课件29 硬质聚氨酯泡沫 聚异氰脲酸酯泡沫塑料讲解
...聚氨酯泡沫塑料(包括硬质泡沫、软质泡沫等)、革用聚氨....doc
聚氨酯制品种类众多，主要的分类包括：聚氨酯泡沫塑料（包括硬质泡沫、软质泡沫等）、革用聚氨酯（PU 浆料）、聚氨酯弹性体、聚氨酯涂料、聚氨酯密封剂和聚氨酯粘合剂、聚氨酯纤维（氨纶）等。
聚氨酯泡沫塑料，是异氰酸酯和羟基化合物经聚合发泡制成，按其硬度可分为硬质泡沫、软质泡沫等。
聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯制品的主要品种之一，其主要特征是多孔性，因而相对密度小。
聚氨酯软泡的主要功能是缓冲，因此常用于沙发家具、枕头、坐垫、玩具、服装和隔音内衬；聚氨酯硬泡主要用于绝热保温、冷藏冷冻设备及冷库、绝热板材、墙体保温、管道保温、储罐的绝热等。
革用聚氨酯（PU 浆料）是生产合成革的主要原材料。
合成革是以毛布为底基，以 PU 浆料为涂料制成，由于其具有色彩丰富、材质弹性好、纹理自然、手感柔软、外观真皮感强等特点，被广泛地应用在服装、箱包、鞋类、家具等消费行业。
聚氨酯弹性体为聚合物主链上含有较多的氨基甲酸酯基团的系列弹性体材料，是对其施加的外力消除后复原性较好的一种高分子材料。
聚氨酯弹性体按照工艺不同，可分为热塑型聚氨酯弹性体（TPU）、浇注型聚氨酯弹性体（CPU）和混炼型聚氨酯弹性体（MPU）。
聚氨酯弹性体既有热塑性塑料的易加工性能，又具有热固性橡胶的性能，主要体现在抗撕裂性强、弯曲性能优秀、抗张强度及断裂伸长率高、长期压缩变形率低、低温下仍保持良好的弹性、防滑性能和耐磨性突出等，被广泛地用于鞋材（鞋底料）、电缆、复合材料服装、汽车、医疗、管材、薄膜等众多行业。
聚氨酯涂料是目前较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料，应用范围也很广，主要应用于木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、聚氨酯防水涂料等。
除上述应用外，聚氨酯还广泛地用于密封剂、粘合剂、氨纶等。
3、全球聚氨酯行业发展情况聚氨酯产品具有良好的物理性能，应用领域非常广泛，因此在全球范围内取得了快速发展。
目前，亚太地区、北美和西欧是全球最主要的聚氨酯产销地区，合计的消费量占到全球总量的 85%以上，其中亚太地区已经是全球最大的聚氨酯消费市场，占全球市场份额的约 45%；其次是北美和西欧，合计占全球市场的约40%。
硬质聚氨酯泡沫塑料参数
硬质聚氨酯泡沫塑料参数
硬质聚氨酯泡沫塑料是一种优异的材料，广泛应用于建筑、交通、家具、电子等领域。
其特点是具有高强度、低密度、耐候性好、隔热性能好等特点。
以下是硬质聚氨酯泡沫塑料的一些参数：
1. 密度：硬质聚氨酯泡沫塑料的密度一般在30-50kg/m之间，可以根据具体使用环境和要求进行调整。
2. 抗压强度：硬质聚氨酯泡沫塑料的抗压强度一般在
0.2-0.5MPa之间，可以根据具体使用环境和要求进行调整。
3. 导热系数：硬质聚氨酯泡沫塑料的导热系数一般在
0.02-0.04W/m·K之间，具有优异的隔热性能。
4. 耐腐蚀性：硬质聚氨酯泡沫塑料具有优异的耐酸碱、耐油脂、耐化学药品等性能。
5. 环保性：硬质聚氨酯泡沫塑料不含CFC等有害物质，符合环保要求。
6. 阻燃性：硬质聚氨酯泡沫塑料具有良好的阻燃性能，不易燃烧。
总的来说，硬质聚氨酯泡沫塑料是一种非常优秀的材料，广泛应用于各个领域。
其参数的调整可以根据具体的使用环境和要求进行，使其更好地发挥作用。
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聚氨酯泡沫塑料教材
