(工艺技术)聚氨酯发泡胶工艺
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，一步法随之取代了预聚法。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。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。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20～30℃为宜，原料温度可控制在20～30℃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。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40～50℃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。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。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70℃)。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一。高压喷涂发泡效果明显优于低压喷涂发泡。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℃。有的施工单位把5～8℃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15～25℃范围内，泡沫塑料的密度没有明显变化；温度为5℃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燥，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。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℃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15～35℃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/m3，地面＞45 kg/m3；(2) 压缩强度(形变10％时的压缩应力) 用于墙面、顶面为≥ 147kPa，一般地坪≥ 245 kPa，行走叉车的地坪≥ 294 kPa；(3) 导热系数墙、顶泡沫≤ 0.022W/(m· K)，地坪≤ 0.024W/(m· K)；(4) 尺寸稳定性不大于2％；
(5) 吸水率按照GB8810 规定≤ 4 ％；(6) 阻燃性能按照GB2406－80 规定(样块尺寸150mm× 12.5mm× 12.5mm)，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2m× 1m× 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× 0.5m，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块状聚氨酯硬泡的加工技术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α 的关系示于表5-1。α 为成品模塑泡沫密度与自由发泡泡沫塑料密度之比值。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25～45℃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（1m2× 3cm）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)×105 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）。
水性聚氨酯的制法
水性聚氨酯的制法 资料来源：https://www.wendangku.net/doc/5a2473455.html, 1、溶液法（亦称丙酮法） 把端异氰酸基预聚体溶于低沸点能与水互溶的溶剂中（丙酮最常用，因此此方法亦称丙酮法），与亲水性官能基的化合物反应，生成聚氨酯离聚物，加水搅拌实现相转移，蒸馏法回收丙酮，得水性聚氨酯乳液。 此法是目前最常用、最重要的方法，步骤复便且重现性好。几乎所有的线型聚氨酯都可以用此法植入离子体，再分散于水相中成为水分散液。其分散液粒径为0.03~0.5μm，粒度可变范围较广，可为不透明或半透明或乳白色热塑性聚氨酯乳液。 2、预聚体分散法 此过程不需要大量溶剂，避免了回收溶剂的麻烦，同时也符合低VOC和无VOC未来环保要求的趋势。此工艺过程的第一步也是先合成端-NCO基预聚体，再植入离子基，使成为离子性齐聚物，加水并强烈搅拌，此间，聚氨酯预聚体形成水分散液和端-NCO基与水进行的扩链反应同时发生。加入二元胺作扩链剂可以减少-NCO与水反应的几率，最终生成聚氨酯-脲水分散液。此法较丙酮法简单，无须溶剂回收工序，节能，但产品性能稍差于丙酮法。