硬质聚氨酯2南工大课件.ppt

1、硬质聚氨酯泡沫塑料日益受到关注的高分子材料什么是聚氨酯？什么是聚氨酯？聚氨酯全称:聚氨基甲酸酯是主链上含有重复氨基甲酸酯氨基甲酸酯基团(NHCOO)的大分子化合物的统称。它是由异氰酸酯与多羟基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团.通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质泡沫、硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等英文：Polyurethane 简称：PU聚氨酯在日常生活中的应用 家具业应用家具业应用:1.油漆、油漆、2.涂料、涂料、3.粘

2、合剂、粘合剂、4.沙发、沙发、5.床垫、床垫、6.座椅扶手座椅扶手 家用电器应用家用电器应用:1.电器绝缘漆电器绝缘漆 2.电线电缆护套电线电缆护套 3.冰箱、冷柜、消毒柜、热冰箱、冷柜、消毒柜、热水器等保温层水器等保温层 4.洗衣机电子器件防水灌封胶洗衣机电子器件防水灌封胶 建筑业应用建筑业应用:1.密封胶、密封胶、2.粘合剂、粘合剂、3.屋顶防水保温层、屋顶防水保温层、4.冷库保温、冷库保温、5.内内外墙涂料外墙涂料 6.地板漆、地板漆、7.合成木材、合成木材、8.跑道、跑道、9.防水堵漏剂防水堵漏剂 10塑胶地板塑胶地板 交通行业应用交通行业应用:1.飞机、汽车内饰件座椅，扶手，头枕，门

3、内板，仪表盘飞机、汽车内饰件座椅，扶手，头枕，门内板，仪表盘，方向盘，保险杠，减震垫，挡泥板，方向盘，保险杠，减震垫，挡泥板 2.地毯衬里，油漆地毯衬里，油漆 3.保温绝缘部件、管路保温绝缘部件、管路4.密封垫圈密封垫圈5.防滑链防滑链 制鞋、制革业应用制鞋、制革业应用:1.鞋内、外底鞋内、外底 2.粘合剂粘合剂 3.皮革整饰剂皮革整饰剂 4.人造革、人造革、合成革涂层合成革涂层 体育行业的应用体育行业的应用:塑胶运动场地（包括篮球、排球、羽毛球、网球场地、塑胶运动场地（包括篮球、排球、羽毛球、网球场地、跑道的铺设），运动服装（舞蹈服、泳衣、舞蹈服）；运动鞋、滑板车跑道的铺设），运动服装（舞蹈

4、服、泳衣、舞蹈服）；运动鞋、滑板车聚氨酯硬泡概述聚氨酯硬泡概述 定义:在一定负荷下不发生明显形变，当负荷过大发生形变后不能恢复的热固 性泡沫塑料。高分子链上含有许多重复的NHCOO基团的高分子化合物 泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品种之一，它的主要特征是具有多孔性，因而相对密度小，比强度高。若按所用多元醇品种的不同，可分为：聚酯型、聚醚型聚氨酯泡沫塑料等、若按其发泡方法分类，又有：块状、模塑和喷涂聚氨酯泡沫塑料等类型。主要特点：闭孔率高（少量开孔泡沫）；重量轻；比强度高；导热系数小；导热系数小；优良的电学性能、声学性能 耐化学性能 使用寿命长 发展的原因：石化工业提供大量廉价的环乙、环丙；PA

5、PI的发展；助剂的发展；应用范围的扩大；发泡机械的进步；阻燃技术的进步；节能意识的提高；基本反应基本反应与羟基的反应 NCO OH NHCOO与水的反应 2 R-NCO+H2O RNHCONHR+CO2 与脲基的反应 R缩二脲O O+O R NCO R NH C NH R R NH C N C NH RR NH C N C ROOR NCO R NH C RO 脲基甲酸酯+RR NCO3 三聚体（异氰脲酸酯）RRROOOCNCNCNOCNNCOOCNNCO与氨基甲酸酯基的反应三聚反应硬泡组合聚醚和黑料硬泡组合聚醚和黑料 聚氨酯硬泡组合聚醚：聚氨酯硬泡的主要原料之一，又称白料，含有聚醚多元醇 硅

6、油 发泡剂 阻燃剂 催化剂等组分。异氰酸酯：聚合MDI，俗称黑料，厂家比如：BAYER BASF 烟台万华发泡的反应过程发泡的反应过程原料原料 异氰酸酯(聚合MDI或PAPI)NCOCH2CH2n NCONCO二官能度(n0)4,4-MDI 约46%2,4-MDI 约3%三官能度(n1)约 26%四官能度(n2)约5%五官能度(n3)约 3%高官能度 少量 多元醇:聚醚多元醇与聚酯多元醇 聚醚多元醇聚酯多元醇 二元酸或酸酐与二元醇和多元醇反应 以涤纶聚酯废料、残渣、苯酐等原料制得 发泡剂 物理、化学发泡剂催化剂表面活性剂 乳化、成核、稳定作用阻燃剂 添加型、反应型其它添加剂 开孔剂、抗氧剂、抗