聚氨酯泡沫塑料教材引言聚氨酯泡沫塑料是一种常见的材料，具有轻质、隔热、吸音等特点，在建筑、包装、交通工具等领域得到广泛应用。
本文档将介绍聚氨酯泡沫塑料的基本特性、制造工艺以及应用领域，以便读者对这种材料有更深入的了解。
1. 聚氨酯泡沫塑料的基本特性聚氨酯泡沫塑料具有以下几个基本特性：•轻质：聚氨酯泡沫塑料的密度低，比重小，使得物体变得轻盈，适合在需要减轻重量的场合使用。
•隔热：聚氨酯泡沫塑料的结构透气性好，能有效地阻挡热量的传输，具有良好的隔热性能，被广泛应用于建筑、冷藏箱等领域。
•吸音：聚氨酯泡沫塑料可以通过调整其结构，实现吸音功能，常用于音频设备、车辆噪音隔离等领域。
•耐腐蚀：聚氨酯泡沫塑料具有很强的耐腐蚀性能，能够抵抗酸碱以及大部分溶剂的侵蚀，适用于一些特殊环境下的使用。
•加工性好：聚氨酯泡沫塑料可以通过模压、喷涂、浇注等多种加工方式来制造成各种形状，非常灵活。
2. 聚氨酯泡沫塑料的制造工艺2.1 原料准备制造聚氨酯泡沫塑料的主要原料包括聚醚多元醇、多巴胺、二异氰酸酯等。
这些原料在一定的比例下混合，形成聚氨酯泡沫塑料的基础组分。
2.2 反应在制造过程中，原料混合后往往需要进行反应。
常见的反应方式有以下几种：•醇反应：聚醚多元醇与多巴胺在一定的温度下反应，生成聚氨酯链的主体结构。
•异氰酸酯反应：二异氰酸酯与聚醚多元醇中的氢原子发生反应，形成三聚氰胺结构。
•水分分解反应：一些聚氨酯泡沫塑料加入适量的水分进入反应体系，通过水和异氰酸酯的反应增加泡沫塑料的体积。
2.3 发泡反应后的聚氨酯泡沫塑料混合物通常需要进行发泡处理，以增加其体积。
常见的发泡方式有以下几种：•物理发泡：通过物理手段，如振动、加热等，使混合物中的气泡产生增多并膨胀，形成泡沫状。
•化学发泡：通过在混合物中引入发泡剂，触发化学反应，产生气体，使混合物形成泡沫。
2.4 固化和成型经过发泡后，聚氨酯泡沫塑料需要进行固化和成型。
固化可以通过加热或等待一定时间使其自然固化。
聚氨酯化学与工艺9泡沫讲解
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
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）
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
(2)喷涂发泡式工艺对原料的要求
用于喷涂的聚氯酯原料，要求快速固化，否则 从垂直向下流挂，故一般采用高活性催化体系，如 三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯等。
喷涂组合料的粘度比较低有利于在极短的时间 内混合均匀。
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10～20s。
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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、石棉、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
聚氨酯材料及其应用ppt课件
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2012年2月27日
由于异氰酸酯基团的高活泼性，使其可以与许多含活性氢 的物质反应。可与异氰酸酯发生反应的活性氢化合物有醇、 水、胺(氨)、醇胺、酚、硫酸、羧酸、脲等。反应可生成氨 基甲酸酯、取代脲、脲基甲酸酯、缩二脲等化学结构。