通常是把预聚体在强烈搅拌下加入水中分散，如果-NCO活性较低或者使用高剪切力混合分散装置也可以反加料分散，即把水加入预聚体中。此法制得乳液粒径为0.1~0.5μm，且可制得具有不同交联度的聚氨酯乳液。 3、熔融分散法 将聚酯或聚醚二醇、叔胺和异氰酸酯在熔融状态下制备预聚体，用过量尿素终止使生成亲水性的双缩二脲离聚物，再将其在甲醛水溶液中分散，使发生羟甲基化反应，生成羟甲基双缩二脲聚氨酯齐聚物，用水稀释即可得聚氨酯双脲乳液。实际上是在低pH值情况下，分散相之间的缩聚反应从而达到扩链和交联的目的。此法反应较易控制，不需溶剂，同时也不要求高效混合装置，可制成粒径为0.03~10μm之间的分散胶粒，分散液稳定，适宜大规模工业化生产，能制备委员长中交联度的聚氨酯乳液。 此外，水性聚氨酯的制备方法还有酮亚胺法（Ketimine）、酮吖嗪法（Ketazine）。此两种方法分别用酮亚胺（酮与二胺的缩合物）和酮吖嗪（酮和肼的缩合物）作潜扩链剂，在一般条
聚氨酯生产工艺
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
聚氨酯合成工艺
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
pu发泡工艺
发泡基本知识 一、聚氨酯泡沫塑料的基本配方及各组分的作用 原料名称白料主要作用 聚醚、聚酯或其它多元醇主要反应原料 水链增长剂、同时也是发生CO 气泡原料来源 2 催化剂（胺或有机锡）催化发泡及凝胶反应 泡沫稳定剂使泡沫稳定、控制孔的大小及结构 阻燃剂提高阻燃性 防老剂抗老化 链增长剂改善和调节聚氨酯的性能 发泡剂汽化后作为气泡来源并移去反应 热，避免泡沫中心因高温而产生“烧焦” 颜料制造色彩鲜艳的制品 黑料 多异氰酸酯主要反应原料 二、目前常用发泡料的种类 发泡料的种类划分主要是针对白料而言。目前，白料主要有全氟系列、141b系列及环（/异）戊烷系列，历史上还曾经使用过减氟系列。这些种类的划分是按照聚醚中混入的发泡剂的特性来分类的。 全氟系列对大气层的破坏最为严重，而环/异戊烷及环戊烷对环境的破坏几乎为零。根据蒙特利尔协议，到2005年将全面停止全氟、减氟、141b的使用。 三、白料的预混 目前使用的白料以前为自配，现改为组合料，由供应商直接提供。组合料的预混流程如下：环戊烷组合料静态混合器过缸备用 环异戊烷发泡剂 预混的控制关键：温度、搅拌时间、配比 环戊烷/组合料＝11-14/100 ≥25min 22±5℃ 四、手工检测 检测的目的是为了检测所配制的白料是否合格。每缸必检并要求记录。检测的内容包括：乳白时间、凝胶时间、失粘时间、密度及泡沫的外观。
具体操作方法：分别取一定量的黑白料并调节到要求的温度，按照要求的比例在台钻上搅拌一定的时间，用秒表记录三个反应时间，用排水法测试自由泡芯部密度。 参数： 1.15(黑料/白料) 25±2℃ 10s 12±2s/68±6s/95±20s 25±1 Kg/m3 五、常见问题及处理 1、反应时间太慢 原因：组合料催化剂不够；处理：加大催化剂的用量； 料温偏低；提高料温； 黑料加多；使用合理比例； 环境温度太低；适当控制环温； 2、反应时间太快 原因：组合料催化剂过多；处理：减少催化剂的用量； 料温偏高；降低料温； 黑料过少；使用合理比例； 环境温度太高；适当控制环温； 3、泡沫发不起 原因：组合料出现问题；处理：停止使用； 未加发泡剂；按照比例添加； 未搅拌；按照规定时间搅拌均匀； 4、泡孔粗大 原因：组合料出现问题；处理：停止使用； 六、安全注意事项 环戊烷属于碳氢化合物，沸点49℃，是一种无色透明液体，不溶于水，溶于有机溶剂，蒸气比空气重，是一级易燃液体，闪点是-25℃，在空气中爆炸极限是1.5～8.7%(占空气中的体积的百分数)，遇明火易爆炸。 1、环戊烷产生爆炸的必备条件： 1）有环戊烷气体存在。它来源于泄漏的容器、管道和机械设施以及发泡时原料的挥发。 2）环戊烷气体与空气混合浓度达到爆炸极限。 3）有明火产生。包括电气打火，电势差放电起火，静电摩擦起火及人为造成明火等。因此，在运输、储存、使用三个环节上，要采用必要的安全装置和严格的防范措施。 2、产生爆炸危险的控制： 1）有环戊烷的地方，尽可能避免有空气存在。措施：a.对储料罐采用氮气加压；b.箱体在充注
聚氨酯发泡工艺简介
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
水性聚氨酯的制备
水性聚氨酯的制备 1、原料 聚醚二元醇（PPG，分子量为2000和1000），2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI），二羟甲基丙酸，丙酮（工业品），2-甲基-2-氨基-7-丙醇。 2、合成 制备水性聚氨酯的主要方法有：丙酮法、预聚体直接分散法、熔融分散法、酮距胺法和酮丫嗪法等按照水性化方法不同，水性聚氨酯的制备又可以分为内乳化法和外乳化法。内乳化法，又称自乳化法，是因聚氨酯链段中含有亲水性成分，无需乳化剂即可得到稳定的乳液的方法。外乳化法，又称强制乳化法，若分了链中仅含少量或者不含亲水性链段或基团必须添加乳化剂，凭借外力进行乳化。 1）丙酮法 亲水的异氰酸酯预聚物和扩链剂的扩链反应在溶剂丙酮中进行，故称之为丙酮法。由于聚合物的合成反应在均相的溶液中进行，故再现性很好。