珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料的制备及其阻燃性的研究1
学校代号 10524 学 号 12009479
分 类 号 密 级
硕士学位论文
珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料的
制备及其阻燃性的研究
学位申请人姓名 张志敏
培 养 单 位 化学与材料科学学院
导师姓名及职称 张爱清 教授
学 科 专 业 高分子化学与物理
研 究 方 向 功能高分子材料
论文提交日期 2012年5月15日
学校代号：10524
学号：12009479
密级：
中南民族大学硕士学位论文
珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料的制备及其阻燃性的研究
学位申请人姓名：张志敏
导师姓名及职称：张爱清教授
培养单位：化学与材料科学学院
专业名称：高分子化学与物理
论文提交日期：2012年5月15日
论文答辩日期：2012年5月20日
答辩委员会主席：武照强教授
2
Preparation and study the flame retardant property of rigid polyurethane foam material filled with perlite
By
Zhang Zhimin
B.E. (Huangshi Institute of technology) 2009
A thesis submitted in partial satisfaction of the
Requirements for the degree of
Master of Science
in
Polymer Chemistry & Physics
in the
Graduate School
of
South-Central University for Nationalities
Supervisor
Professor Zhang Aiqing
May, 2012
中南民族大学
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日
学位论文版权使用授权书
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本学位论文属于
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2、不保密□。
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作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料的制备及其阻燃性能研究
目录
摘要.......................................................................................................................................... I 第1章绪论.. (1)
1.1 硬质聚氨酯泡沫材料的概述 (1)
1.1.1硬质聚氨酯泡沫材料的定义 (1)
1.1.2硬质聚氨酯泡沫材料的发展历史及现状 (2)
1.1.3硬质聚氨酯泡沫塑料的结构与性质 (3)
1.1.4硬质聚氨酯泡沫材料的成泡原理 (4)
1.1.5硬质聚氨酯泡沫材料的合成方法及发泡成型工艺 (10)
1.2硬质聚氨酯泡沫复合材料的研究进展 (12)
1.2.1复合材料的研究现状 (13)
1.2.2复合材料制备进展 (13)
1.2.3硬质聚氨酯泡沫复合材料的应用 (16)
1.3硬质聚氨酯泡沫材料阻燃剂的研究进展 (18)
1.3.1硬质聚氨酯泡沫材料阻燃剂的阻燃机理 (18)
1.3.2硬质聚氨酯泡沫材料阻燃剂的种类及研究现状 (18)
1.3.3硬质聚氨酯泡沫材料阻燃剂的应用 (21)
1.4本课题的研究背景及基本思路 (22)
1.4.1研究背景 (22)
1.4.2研究内容 (22)
第2章珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料的制备及配方设计 (24)
2.1 引言 (24)
2.2 实验部分 (24)
2.2.1主要仪器与试剂 (24)
2.2.3珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料的制备 (25)
2.2.4试剂纯化及性能测试 (25)
2.3 结果与讨论 (26)
2.3.1发泡剂对珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫保温材料的影响 (26)
2.3.2三乙醇胺对珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料的影响 (27)
2.3.2.1 对密度及导热性能的影响 (27)
2.3.3扩链剂对硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响 (29)
2.3.3泡沫稳定剂对珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 (30)
2.3.4异氰酸酯指数对珍珠岩在硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 (32)
2.3.5珍珠岩填充系数对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 (33)
2.3.6珍珠岩粒径对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 (34)