由于异氰酸酯及活泼氢化合物种类繁多，分子结构千变万 化，所以可以合成出结构、性能各异的聚氨酯（脲）材料。
异氰酸酯与酰胺、脲、氨基甲酸酯反应活性低，反应温度高； 2、异氰酸酯与胺、水、羧基反应都生成脲，在较高温度下，脲基可 进一步与异氰酸酯反应生成支链或交联结构产物。 3、只有在异氰酸酯基过量和高温条件下，才能生成支链或交联结构 产物。
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异氰酸酯的自聚合反应
生成二聚体的反应：
N CO
2002年
285.5 40.5 68.0 52.0 180.2 48.5 301.8 1016.5
2006年
326.5 45.0 71.0 53.5 240.7 52.0 327.7 1165.0
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世界聚氨酯主要原料消耗量
万吨
原料名称 聚合MDI 纯MDI TDI 脂肪族异氰酸酯 聚醚多元醇 聚酯多元醇 总计
汽车弹性体 和RIM, 6%
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 19%
鞋用, 6%
汽车弹性体 汽车模塑泡和RIM, 7%
沫, 13%
2001年
世界聚氨酯产品市场消耗比例
2010年
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2012年2月27日
二、聚氨酯主要原料
聚氨酯原料
脂肪族
异氰酸酯 脂环族
芳香族
聚酯多元醇
环氧丙烷聚醚多元醇
低聚物多元醇 聚醚多元醇 四氢呋喃聚醚多元醇
PIR聚异氰脲酸酯泡沫
====Word行业资料分享--可编辑版本--双击可删====聚异氰脲酸酯泡沫聚异氰脲酸酯（PIR-Polyisocyanurate）,是一种改良的聚氨酯材料，它与PUR（普通聚氨酯材料）有着以下几点区别：1.分子结构上的差异。
PUR是多羟基醇与异氰酸酯反应产生，而PIR则是异氰酸酯自身的三聚反应产生。
从分子结构上来看PIR更加稳定。
是一种理想的有机低温隔热材料，具有导热系数小、轻质防震、适应性强、既可预制成型，也可现场浇注成型。
广泛应用于炼油厂、化工厂、乙烯、化肥、冷库及冰箱和建筑业保温隔热。
2.特性上的差异：由于分子结构上差异，导致了PIR和PUR的物理性质的不同：PIR的导热系数更低。
PIR的导热系数一般在0.019 W/m°°K之间。
所以理论上要达到同样的保温效果PIR的使用的厚度要比PUR小。
PIR的保温性能更加优越。
PIR的阻燃性比PU大。
一般来说，PUR的阻燃性很难达到B2级，而PIR的阻燃性可以达到B2级甚至B1.PIR的闭孔率要高，吸水率要小。
表观密度≥45（kg/m3）导热系数≤0.020（W/(m．K)）最高使用温度-196~+110（℃）防火等级符合国家标准B1级检测项目单位实测值：检验标准密度（常温）Kg/m3≥45ASTM D1622, GB6343≤0.020ASTM C518, GB10294≤GB/T17146吸水率g/100cm2≤GB/Z228闭孔率%≥90 GB10799抗压强度kPa≥220 GB8813抗折强度kPa ≥370 GB/T8812连续使用温度℃-196~110氧指数≥32GB2406燃烧等级B1 GB8624最大火焰蔓延率≯25ASTM E84垂直燃烧法平均燃烧时间≤30 GB8333平均燃烧高度(mm)≤250源-于-网-络-收-集。
聚氨酸泡沫塑料基本知识
聚氨酸泡沫塑料基本知识聚氨酸泡沫塑料基本知识第⼀节概述⼀、聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。