水性聚氨酯树脂合成好以后，再加水乳化，最后减压抽出丙酮溶剂就可得到粒径较小的聚氨酯分敞体。这种方法是经典的方法，浚方法的优点是试验重现性好，得到的聚氨酯水分散体粒径小，稳定性好；但该方法也有缺点，那就是试验过程中丙酮的大量使用，而且还得将丙酮减压抽出，制备工艺复杂，生产成本较大。 2）预聚体直接分散法 该方法是合成聚氨酯分散体的一个普通方法。先制得亲水性的预聚体，当然预聚体含有游离的异氰酸酯基团，然后将预聚体和水混合，扩链反应是预聚体和扩链剂在水中进行。本人在这种方法基础上对此方法进行了改进，得到了一种方法把它罩尔之为边扩链边分散法，运用这种方法成功合成了长期稳定的水性聚氨酯分散体，而且在合成过程中不使用溶剂，简化了制备工艺，节约了合成成本。 3）熔融分散法 将聚酯或聚醚二醇、叔胺和异氰酸酯在熔融状态下制备预聚体，用过量尿素终止生成亲水性的双缩二脲离聚物，在将其在甲醛水溶液中分散，使发生羟甲基阳离子型水性聚氨酯发生反应。 4）外乳化法 外乳化法是最早使用的制备水性聚氯酯的方法，它是1953年美国Du Pont公司的、V Yandott发明。选取制成适当分子量的聚氨酯预聚体或其溶液，然后加入乳化剂，在强烈搅拌下强制性地将其分散于水中，制成聚氨酯乳液或分散体。外乳化法工艺简单，但存在以下缺点： a.在分散阶段需要强力搅拌设备，搅拌工艺对分散液性能影响很大； b.制得的分散液粒径较大，一般大于1.0mm，粒径分布宽，储存稳定性差； c.乳化剂的存在影响成膜后胶膜的耐水性、强韧性和粘结性等力学性能。 5）自乳化法 聚氨酯的自乳化过程实际上是一个相反转过程，在乳化过程中经历了一个从w/o 到o/w的转变过程，随着乳化的进行，聚集念结构也会发生相应变化，并且体现出物化性质（如粘度和电导率）改变。众所周知，聚氨酯材料内由于软链段和硬链段各自成相生微相分离，若将离子型水性聚氨酯中和成盐，那么它就属于离聚体。对离聚体的聚集态结构，许多人进行了研究，提出了很多模型，包括微离子点阵模型、各相同性模型、两相结构模型等。
聚氨酯弹性体生产工艺配方技术样本
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
发泡工艺操作规范
发泡工艺操作管理规范 目录 1、前言 ............................................................................................................................................................................. 2、适用范围 .......................................................................... 3、规范引用文件 ...................................................................... 4、重要发泡参数定义和反应机理 ........................................................ 5、各部门职责 ........................................................................ 6、发泡的采购、入库检验与保存 ........................................................ 7、发泡来料检验准备工作 .............................................................. 8、发泡来料检验和规范 ................................................................ 9、生产前准备工作 .................................................................... 10、发泡过程控制和检验 ............................................................... 11、生产加料作业规范 ................................................................. 12、发泡常见问题解决对策 .............................................................. 13、 发泡填充量的计算方法 ............................................................ 14、发泡原料的保存 ................................................................... 15、发泡料的使用注意事项及事故 ....................................................... 16、发泡工要求和培训工作 .............................................................