2.4 本章小结 (35)
第3章珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料阻燃性能的研究 (36)
3.1 引言 (36)
3.2 实验部分 (36)
3.2.1主要仪器与试剂 (36)
3.2.2珍珠岩复合阻燃剂填充硬质泡沫聚氨酯材料的制备 (37)
3.2.3性能测试 (37)
3.3 结果与讨论 (37)
3.3.1填充系数对珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响 (37)
3.3.2 添加型阻燃剂对珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响 (38)
3.3.3珍珠岩与复配阻燃剂的共同作用 (41)
3.4本章小结 (41)
结论 (42)
参考文献 (43)
摘要
硬质聚氨酯泡沫（RPUF）因其密度小、导热系数小、强度高、隔音、防水和施工方便等特点而成为建筑外墙保温行业中最具潜力的产品之一。但由于RPUF氧指数仅为18.2，属于易燃品，且相对于行业内同类型产品挤塑板（XPS）、泡沫板（EPS）、喷涂聚苯乙烯（SPS）等的成本较高，大大限制了RPUF在建筑外墙保温行业中的应用。本文研究了用成本低廉，且同样具有密度小、导热系数低且耐燃等级为国家A级不燃类材料的珍珠岩对RPUF进行填充，并添加适当的复合阻燃剂并提高了阻燃效果。
本文并利用氧指数、压缩性能测试、拉伸性能测试、弯曲性能测试、导热系数测试、密度测试等实验手段对以下几个方面进行了研究：（1）珍珠岩粒径与填充量对RPUF力学性能及形貌的影响及机理分析；（2）珍珠岩对RPUF阻燃效果的影响及机理分析；（3）不同偶联剂对珍珠岩在RPUF中复合效果的影响及机理分析；（4）珍珠岩与不同阻燃剂复配使用对RPUF阻燃效果的影响及机理分析；通过实验得到了一下一些主要结论：珍珠岩粒径越小，在RPUF中的分散状况越好，填充系数也相应的越高，但是随着填充系数的增加，RPUF的力学性能在一定程度上有所下降，但仍能满足建筑外墙保温材料的基本性能要求；
珍珠岩本身是不燃类材料，对RPUF进行填充后有效的提高了RPUF的阻燃性能，氧指数，自熄时间有了明显的提高，基本能达到建筑保温材料的B2级耐燃等级。
由于珍珠岩的主要成分是SiO2，因此为了珍珠岩在RPUF中能有更好的分散效果和结合力分别选用了不同的硅烷偶联剂，并得出结论用KH550，能得到最好的分散效果，并能有效的提高复合材料的力学性能；
通过将珍珠岩与TCPP，DMMP等阻燃剂进行复合，与单纯使用珍珠岩或单独使用阻燃剂进行比较，得出珍珠岩与阻燃剂复合使用有协同作用，不仅能大幅提高材料的阻燃性能，也能在同等耐燃性能下节省阻燃剂的用量。
关键词：聚氨酯；泡沫塑料；珍珠岩；复合阻燃剂；力学性能；阻燃性能；
珍珠岩填充硬质聚氨酯泡沫材料的制备及其阻燃性能研究
Abstract
For the low density and thermal conductivity, high strength, well anacoustic and waterproof, easy construction and other advantages, rigid polyurethane foam (RPUF) insulation board has became the most potential thermal insulation material that use for construction external wall. But RPUF is a flammable material for the oxygen coefficient is 18.2, meanwhile it is higher cost that in comparison to other similar materials like extruded plate (XPS), foam board (EPS) and spraying polystyrene (SPS). So it was limit applied in the thermal insulation of construction external wall. In this study, we use perlite which is low cost, similarly density, low thermal conductivity and was known as National A-level class incombustible material to fill RPUF, at the same time adds some flame retardant materials. The characterization result shown that the flame retardant property of this new material was improved a lot.
In this paper we study the influence of diameter and content of fillers on the mechanical properties of RUPF, the impact of perlite on the retardant property of RUPF, the effect of different coupling agents to fill results, use different flame retardant that coupled with perlite that affect the flame retardant property of RUPF and analysis the mechanism by oxygen coefficient, compression testing, tensile testing, bending testing, conductivity testing and density testing.
