沫塑料产品的质量监督和检测，确保产品符合国家相关标准的要求。
希望各相关行业和部门能够共同努力，促进硬质聚氨酯泡沫塑料产品的质量和安全性，为社会和消费者提供更加优质和安全的产品。
硬质聚氨酯泡沫塑料本构关系的研究
硬质聚氨酯泡沫塑料本构关系的研究1. 引言硬质聚氨酯泡沫塑料是一种常用的绝缘材料和填充材料，具有轻质、耐热、隔热、隔音等特点，在建筑、交通工具和包装领域得到广泛应用。
然而，对于硬质聚氨酯泡沫塑料的本构关系，即应力-应变关系的研究，对于了解其力学性能至关重要。
本文将从宏观力学模型和微观结构层面，对硬质聚氨酯泡沫塑料本构关系进行深入探讨。
2. 宏观力学模型在宏观尺度上，硬质聚氨酯泡沫塑料的本构关系主要通过应力-应变曲线来描述，其中包括线性弹性阶段、屈服阶段和断裂阶段。
在应力小于比屈服强度时，硬质聚氨酯泡沫塑料呈线性弹性，应变与应力成正比；当应力逐渐增大超过比屈服强度时，材料将出现塑性变形，应力较缓慢地继续增加；最终在应力达到最大值时，硬质聚氨酯泡沫塑料将发生断裂。
通过对宏观力学模型的研究，可以更好地理解硬质聚氨酯泡沫塑料在受力过程中的力学性能。
3. 微观结构层面在微观尺度上，硬质聚氨酯泡沫塑料的本构关系受其内部细胞结构和界面相互作用影响。
硬质聚氨酯泡沫塑料的微观结构呈现闭孔结构，孔隙间充满气体，形成有效的隔热和隔音效果。
然而，由于泡沫塑料的微观结构不规则性，使得其在受力时呈现出复杂的本构关系。
研究表明，泡沫塑料的微观结构对其力学性能具有显著影响，如细胞大小、壁厚度、连通性等都会对泡沫塑料的变形行为和强度产生影响。
4. 总结与展望硬质聚氨酯泡沫塑料的本构关系是一个复杂而重要的研究课题。
在宏观力学模型和微观结构层面，硬质聚氨酯泡沫塑料都表现出了多变的力学性能，其本构关系受多种因素影响。
未来的研究可以从提高泡沫塑料的力学性能、优化微观结构设计等方面进行深入探讨，以提高泡沫塑料的应用性能和推动其在新领域的应用。
个人观点与理解在我看来，硬质聚氨酯泡沫塑料的本构关系研究是一个非常值得深入探讨的课题。
了解其力学性能，可以为材料工程领域的发展提供重要参考，也有助于解决在具体应用领域中可能出现的问题。
通过对泡沫塑料的本构关系进行深入研究，还有助于推动材料设计和制备技术的发展，为新材料的研发奠定基础。
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近几十年来，聚氨酯硬质泡沫塑料的产量年增长速度十分惊人，这主要是由于它具有许多引人注目的特点所决定的。
(1)聚氨酯硬质泡沫塑料具有重量轻、比强度高、尺寸稳定性好的优点。
根据聚氨酯硬泡的用途、要求不同，其泡沫体的密度通常低于
150kg/m[sup]3[/sup]，包装行业使用的硬泡密度甚至达到8kg/
m[sup]3[/sup],-一般绝热材料所用硬泡的密度约为28 ~60kg/ m[sup]3[/sup]。
在日本对用于绝热用途的聚氨酯硬泡已颁布标准，按硬度划分基本可分为三类。
低密度聚氨酯硬泡密度25 ~30kg/ m[sup]3[/sup] ;中密度聚氨酯硬泡密度40 ~60kg/ m[sup]3[/sup];高密度聚氨酯硬泡密度大于150kg/ m[sup]3[/sup]。
聚氨酯硬泡的机械强度好，在低温环境下，其强度不仅不会下降，而且还有所提高，它们在低温下的尺寸稳定性好，不收缩。
在温度为-20℃的条件下存放24h，硬质泡沫体的线性变化率小于1%。
(2)聚氨酯硬质泡沫塑料的绝热性能优越。
聚氨酯硬质泡沫体的闭孔结构含量大于90%，封存在泡孔内的气体具有极低的热传导系数，因此，用聚氨酯硬泡制备的绝热型材，即使在很薄的情况下，也能获得很好的绝热效果，是目前建筑材料中绝热性能最好的品种。
(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、石棉、沥青、纸以及除聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯等以外的大多数塑料材料，都具有良好的粘接强度，适宜制备包覆各种面材的绝热型材及电气设备绝热层的灌封，能实现工业化大规模生产的需要。
(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。
(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室间。
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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