聚氨酯发泡施工-方案
聚氨酯发泡施工方案 一、工程概况 河东机场三期扩建工程金属管道采用工厂内保温加工完成后运至现场，焊口现场焊接，本方案适用于现场焊接、探伤和试压完成后对焊口部位的保温工程施工。 二、施工标准 城市供热管网工程施工及验收规范：CJJ28-89 城镇直埋供热管道工程技术规范：CJJ/T81-89 建筑机械安全技术规范:GBJ33-86 直埋预制保温管道施工及验收规范程:JJG-94 高平底船度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料直埋保温管：CJ/T114-2000 三、主要施工方案及难点分析 聚氨酯泡沫塑料保温层主要性能指标： 项目单位指标 PUR PIR 吸水率% ≤9 常温导热系数w/m.k ≤0.033 ≤0.027 密度kg/m3 60-80 抗压强度MPa ≥0.2 使用温度℃-50-140 高密度聚乙烯外护管主要性能指标： 项目单位指标 密度kg/m3 940-965 拉伸屈服强度≥19mpa 断裂延展率≥350% 耐环境应力开裂≥200H 纵向回缩率<3% 抗压强度MPa ≥20 维卡软化点℃<-65 击穿电压KV/mm>30
3.1、直埋保温管施工工艺 本工程采用两步法、一次灌注成型法工艺。 灌注发泡是聚氨酯泡沫塑料在模腔内成型的主要方法，一次灌注物料流动性好，发泡时充满模腔各个部位，省工，省料、制品光滑、质量好。 套管工艺： 将支架（依据保温层厚度而定）用铁丝固定在钢管上，每圈6-10个（依据管径而定）。绑好支架后，将HDPE外护管套入已绑好支架的钢管。通常保温层比钢管短30cm，套管要求与原保温部位要密封严密。 发泡工艺：水平法： 将已套好外护管的钢管水平放置在支承架上，两头用法兰密封，外护管中间开孔，按照计算量将聚氨酯料注入孔中，靠聚氨酯原料的流动性充满管间空腔。形成所要求厚度的聚氨酯保温层。 倾斜法: 将已套好外护管的钢管倾斜放置在支承架上，低端用法兰密封，按照计算量将聚氨酯料从高端注入，靠聚氨酯原料的流动性充满管间空腔，形成要求厚度的聚氨酯保温层，然后，套好袖管（通常长60cm），取下密封法兰，放置，等待焊接安装。 3．2、聚氨酯发泡施工要点 聚氨酯泡沫塑料具有密度小、强度高、隔热效果好，成型工艺简单等优点，可采用预制泡沫塑料法和现场灌注成型（针对补口、三通、弯头）。也适用于不规则表面或较大成型面的快速施工。并具有耐蚀，不吸水的特点。因而在保温工程中，特别是保冷工程中，显示出明显的效果而被广泛应用，保温工程中主要使用的是硬质聚氨酯泡沫塑料。 1) 施工前的准备工作 a.检验各种原材料是否合格。 b.准备好灌注机、行吊等施工机械，并进行施工前试车，各种仪表调试正常。 c.备好以下工具：备好防护眼青、医用薄胶手套和简易过滤面具等劳动保护用具。 2) 施工方法 01、表面处理： a. 为使聚氨酯泡沫塑料表面牢固结合，必保温表面进行处理。 b. 被灌注的基层表面温度过低，泡沫体易产生收缩，因该管道加温不方便，可以先在表面涂
水性聚氨酯的合成
闫福安，陈俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉430073) 摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。 关键词：水性聚氨酯；合成；改性 0引言 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、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、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。据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg,西欧约4.5kg,而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5kg。溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。 