The smaller size of perlite particle and it will disperse in RPUF better, so the fill factor will higher. But with the increase the fill factor, the mechanical property will decline to a certain extent. However it is still satisfied with the thermal insulation material that use for construction external wall.
Because of perlite is flame retardant material, so the flame retardant property, oxygen coefficient and automatic quench time of RPUF that filled with perlite was improved a lot. And it could meet the requirement of B2 level construction thermal insulation.
SiO2 is the main composition of perlite, so different silane coupling agents were chosen to improve the dispersion and binding affinity. The result indicates that KH550 was the best candidate.
For the positive cooperative effect , when RPUF was filled with perlite and flame retardant together，its flame retardant property was improved a lot and the consumption of flame retardant was decrease in the comparison to filled with each one alone.
Key word: Polyurethane; Foamed plastic; Perlite; Complex flame retardant; Mechanical property; Flame retardant property
第1章绪论
1.1 硬质聚氨酯泡沫材料的概述
1.1.1硬质聚氨酯泡沫材料的定义
的高分子化合物通称为聚氨基甲酸在高分子主链上含有许多重复单元[ NHCOO ]
n
酯，简称聚氨酯（polyurethane，简写PU）[1]。通常情况下聚氨酯是由二元或多元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物相互作用而得，通过选用不同类型的聚醚型多元醇、聚酯型多元醇和蓖麻油型聚醚多元醇，可以将聚氨酯分为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯和蓖麻油型聚氨酯。又根据所选用的原料中官能团数目的区别，可以将制成的高分子聚合物分为线型高分子聚合物和体型高分子聚合物。其中当异氰酸酯与多元醇2-2官能度体系时，得到的是线形结构的高分子聚合物；但是如果其中一种或两种原料的官能团大于或等于三个时，则得到的是体型结构的高分子聚合物。利用聚氨酯的这种不同的结构与性能特点，聚氨酯类聚合物可以分为聚氨酯弹性体、聚氨酯橡胶、聚氨酯纤维、聚氨酯涂料、聚氨酯粘合剂及聚氨酯泡沫塑料等等，并且产品广泛地应用于汽车、建筑、制冷、家电、国防等行业中[2]。例如，利用聚氨酯作防水材料被广泛地应用于建筑防水中；利用聚氨酯做铺面材料被大量地应用到塑胶球场的铺设中；又如将聚氨酯软质泡沫材料应用在沙发坐垫而硬质泡沫材料应用在保温板材上等等。
聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯众多合成材料中应用最广的之一。其主要的特点是具有多孔性。正是因为材料中多孔的原因，使得材料的相对密度较小，而聚氨酯中存在大量的脲键，又使得材料的比强度较高。根据产品的需要，通过调整配方中原料的种类和原料的比例，可以生产出各式各样的泡沫塑料。按材料的硬度分，可以分为软质聚氨酯泡沫材料、半硬质聚氨酯泡沫材料及硬质聚氨酯泡沫材料；按发泡密度分，可以分为低发泡聚氨酯泡沫塑料、中发泡聚氨酯泡沫塑料和高发泡聚氨酯泡沫塑料；按泡沫结构分，可分为开孔和闭孔聚氨酯泡沫塑料；按发泡方法分，又可以分为喷涂聚氨酯泡沫塑料、块状聚氨酯泡沫材料和模塑聚氨酯泡沫材料[3]。
硬质聚氨酯泡沫塑料是区别于软质和半硬质的一类聚氨酯泡沫塑料，指在一定的负荷作用下不发生明显的形变，而当负荷超过所材料的承受范围后，发生了形变不能恢复到初始状态的泡沫塑料。硬质泡沫塑料具有很多的优良性能，诸如优良的物理机械能耐，好的声学性能和电学性能，特别是导热性能，硬质聚氨酯泡沫塑料的导热率是有机材料中最低的，仅有0.02 W/m·K，可做成良好的隔热材料。硬质聚氨酯泡沫塑料不像聚乙烯和聚氯乙烯那样工艺复杂，只需要将原来单体一次性加工成产品，免去了聚合、分离、静置、挤出、造粒等加工工序。这种施工方便，性能优良，配方多变的特性，使得硬质聚氨酯泡沫塑料
在保温行业中应用极广。
1.1.2硬质聚氨酯泡沫材料的发展历史及现状