凡是在⾼分⼦链上含有许多重复的氨基甲酸酯基团的⾼分⼦化合物，通称为聚氨基甲酸酯。
常⽤符号：PU。
⼆、聚氨酯⼀般由异氰酸酯与多元醇化合物（主要是聚醚多元醇和聚酯多元醇）相互作⽤⽽制得。
聚氨酯类聚合物可以分别制成塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、⼈造⾰等。
三、聚氨酯泡沫具有优良的物理机械性能、声学性能、电学性能、耐化学性能，尤其是硬质泡沫塑料的导热系数特别低，是⼀种优质的绝热保温、保冷材料。
四、聚氨酯泡沫塑料的密度⼤⼩及软硬程度可以随着原料及配⽅的不同⽽改变，且施⼯⽅便，是其它塑料品种⽆法相⽐的。
到⽬前为⽌，除聚烯烃、聚氯⼄烯，酚醛、氨基塑料等⼤吨位的塑料品种外，在某些⼯业发达国家，聚氨酯泡沫塑料的产量已上升到第六、七位。
第⼆节聚氨酯硬质泡沫塑料的形成过程计量和混合把适当数量和规定料⽐的两组份配在⼀起并加以混合。
料⽐是⼀个计算值，不允许随意变动，尤其不允许增⼤⽩料的⽐例。
充分混合是最基本的要求，混匀后才能得到颜⾊浅、泡孔匀细、性能优的泡沫。
混合不匀，再好的原料也得不到合格的泡沫。
乳⽩时间聚醚多元醇组份（A料）和异氰酸酯组份（B料）经搅拌后，经过⼀段诱导期，发泡⽓体开始形成并扩⼤成细⼩的⽓泡，使发泡混合料表⾯出现乳⽩现象。
从开始混合到出现乳⽩现象这⼀段时间叫做“乳⽩时间”，乳⽩时间是发泡料体积膨胀的起点。
乳⽩时间受原料温度、环境温度和空⽓流动等因素的影响很⼤，不同的检测⼈员，所测数据也可能不⼀样。
凝胶时间（纤维时间、拉丝时间）乳⽩时间过后，随着发泡⽓体的增多，发泡料体积开始膨胀。
体系中因发⽣聚合反应粘度不断增⼤。
在整个发泡过程中，⽓泡数⽬保持不变，但⽓泡体积逐渐增⼤。
当可从发泡体系中探出纤维丝时，我们称之为凝胶时间，或纤维时间、拉丝时间。
凝胶时间过后，尽管发泡体系的体积仍在膨胀，但泡孔结构沿着上升⽅向拉长，这种泡沫强度低，性能劣化，这种泡沫没有利⽤价值。
聚氨酯PPT
保温隔热
硬质聚氨酯泡沫塑料具有超低的热导率(其导热系 数γ仅为0.018～0.024W/m*k)，软化系数在250℃ 以上，保温隔热效果在目前市场上所有的保温隔 热材 料中是最好的。
相同保温效果不同材质厚度比较
阻燃性能 聚氨酯泡沫均较易燃,尤其是软质聚氨酯泡沫,其氧 指数只有17%~18%,在空气中极易燃烧,且燃烧时 产生大量有毒气体及烟尘。
谢
谢 ！
4、运输工具(汽车、飞机、铁路车辆的坐垫、顶 棚等材料) 5、冷库保温隔热、冷藏车及冷库隔热材等
管道保温
软质聚氨酯泡沫
块状软质聚氨酯泡沫主要用于家具、垫材、复合 面料、服装鞋帽、隔音内衬与箱包衬里材料; 模塑软质聚氨酯泡沫主要用于制作汽车坐垫、靠 背、头枕、摩托车坐垫、家具、运动器材等。
硬质聚氨酯泡沫应力应变分析
泡沫结构
聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料， 在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下， 通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的 高分子聚合物。
硬质聚氨酯泡沫用途 1、建筑隔热材料 2、保温材料(管道设施等的保温隔热)
3、生活用品(床、沙发等的垫材、冰箱，空调等 的隔热层和冲浪板等的芯材)
二战后英美等国从德国获得聚氨酯树脂的制造技 术于1950年相继开始工业化。