1水性聚氨酯的合成单体 1.1多异氰酸酯(polyisocynate) 多异氰酸酯可以根据异氰酸酯基与碳原子连接的部位特点,可分为四大类：芳香族多异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯,TDI)、脂肪族多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯,HDI)、芳脂族多异氰酸酯(即在芳基和多个异氰酸酯基之间嵌有脂肪烃基－常为多亚甲基,如苯二亚甲基二异氰酸酯,XDI)和脂环族多异氰酸酯(即在环烷烃上带有多个异氰酸酯基,如异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI。芳香族多异氰酸酯合成的聚氨酯树脂户外耐候性差,易黄变和粉化,属于“黄变性多异氰酸酯”,但价格低,来源方便,在我国应用广泛,如TDI常用于室内涂层用树脂；脂肪族多异氰酸酯耐候性好,不黄变,其应用不断扩大,欧美发达国家已经成为主流的多异氰酸酯单体；芳脂族和脂环族多异氰酸酯接近脂肪族多异氰酸酯,也属于“不黄变性多异氰酸酯”。水性聚氨酯合成用的多异氰酸酯主要有TDI、IPDI、HDI、TMXDI(四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯)。TMXDI可直接用于水性体系,或用于零VOC水性聚氨酯的合成。
聚氨酯发泡胶的制作工艺
聚氨酯发泡胶的制作工艺 其他回答共1条 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，一步法随之取代了预聚法。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
挤出发泡工艺三个因素
挤出发泡工艺三个因素。 一：挤出温度。 挤出温度对发泡板片材性能及成型影响很大。如果开始在较低温度下挤出，泡孔较大，逐渐升高温度，泡孔会缩小，再继续升高温度，泡孔反而增大。这是因为挤出温度低时，含气体的熔体由于混合不匀，成核少及不均匀分散而形成大气泡，所制得的发泡板片材密度大；当温度升高到一定值时，挤出熔体由于不能承受内部膨胀力而很快崩塌。挤出温度的确定应考虑交联剂、AC各自与体系凝胶化量的关系。若温度越高交联剂的交联温度和AC分解速率过高，从而导致成型时间不易控制；温度过低，导致AC分解速度和交联速交联剂度不相适应，使体系的凝胶量较小，不能获得良好的泡体。此外，机头口模温度对聚乙烯板片材的发泡倍率也起决定性作用。通常挤出机机身温度在140~190C，机头温度在180~210C，并尽可能采取低温挤出工艺，以获得细密均匀的泡孔结构。 二：熔体在挤出机内停留时间 。螺杆转速较低时，物料在机筒内停留时间长，发泡剂分解程度大，易出现并泡，使泡孔数目少而尺寸较大，泡孔结构差；还可以由于物料停留时间过长，使熔体交联度过大，出现泡材收缩；另外，熔体内的气体向外部表面扩散的概率也较大，导致制品的密度增大。螺杆转速较大时，物料在机筒内停留时间较短，发泡剂分解历程较短，产生气体不足，往往使泡孔数目多，尺寸小，过程进行太快，在挤出口模后，再分解的残余发泡剂也得不到完全分解，导致制品密度较大；再者，物料停留时间短，无疑交联时间短，交联度低，熔体粘壁，随着AC分解气体量的增多，低交联熔体承受不了气体压力而引起熔体破裂。一般情况下，转速较小时，密度较大，随着转速增加，密度减小，当减至一定值时，又逐渐增大。由此可见，螺杆转速太大或太小，泡孔尺寸差别大，有并泡或破泡发生。转速过快还会导致物料塑化不良不匀，造成部分气体逸出。 三：挤出压力。 挤出压力过低，AC分解产生的气体在熔体中扩散系数太大而溶解度很小，会造成气体大量逃逸；挤出压力增大，气体对熔体溶解度增加，成核数增多，其泡孔较小，密度也小。 助剂在发泡中作用 一般交联剂分解温度为120C，可满足高于PE熔融温度而低于AC发泡剂分解温度的要求。在这种温度下，交联剂分解成化学活性较高的游离基并能夺取PE直链分子中氢原子，使大分子的碳原子变为活性游离基，两个或多个
聚氨酯发泡胶工艺
聚氨酯发泡胶工艺
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，一步法随之取代了预聚法。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
水性聚氨酯的制备及改性方法