自从1849年德国化学家沃尔茨（Wurtz ）首次用氰酸钾与烷基硫酸盐进行复分解反应合成出烷基异氰酸酯，聚氨酯就翻开了其辉煌的发展史。
（1）
其后的近一百年间，人们并未对聚氨酯有深入的研究，仅有霍夫曼（A.W.Hoffmann)于1850年合成的异氰酸苯酯。
（2）
亨切尔（Hentschel ）于1884年用光气与胺类化合物合成的异氰酸酯。
（3）
直到1937年著名的德国化学家拜耳（Bayer ）利用六亚甲基二异氰酸酯与1,4-丁二醇（BDO ）加聚制成了链状的聚氨酯，聚氨酯才正式以具有实际意义的产品登上了人类生产生活的历史舞台。其后德、美、日等国的对聚氨酯的原料及其催化剂和助剂进行了一系列卓有成效的深入研究，不仅使得聚氨酯的各种原材料实现了工业化，而且产品品种日趋丰富，产品性能日趋优良，应用范围日趋广泛，对科学研究及人民日常生活的影响日趋深远，成为了全世界重点发展的六大合成高分子材料之一[4]，同时获誉为“第五大塑料” [5]。我国的聚氨酯工业是在20世纪50年代末期起步的，至今已建成一定规模的生产聚氨酯泡沫塑料以及泡沫所需的有机异氰酸酯与多元化合物等原料的工厂。目前，聚氨酯泡沫塑料的总产量，约占聚氨酯树脂总产量的80%。其中软质，半硬质泡沫塑料约占60%，硬质泡沫塑料约占20%。
但是到达19世纪80年代后期，聚氨酯工业面临了前所未有的挑战[6]。一方面，由于环境问题的日益突出及人们对环境保护的日益重视，传统的聚氨酯发泡工艺急需找到新的替代方法。为了找到替代能够破坏大气的氟利昂系列发泡剂，科学家们进行了大量的研究工作，通过长期不懈的努力研究，最终取得了相当大的科学进展,各种替代产品纷纷面世。根据《蒙特利尔公约》的规定，2015年将基本停用所有氟利昂发泡剂，科学家们仍在继续寻找消耗臭氧潜能值（简称ODP ）为零的发泡剂，并正在取得进展。另一方面的挑战来自新材料的竞争。在过去10多年的发展中，像聚烯烃等塑料的改性也取得了显著的成绩。随着其性能的提高和应用领域的扩大，低廉的价格成为了与聚氨酯材料的竞争中的最大筹码。
R 2SO 42RNCO+K 2SO 4RNH 2+COCl 2
RNCO+2HCl
尽管聚氨酯的发展面临着如此多的困难与威胁，但总的来说，聚氨酯工业通过多年来不懈的研究与发展，在新工艺、新原料、新加工设备等方面取得的成绩，使得聚氨酯工业仍能保持着良好的发展势头。
1.1.3硬质聚氨酯泡沫塑料的结构与性质
1.1.3.1硬质聚氨酯泡沫塑料的结构
聚氨酯是由多异氰酸酯或二异氰酸酯与多元醇或二元醇反应而成，其中氨基甲酸酯链段是重复的单元结构。聚氨酯结构中具有类似酰胺基团及酯基团的结构，因此，聚氨酯的化学与物理性质介于聚酰胺和聚酯之间[2]。然而在在实际生产中制备的聚氨酯，除氨基甲酸酯基团外，还有脲、缩二脲等基团。二元醇是指聚酯或聚醚的低聚物，末端为羟基，称为软链段。二异氰酸酯是指脂肪族与芳香族异氰酸酯，称为硬链段。软、硬链段反应生成聚氨酯树脂。
1.1.3.2硬质聚氨酯泡沫塑料的性质
近十几年来，硬质聚氨酯泡沫塑料的产量年增长速度十分惊人，其中2005年和2006年的平均年增长率达到了16％。这不仅因为聚氨酯泡沫具有良好的网状交联结构，还由于它具有许多引人注目的特点所决定的。
(1)硬质聚氨酯泡沫塑料具有重量轻、比强度高，尺寸稳定性好的优点。硬质聚氨酯泡沫塑料的机械强度好，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24小时，硬质聚氨酯泡沫体的线性变化率小于1％。
(2)硬质聚氨酯泡沫塑料的绝热性能优越。硬质聚氨酯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，用硬质聚氨酯泡沫塑料制备的绝热型材，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之一。
(3)粘合力强。硬质聚氨酯泡沫塑料对钢、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，能满足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，硬质聚氨酯泡沫塑料在外表皮未被破坏时，在190～700℃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空间。硬质聚氨酯泡沫塑料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)硬质聚氨酯泡沫塑料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。
1.1.4硬质聚氨酯泡沫材料的成泡原理
1.1.4.1成泡中的化学反应
聚氨酯泡沫塑料在合成过程中参与化学变化，影响泡沫结构性能的变化因素比较复杂，其中不仅涉及异氰酸酯、聚醚醇（或聚酯醇）与水之间的化学反应，而且也涉及到气泡的胶体化学。泡沫体系的化学反应，有扩链、气泡与交联等过程。这些反应与参加反应的物质结构、官能度、分子量等均有关系。
一般聚氨酯泡沫塑料合成的总反应可硬下面的通式表示：
但实际情况较为复杂，先就其重要反应归纳如下：
（1）扩链
多官能度的异氰酸酯与聚醚醇，尤其是二官能度的化合物，其扩链按如下方式进行：
（5）
发泡体系中，一般异氰酸酯是大于含活泼氢化合物的，也就是其异氰酸酯用量指数大于1（异氰酸酯指数是指异氰酸酯基团与含氢化合物的摩尔比）。通常，异氰酸酯指数在发泡体系中取1.05，即异氰酸酯过量5%（质量分数）。为此，发泡过程中扩链最终产品末端应为含异氰酸酯基团。
（6）
上式也是制备末端含异氰酸酯基团的预聚体时的化学反应。
（2）起泡反应
泡沫塑料在制备过程中起泡作用一般有两种：利用沸点低的卤代烃（三氯一氟甲烷，二氯二氟甲烷等）受热气化达到起泡目的的称为物理起泡。如硬质聚氨酯泡沫塑料的发泡
剂。在软质、半硬质泡沫塑料的准备过程中绝大部分是利用水和异氰酸酯之间发生化学反应，产生大量二氧化碳气体起泡。这种起泡成为化学起泡。