聚氨酯分类 氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,聚氨酯 泡沫是聚氨酯的主要品种,约占其总量的70%。 聚氨酯泡沫分为硬质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯 泡沫和软质聚氨酯泡沫材料 软泡为开孔结构， 硬泡为闭孔结构；
软泡又分为结皮和不结皮两种。
颗粒填充改性 在硬质聚氨酯泡沫基体中加入刚性粒子可以提高 聚氨酯泡沫的压缩强度、模量和尺寸稳定性。通 过功率超声分散技术将纳米二氧化钛、纳米二氧 化硅、纳米碳酸钙分散在聚氨酯原料液相体系中, 然后聚合成型得到增强聚氨酯泡沫。 在硬质聚氨酯泡沫基体中加入玻璃纤维玻璃纤维 制品、碳纤维、空心玻璃微珠、木质素等材料,可 以制备复合硬质聚氨酯泡沫,提高聚氨酯泡沫的力 学性能,扩大其应用范围。
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（乙二醇溶液）等。
用于PIR硬泡的多元醇有普通聚醚多元醉
和芳香族聚醚多元醇两类。 对聚异氰脲酸酯进行改性，除了采用加 入多元醇的方法进行氨酯改性，还有用环氧 树脂改性、多元醇－环氧树脂改性、碳化二 亚胺改性等方法，这些都是制造耐高温聚氨 酯泡沫的方法。
配方 聚酯多元醇 CFC-11 匀泡剂 三聚催化剂 70 55.5 2.5 适量 242 3.0 泡沫性能 密度/kg/m3 氧指数 导热系数W/(m· k) 30天后 W/(m· k) 闭孔率/％ 压缩强度/kPa 脆性（质量损失）/% 体积变化/% 1 7 21 28 0.015 0.021 89 248 7 110℃ 0.2 1.3 1.9 1.8 125℃ 0.9 2.4 3.0 3.0
根据ISO标准定义,PIR是指发泡配方中异 氰酸酯指数高于400的泡沫。通常使用的PIR 泡沫塑料实际上是由多元醇和多异氰酸酯为
主要原料制得的复杂聚合物，即聚氨酯改性
聚异氰脲酸酯。改性PIR泡沫塑料配方的异氰 酸酯指数一般在300以下，多在200～300之间。
与普通硬质聚氨酯泡沫塑料相比，PIR泡
硬质聚氨酯泡沫塑料
• • • • • • 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4.6.4 4.6.5 4.6.6 聚氨酯硬泡的性能 原料体系 硬泡的结构与性能的关系 硬泡成型工艺 几种聚氨酯硬泡制品的制造 聚异氰脲酸酯泡沫塑料
4.6.6
聚异氰脲酸酯泡沫塑料
聚异氰脲酸酯(polyisocyanurate)简称 PIR，是由异氰酸酯三聚而形成的、含许多异 氰脲酸酯六元杂环的聚合物。异氰脲酸酯(环) 基是一种热稳定的多元杂环，具有较高的耐热 性，分子结构中含异氰脲酸酯环的泡沫塑料可 称为聚异氰脲酸酯泡沫塑料。PIR一般用于制 造硬质泡沫塑料。
沫中富含具有阻燃性的 氮元素，材料具有较好的阻燃性，耐火焰贯 穿能力高、发烟量低。 广泛用作阻燃保温材料，特别是建筑用
板材及喷涂施工材料等。
获得含异氰脲酸酯环的泡沫塑料有两种
方法：
一种方法是在泡沫发泡过程中，多异氰酸酯的
NCO基团与羟基（或及水）反应的同时或稍
后发生三聚反应，形成聚氨酯-异氰脲酸酯泡
沫塑料；
另一种方法是采用含异氰脲酸酯环的多元醇制
备。
PIR泡沫所用的多元醇、异氰酸酯等原料与PU
硬泡相同，所不同的是发泡配方中必须含三聚催化
剂。选择三聚催化剂时应选择反应活性高、用量低、
与原料混溶好、成本低者。 最常用的三聚催化剂：N,N′,N〃-三（二甲氨基 丙基）-六氢化三嗪、2,4,6-三（二甲氨基丙基）苯 酚（美国气体化工产品公司牌号为DabcoTMR30， Rohm&Haas公司牌号为DMP-30,我国习惯称为 DMP-30）、醋酸钾（多元醇溶液）、异辛酸钾
PIR 泡 沫 配 方 及 性 能
异氰酸酯 异氰酸酯指数
PIR泡沫