7、紫外线吸收剂、颜料 发泡剂发泡剂配方配方发泡参数发泡参数发泡工艺与成型方法发泡工艺与成型方法 发泡工艺发泡工艺 预聚法：过量的异氰酸酯与多元醇反应。NOC在2035之间。常用于特殊制品 一步法：聚醚或聚酯多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、异氰酸酯等原料经过计量并混合后发泡。常规方法 成型方法成型方法 手工发泡：只适用于现场临时施工或生产少量不定型的制品或制作一些泡沫塑料试样。块状泡沫连续成型：与软泡相似。不常用浇注发泡：一半以上的硬泡是用此方法成型的。又分为手工和机械发泡手工发泡机械发泡：低压发泡高速剪切 高压发泡高压冲击喷涂发泡：把原料直接喷射到物件的表面，并在此面上发泡的成型方法 有空气

8、喷涂 用压缩空气把反应液喷出，并在发生化学反应的同时发泡的方法 少见无空气喷涂 高压发泡机 常规复合板材连续成型：水平复合、反面复合、双金属面复合（异型）、增强复合板材管道聚氨酯外墙复合板连续生产线聚氨酯外墙复合板连续生产线硬质聚氨酯施工实样1:冷库：硬质聚氨酯施工实样2：屋顶聚氨酯硬泡保温聚氨酯硬泡保温PU材料的保温效果主要来自于由发泡剂发泡产生的小孔。由于PU硬质泡沫属闭孔结构，故而其不会因毛细管作用产生吸水而使保温性能下降。它不含甲醛，故不会对环境造成污染危害；同时它不受细菌和微生物的侵袭，具有中性的微生物特性；可锯、易切割，可针对各种要求完成定制保温层的铺设目前用于保温的大多数PU硬质

9、泡沫塑料的体积密度约为30-50kg/3，质量很轻，但仍能承受机械荷载并且硬度很高，这使其成为在坚固抗压结构建筑中的理想材料对一幢采用PU硬质泡沫塑料板块进行屋面保温的独立建筑进行能量守恒模型计算,结果证明,使用1m3，WLG025 等级的PU，可在50年内节省6.55万kwh的能量。生产PU硬质泡沫塑料所需的能量在第一个采暖期内（房屋投入使用后仅8个月）就能得到收回聚氨酯硬泡的阻燃聚氨酯硬泡的阻燃硬泡是一种有机高分子材料，为易燃材料，极限氧指数在17左右，由于表面积大及导热系数低，材料容易燃烧和且不易自熄。所谓阻燃或难燃，是指达到某种规范或某个试验方法的一个具体标准。只对小火而言，在大火中，

10、泡沫仍能燃烧。阻燃性能好的泡沫塑料遇小火能自熄，不易引起火灾；在火灾中，由于燃烧性能的降低，可降低火灾蔓延及产生刺激性有毒烟雾的危险。阻燃化的具体要求是：不易着火；火焰传播性小，发烟最少；燃烧时生成的有害气体少。阻燃性能*在少量的阻燃剂条件下，仍能达到B2级别；甚至可以通过难度较高的防火测试，比如FM-4450 和 LPC；在高温条件下，受热膨胀并产生阻燃能力。PUR泡沬泡沬 指数指数116接触接触2分钟分钟PIR泡沬泡沬 指数指数250接触接触15分钟分钟泡沫样品泡沫样品样品尺寸样品尺寸:32x100 x100 mm测试条件：在测试条件：在 600C 电热板上电热板上为了更好的生活为了更好的

11、生活屋面&墙体保温床上家具用品清洁能源安全装置轮胎滤清器润滑油添加剂RIM 实验设备实验设备v旋转粘度计旋转粘度计Brookfield v容量法卡尔容量法卡尔 费休滴定仪费休滴定仪 METTLER TOLEDO DL31粘度测试 水含量测试 实验设备实验设备酸值/羟值测试 导热系数的测定实验设备实验设备电动搅拌器电动搅拌器Format 硬泡手工发泡搅拌可无级调整的搅拌速度(最高8000rpm)具有防爆功能，可以操作戊烷发泡 利用超声波测试泡沫上升高度和速率。用于比较不同的体系 mastertemperaturepressureheight实验设备实验设备单柱台式材料试验机单柱台式材料试验机测量

12、泡沫后熟化速度，初始强度压缩强度，早期粘接性，拉伸强度，伸长率实验设备实验设备水平模具水平模具(自由泡自由泡)小型模具小型模具(模塑模塑)模具尺寸模具尺寸:250*250*250 模具温度可以调节（电加模具温度可以调节（电加热控制）热控制）制作用于物理性能测试的泡沫制作用于物理性能测试的泡沫模具尺寸模具尺寸:760*330*75/50/25 模具温度可能调节（模具温度可能调节（水浴控制）水浴控制）测试泡沫的流动性和密度分布测试泡沫的流动性和密度分布 评评价泡沫表面的空洞情况价泡沫表面的空洞情况 可用于脱模性能的测试可用于脱模性能的测试 实验设备实验设备带锯切割机带锯切割机万能试验机万能试验机 切割用于导热系数、压缩强度、尺寸稳定性和闭孔率等测试的泡沫样品 测试拉伸强度、压缩强度、粘结强度、剪切强度、断裂伸长率等 实验设备实验设备低温冷冻箱低温冷冻箱 环境试验箱环境试验箱 测试硬泡的低温尺寸稳定性 最低温度为：-40C 测试泡沫在高温和一定湿度下的尺寸稳定性最高温度：100C最高湿度：100%烟气毒性试验装置烟气毒性试验装置染毒30分钟，不同毒性等级对应不同烟气浓度。18765432温度控制炉位移系统载气稀释气运行方向空气流供给系统提问？提问？