（7）
水与异氰酸酯之间反应，相对来讲，在无催化剂作用下，反应速率是缓慢的。而胺类化合物与异氰酸酯反应速率相当地快。为此，以水为起泡剂是会相对地形成脲键化合物。脲键化合物极性大，链段为刚性，所以用水量过多，虽然产生的起泡量大，制得的泡沫塑料密度低，但制品因含脲键多，则手感差，回弹性等也降低。
（3）凝胶作用
凝胶作用也可称为交联固化作用。在发泡过程中凝胶作用是非常重要的，尤其在制备软质和半硬质泡沫塑料时更为突出。凝胶作用过早过晚，都会导致泡沫塑料制品的品质下降或变为废品。因此，正确认识聚氨酯泡沫体系的凝胶机理与作用，是很重要的。
泡沫塑料在发泡过程中有三种凝胶作用：
①多官能度化合物的凝胶。根据高分子化学，三官能度以上的化合物间的反应，均能形成体型结构化合物。在聚氨酯泡沫塑料中一般是采用三羟基、四羟基、五羟基等多羟基聚醚醇及多以氰酸酯PAPI（其平均官能度为2.6~2.8）来制造硬泡、软泡、半硬泡中常用的三元醇聚醚或三元醇聚酯作为交联三向结构的化合物。
（8）
交联点之间的分子量大小，直接反应出泡沫塑料的交联密度。交联密度大，则交联点之间的分子量小。同样，交联密度越大，制品硬度越高，机械强度越好，而泡沫的柔软性、回弹性与伸长率等则下降。也就是说交联点之间的分子量，直接影响制品的物理性能。一
般硬质聚氨酯泡沫中交联点之间的分子量为400~7000。
②缩二脲的形成。以水为起泡剂是相应地产生脲键化合物，水量越多，脲键也越多。这类主键上含脲的化合物在高温下会进一步与过剩的异氰酸酯反应生成三向结构的缩二脲键化合物。
（9）
③脲基甲酸酯的形成。另一种交联反应是氨基甲酸酯主键上的氢，在高温下进一步与过剩的异氰酸酯反应生成三向结构的脲基甲酸酯键。
（10）
缩二脲化合物与脲基甲酸酯化合物的形成，对发泡体系来讲是不理想的，因为这两种化合物的热稳定性差，高温分解。
1.1.4.2催化剂在起泡中的作用
在制备泡沫塑料的原料中除了集中主要的原料之外，还需要添加几种催化剂，以调整异氰酸酯与羟基之间，异氰酸酯与水之间的反应速率，从而保持起泡速率与扩链速率的平衡。所以，准确的选择催化剂的品种及浓度是发泡过程中十分重要的问题。
（1）叔胺的作用
有机叔胺在制作聚酯型软泡（一步法）及预聚体为基的软泡中是专一催化剂。他可以加速异氰酸酯与水之间的反应速率。在制备聚醚型硬泡或聚酯型硬泡中，不论是采用一步
法或预聚体法，叔胺催化剂均促进体系的凝胶反应。这是因为硬泡聚醚中有很多支链。总之叔胺催化剂主要是促进NCO/H2O之间的反应。
有机叔胺类化合物的结构对发泡过程中的催化效应、蒸汽压、溶解度、价格和残存气味、催化效率一般随着叔胺的碱度增加而提高，随着氮原子上的空间位阻效应提高而降低。二烷基芳基胺化合物，由于空间位阻效应的关系，它几乎对起泡反应无催化作用。分子量不大的二甲基烷基胺有很强的催化作用。他们溶于水，蒸汽压高，因为它的气味很快就挥发掉。这些催化剂正因为活性高，所以在发泡体系中相对浓度低，一般为聚醚树脂质量的0.1%~0.4%。但是，这些催化剂制得的泡沫受压时收缩大，形成收缩率小的泡沫需要长时间的固化。而这些催化剂因为蒸汽压高，在体系中易挥发，浓度很快下降，因为到泡沫后期的固化，导致收缩。
若采用大分子量的胺，如二甲基十六烷基胺，它的起泡活性差些，所以用量可谓树脂质量的1%~2%，然而由于它蒸汽压低，不易挥发，因而由它制得的泡沫收缩率小，但残余泡沫中的气味大。最好是采用中等分子量的N-乙基吗啡啉,它的催化活性不十分大，用量为树脂质量的0.5%~1%。但对发泡体系中的各种反应比例很理想，使得泡沫收收缩小，而且气味也比二甲基十六烷基胺挥发得快。
（2）有机锡的作用
有机锡化合物应用于知趣聚氨酯泡沫塑料中主要是辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡等。有机催化剂是一种非常强的催化剂，它主要是促进异氰酸酯与前几种物质之间的反应，但对异氰酸酯与水的反应就无多大催化效应。
从异氰酸酯与醇之间的反应速率可以看出各种锡化合物对促进生成氨基甲酸酯键的能力。
有机锡化合物对异氰酸酯与羟基的反应催化活性是相当大，叔胺的活性很低。而叔胺的催化活性与碱度关系不大，只决定于叔胺的结构。三乙烯二胺的活性比其他叔胺大，这可能与位阻效应小有关。
有机锡化合物的毒性较大，应用时要注意将它与空气（氧）及水汽隔开，以免氧化与水解，从而导致催化活性降低甚至失效。
有机锡化合物与叔胺组成的复合催化剂，不仅能保证聚合物量增长速率与产生CO2的速率之间的平衡，而且催化效应比使用单一的催化剂要提高好几倍，产生催化协同效应。
三乙胺的相对活性只有2.6而二醋酸二正丁基锡的相对活性为20，三乙胺与二醋酸二正丁基锡各自单独使用时的催化活性最多只是复合并用时活性的1/4左右。也就是讲，复合催化活性比原先提高四倍以上。
应该特别之处，在采用而烷基取代的有机锡化合物为催化剂时，聚醚型聚氨酯泡沫与高温下（140℃左右）以氧化裂解，而二价的羧酸锡盐（辛酸亚锡，油酸亚锡）在140℃是不会对泡沫产生不利的影响。
鉴于以上原因，在工业上生产泡沫时，必须采用稳定型催化剂，也就是采用二月桂酸
二丁基锡与抗氧剂组成或辛酸亚锡催化剂。
1.1.4.3化学计算
正确的化学用量计算，是确保聚氨酯泡沫塑料合成的关键。如前所述，泡沫塑料制备过程中所发生的链增长、起泡、交联等反应，都涉及到异氰酸酯的用量。异氰酸酯用量过小，则会引起聚合物链增长不足，或与水反应生产生CO2量不足，直接影响泡沫塑料的机械强度与密度等。若异氰酸酯用量过大，不仅引起原材料的浪费，而且生成过多的缩二脲与脲基甲酸酯等交联键，严重地影响其起泡速率与凝胶速率之间的平衡，并使泡沫变脆、变硬、弹性降低。
在制取预聚体的过程中，异氰酸酯的用量多少，也直接影响预聚体的支化度和粘度。
异氰酸酯用量的计算
主要是指一步法合成工艺中聚醚多元醇与水所需的异氰酸酯用量。
①每100份多元醇反应所需要的异氰酸酯用量计算公式如下：
（I）
.