聚氨基甲酸酯（polyurethane），简称聚氨酯（PU），是分子结构中含有重复氨基甲酸酯（-NHCOO-）结构的高分子材料的总称。聚氨酯一般由二异氰酸酯和二元醇或多元醇为基本原料经加聚反应而成，根据原料的官能团数不同，可制成线形或体形结构的聚合物，其性能也有差异。聚氨酯具有良好的力学性能、粘结性能及耐磨性等，在各领域得到了广发应用。 由于溶剂型聚氨酯的溶剂为有机物，具有挥发性，不仅污染环境，而且对人体有害。在人们日益重视环境保护的今天以及环保法规的确立，溶剂型涂料中的有机化合物的排放量受到了严格的控制，因此，开发污染小的水性涂料已成为研究的主要方向。水性聚氨酯（WPU）具有优异的物理机械性能，其不含或含有少量可挥发性有机物，生产施工安全，对环境及人体基本无害，符合环保要求。其生产方法分为外乳化法和内乳化法，外乳化法又称强制乳化法，由使用这种方法得到的乳液稳定性较差，所以使用较少。目前使用较多的是内乳化法，也称自乳化法，即在聚氨酯分子链上引入一些亲水性基团，使聚氨酯分子具有一定的亲水性，然后在高速分散下，凭借这些亲水基团使其自发地分散于水中，从而得到WPU。 然而，亲水基团的引入在提高聚氨酯亲水性的同时却降低了它的耐水性和拒油性。为了改善其耐水性和拒油性，通常是将强疏水性链段引入聚氨酯结构之中。有机硅、有机氟由于其表面能低和热稳定性好受到人们的重视，已经得到了广泛应用。同时利用纳米材料来提高涂膜的光学、热学和力学性能。纳米改性WPU 完美地结合了无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性及WPU的韧性、易加工性，纳米改性WPU为涂料向高性能化和多功能化提供了崭新的手段和途径，是最有前途的现代涂料研究品种之一。[1] 1.2 水性聚氨酯的基本特征及发展历史 1937年德国的Otto Bayer博士首次将异氰酸酯用于聚氨酯的合成。直到1943年德国科学家Schlack在乳化剂或保护胶体存在的情况下，将二异氰酸酯在水中乳化并在强烈搅拌下加入二胺，首次成功制备了水性聚氨酯。1975年研究者们向聚氨酯分子链中引入亲水成分，从而提高了水性聚氨酯的乳液稳定性和涂膜性能，其应用领域也随之拓广。进入21世纪以来，随着水性聚氨酯乳液应用范围的进一步拓宽，世界范围内日益高涨的环保要求，进一步加快了水性聚氨酯工业发展的步伐。[2] 相对于国外，国内的水性聚氨酯发展较晚。我国水性聚氨酯的研究开始于上世纪七十年代，1976年沈阳皮革研究所最早研制出用于皮革涂饰用的水性聚氨
(工艺技术)聚氨酯发泡胶工艺
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，一步法随之取代了预聚法。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，
聚氨酯发泡工艺
聚氨酯发泡保温施工工艺 1.基层处理 喷涂施工前，剔除墙面上残留的灰渣等凸出物，若墙体有较大面积的缺陷或破损，则应用1：3水泥砂浆进行找平。 2.聚氨酯保温料前，用塑料薄膜、废报纸、塑料板或木板、三合板等将窗、门、脚手架等非涂物遮挡、保护起来。 3.墙面聚氨酯保温层施工 开启PU喷涂机将保温涂料均匀地喷涂于墙面之上，当厚度达到0.5～1.0cm厚时，按45cm 间距、梅花状分布插定厚度标杆，然后继续喷涂聚氨酯保温料。每次喷涂厚度宜控制在1cm 之内。喷涂时要尽量避免流挂现象发生。 4.聚氨酯保温层后处理 聚氨酯保温层喷涂20min后用裁纸刀、手锯等工具开始清理、修整遮挡、保护部位以及超过规定厚度1cm突出部分。 5.界面处理 聚氨酯保温层喷涂4小时之内做界面砂浆处理，界面砂浆可用滚子均匀地涂于聚氨酯保温基层上。 6.抹保温浆料找平和补充保温 在保温浆料和抗裂砂浆配制时，搅拌需设专人专职进行，以保证搅拌时间和加水量的准确。在施工现场搅拌质量可以通过观察其可操作性、抗滑坠性、膏料状态以及其湿表观密度等方法判断。 抹灰时，其平整度偏差不应大于±4mm，不宜抹太厚，以找平为主，抹灰厚度应略高于灰饼的厚度，而后用杠尺刮平，用抹子局部修补平整；待抹完找平面层30min后，用抹子再赶抹墙面，用托线尺检测后达到验收标准。 7抗裂层施工 保温浆料固化干燥（用手按不动表面为宜，一般约3-7天）且保温层施工质量验收以后，方可进行抗裂保护层施工。，抹抗裂砂浆时，将3－4mm厚抗裂砂浆均匀地抹在保温层表面，立即将裁好的耐碱网格布用铁抹子压入抗裂砂浆内。 相邻网格布之间搭接宽度不应小于50mm，并不得使网格布皱褶、空鼓、翘边。首层应铺贴双层网格布，第一层铺贴加强型网格布，加强型网格布应对接，然后进行第二层普通网格布的铺贴，两层网格布之间抗裂砂浆必须饱满。 德州嘉恒涂料有限公司