式中m——异氰酸酯的质量；
G——异氰酸酯的摩尔质量/官能度（M/f）
q——多元醇的摩尔质量/官能度（M/f）。
聚氨酯泡沫塑料中常用TDI、MDI、PAPI三种异氰酸酯，TDI、MDI、PAPI的M/f分别为87、125、126~127。
多元醇一般出厂规格中有羟值的数据，为此必须按下式计算多元醇的M/f。
式中OHn0为多元醇的羟值数。
②与水反应所需的异氰酸酯用量计算公式如下：
（II）
式中m水——配方中所含水的总量
9 ———水的M/f。
③发泡配方中所需要异氰酸酯的总量。聚氨酯泡沫塑料制备过程中所需异氰酸酯总数，除（I）与（II）粮食所需的用量外，还得考虑发泡过程中采用的异氰酸酯过量程度与纯度。为此，聚氨酯泡沫塑料合成配方中所需异氰酸酯总数用量公式如下：
(III)
式中m总——所需的因氰酸酯总量；
m醇——配方中多元醇的总用量；
m水——配方中水的总质量；
I———异氰酸酯的指数（一般为1.05）
G———异氰酸酯的M/?；
ρ———异氰酸酯的纯度。
例如以普通硬泡制备过程为代表，当发泡配方为：
聚醚三元醇（Mn3000，羟值560mgKOH/g）100份
水4份
发泡助剂CFC-11 5份
催化剂+泡沫稳定剂2份
甲苯二异氰酸酯的指数 1.05
当TDI原料纯度为99%时，该配方中所需的TDI总量应按（III）式计算：
预聚体的计算
预聚体与半预聚体也是制备泡沫塑料的重要中间体。在合成之前，正确地计算异氰酸酯与聚醚（或聚酯）的相对用量，对控制产品的－NCO含量很重要。
计算的基础公式是公式（I）、（II）和（III），但是必须指出，所谓－NCO含量是指未反应的－NCO在预聚体中的质量分数。－NCO基团的摩尔质量为42，以TDI为例，TDI 中－NCO基团的质量分数=（42÷87）×100%=48%。
综上所述，合成一定－NCO含量的预聚体或半预聚体，其所需的异氰酸酯用量与聚醚的实际用量及最终产品的－NCO质量分数有关。经归纳，可按下式计算：
（IV）
式中m异——所需异氰酸酯的总用量
m醇——聚醚（或聚酯）的用量
w——－NCO的质量分数（%）
G异——异氰酸酯的M/f；
G醇——聚醚醇的M/f；
ρ———异氰酸酯的纯度。
1.1.5 硬质聚氨酯泡沫材料的合成方法及发泡成型工艺
1.1.5.1硬质聚氨酯泡沫材料的合成方法
聚氨酯硬泡的制法，按操作过程分类，有预聚体法（即二步法）、半预聚体法及一步法三种。
（1）预聚体法
预聚体法是一种较老的制备方法，它之所以称为二步法，是在合成泡沫塑料之前先将二异氰酸酯与多元醇反应生成末端带异氰酸酯基团（－NCO），分子量为15000～20000的预聚体，然后再添加其他泡沫稳定剂、催化剂、发泡剂等助剂进行反应，在发泡的同时进行链增长反应(有时产生部分交联反应)，形成高分子化合物。预聚体法制备泡沫塑料有几个优点，如下：
①将气味大的甲苯二异氰酸酯（简称TDI）与多元醇先反应，使生成的预聚体气味较TDI小，随操作人员的毒害可减少。
②预聚体的粘度相对比较大，发泡是泡沫塑料体系中泡孔较为稳定，坍塌现象少。
③预聚体为主原料时，发泡催化剂只需要叔胺化合物就可以，不必采用毒性大的有机锡类化合物，同时泡沫的耐老化性能也比一步法好。
④预聚体在合成时已用去部分反应热，所以在发泡时，泡沫体内部分放热量少，温度不会自动升得太高，以致造成泡沫出现“烧芯”现象。
在制备泡沫塑料时采用的预聚体，都是带歧链的三官能化合物。按其歧化链节的性质，可分为缩二脲歧化型预聚体、脲基甲酸酯歧化型预聚体和氨基甲酸酯歧化型预聚体三种。
（2）半预聚体法
半预聚体发是相对预聚体法而言的，是将一部分聚醚或聚酯多元醇和配方中全部的异氰酸酯进行反应，形成末端带有异氰酸酯的低聚物和大量未反应游离异氰酸酯的预聚体混合物，该混合物再和剩余的聚醚或聚酯多元醇、水、催化剂和表面活性剂混合进行发泡。其特点是可以调节发泡体系中的物料黏度。该法早期用于制造以MDI为基本原料的硬质聚氨酯泡沫塑料。
（3）一步法
一步法发泡是制备泡沫塑料的最广泛的一种方法。所谓一步法，就是将聚醚多元醇、异氰酸酯、催化剂、泡沫稳定剂及发泡剂等所有原料，事先未经反应，一次混合发泡使链增长、气体发生及交联等反应在短时间内几乎同时进行的一种方法。一步法在物料混合均匀后，l～l0s内就发泡，0.5～3min内发泡完成，即能得到具有分子量较高并且具有一定交联度的泡沫塑料。从化学角度来讲，一步法合成过程中发泡物料之间，同时发生聚氨酯链增长、交联、发泡等反应。如果想要得到泡孔径均匀且性能优良的泡沫体，就必须要采用复合催化剂并且控制反应条件，使反应得到较好的协调。所以，一步法的工艺影响因素复杂，但工艺较两步法简单。就一步法块状发泡而言，对原料的要求也较为严格。但一步法具有物料粘度小，便于混合输送，工序少、省能、生产效率高等优点，且粗4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)实现工业化生产并用于硬质聚氨酯泡沫塑料之后，使用有机锡化合物和三乙醇胺等高效催化剂及有机硅泡沫稳定剂，一步法发泡不论在聚醚型聚氨酯泡沫塑料，还是在聚酯型聚氨酯泡沫塑料中均获得了迅速的发展，成为目前使用最为广泛的方法。一步法发泡可应用于块状发泡、模塑发泡、喷涂发泡以及沫状发泡等。
从上面的比较可以看出，一步法比预聚体法工艺简单，但缺点是制成大块泡沫时内部发热量多、温度高、发泡体系粘度小，且泡沫的稳定性较差。一步法较预聚体法对助剂的要求严格，制成的成品率高。
1.1.5.2硬质聚氨酯泡沫材料的发泡成型工艺
聚氨酯泡沫塑料以其成型工艺简单、室温发泡、现场施工等特点而由于其他聚合物泡沫塑料。
聚氨酯泡沫塑料发泡成型工艺按其施工方法可分类为:手工发泡和机械发泡，以下着重介绍一下手工发泡。
所谓手工发泡，就是将多元醇化合物、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂以及其他的助剂准确的一次称料于一容器内，搅拌均匀后再准确的称取多异氰酸酯化合物于同一容器中，立即用动力搅拌器混合数秒钟，于混合物料发泡之前，将物料浇注入模进行发泡成型。
手工发泡的优点是用不复杂的机械设备，可根据成型对象现用现配，实用性强，投资费用少，每次发泡用量的变化幅度大，适应性强，发泡准备工作少，上马快，非常适用于批量少，产品规格变化大的施工等。缺点是每次物料损失大，产率低。常见的发泡工艺有块状发泡工艺、喷涂发泡工艺、模塑发泡工艺、液态CO2发泡技术、真空发泡技术等。
（1）块状发泡工艺
块状发泡工艺是使用与聚氨酯软泡、半硬泡与硬泡的连续机械浇注发泡工艺。因其成型的泡沫横切外形似面包块，故称为块状发泡。块状发泡的工艺过程由反应的计量输送、高速搅拌混合、浇注发泡、预熟化、切断（辊压）后熟化、切割等组成。对于硬泡，除辊压工序不用外，其余相同。块状发泡设备，均为流水线。
（2）喷涂发泡工艺
聚氨酯泡沫塑料的喷涂工艺是一种很重要的成型方法。它主要适用于硬质聚氨酯泡沫塑料的成型。所谓喷涂发泡，就是讲发泡物料在外力作用下喷涂在施工物件表面进行现场发泡成型。按外力作用的不同来划分。可分为低压有空气喷涂发泡、高压无空气喷涂发泡、泡状喷涂发泡、热泡状喷涂发泡等。
（3）模塑发泡工艺
聚氨酯模塑发泡可应用于软、半硬、硬质制品的成型，是一种很普遍的发泡工艺。它与其他的成型不同之点是浇注物料在金属模具内发泡。所以，模塑泡要考虑模具温度、结构、厚度与脱模剂等对工艺的影响。整个模塑发泡过程分别由清模、上脱模剂、预热、浇注发泡物料、熟化炉熟化、脱模等步骤组成。模塑发泡机械有各种类型，但基本上是由异氰酸酯与聚醚贮罐、计量泵、压力表、混合头、溶剂清洗罐等部分组成、每次浇注物料的多少是借助计量泵的能力或浇注时间来调节控制的。模塑发泡可分为热模塑发泡工艺、冷模塑发泡工艺和反应注射模塑发泡工艺。
（4）液态CO2发泡技术
液态CO2发泡技术，早期由意大利康隆集团公司开发，称之为“Car Dio”技术。一年之后，德国拜耳集团公司的亨内基机械公司也相继开发成功，称之为“Nova Flex”技术。液态CO2发泡技术之所以引起PU泡沫工作者的兴趣，它不仅可代替软泡中的二氯甲烷及CFC-11之助发泡剂的功能，而且液态CO2的成本只有二氯甲烷的四分之一，但发泡效率高三倍多。液态CO2不仅在配方上为获得优良软质泡沫品牌做相应的调整，而且必须在发泡装置上考虑液态CO2的贮藏、气化、计量及预混合四个环节。
众所周知，CO2是天然化学品，它在配方中的用量并不改变反应的化学，也不改变泡沫性能。CO2对聚合物无溶剂效应，并赋予较高的压缩变定与回弹性。
配方方面，尤其是软泡方面，高效率表面活性剂的选用，胺类催化剂与有机锡催化剂的优良组合是生产高品位泡沫塑料的保证。通常有机锡催化剂的用量CO2技术的比二氯甲烷技术的少。值得指出的是4份液态CO2相当于13份二氯甲烷所引起的作用。而水量，要适当增加一些，以保证泡沫塑料的硬度。
（5）真空发泡技术
一种发泡剂的膨胀作用，是基于在泡沫塑料升起过程中作用于发泡中的泡孔内压力要超过施加于泡沫塑料的外部压力。减少外部压力可造成泡孔体积增大，从而使密度减少。对于普通地区利用这一作用，必须有一种方法得到的较低的外部压力，即真空，才能在多加发泡剂的情况下降低密度。
有两种方法可以用于在技术上实施模塑件的低压生产：
①真空区域内发泡；
②以专用真空模塑技术发泡，成为V akuForm。
1.2硬质聚氨酯泡沫复合材料的研究进展
聚氨酯胶粘接原理
A?金属?玻璃?陶瓷等的粘接 金属?玻璃等物质表面张力很高,属于高能表面,在PU胶粘剂固化物中含有内聚能较高的氨酯键和脲键,在一定条件下能在粘接面上禁用词语,形成高表面张力胶粘层?一般来说,胶粘剂中异氰酸酯或其衍生物百分含量越高,胶粘层的表面张力越大,胶越坚韧,能与金属等基材很好地匹配,粘接强度一般较高? 含一NCO基团的胶粘剂对金属的粘接机理如下: 金属表面一般存在着吸附水(即使经过打磨处理的金属表面也存在微量的吸附水或金属氧化物水合物),一NCO与水反应生成的脲键与金属氧化物之间由于氢键而螯合形成酰脲—金属氧化物络合物,一NCO基团还能与金属水合物形成共价键等? 在无一NCO场合,金属表面水合物及金属原子与氨酯键及脲键之间产生范德华力和氢键,并且以TDI?MDI为基础的聚氨酯胶粘剂含苯环,具有冗电子体系,能与金属形成配价键?金属表面成分较为复杂,与PU胶之间形成的各种化学键或次价键(如氢键)的类型也很复杂? 玻璃?石板?陶瓷等无机材料一般由Ah09?S02?CaO和Na20 等成分构成,表面也含吸附水?羟基,粘接机理大致与金属相同o B?塑料?橡胶的粘接 橡胶的粘接一般选用多异氰酸酯胶粘剂或橡胶类胶粘剂改性的多异氰酸酯胶粘剂,胶粘剂中所含的有机溶剂能使橡胶表面溶胀,多异氰酸酯胶粘剂分子量较小,可渗入橡胶表层内部,与橡胶中存在的活性氢反应,形成共价键?多异氰酸酯还会与潮气反应生成脲基或缩二脲,并且在加热固化时异氰酸酯会发生自聚,形成交联结构,与橡胶分子交联网络形成聚合物交联互穿网络(IPI),因而胶粘层具有良好的物理性能?用普通的聚氨酯胶粘剂粘接橡胶时,由于各材料基团之间的化学及物理作用,也能产生良好的粘接? PVC?PET?FRP等塑料表面的极性基团能与胶粘剂中的氨酯键?酯键?醚键等基团形成氢键,形成有一定粘接强度的接头?有人认为玻纤增强塑料(FRP)中含一OH基团,其中表面的一OH与PU胶粘剂中的一NCO反应形成化学粘接力? 非极性塑料如PE?PP,其表面很低,用极性的聚氨酯胶粘剂粘接时可能遇到困难,这可用多种方法对聚烯烃塑料进行表面处理加以解决?一种办法是用电晕处理,使其表面氧化,增加极性:另一种办法是在被粘的塑料表面上采用多异氰酸酯胶粘剂等作增粘涂层剂(底涂剂?底胶)?如熔融凹挤出薄膜在PET等塑料薄膜上进行挤出复合时,由于邢表面存在低聚合度的弱界面层,粘接强度不理想,使用底胶时,多异氰酸酯在热的聚乙烯表面上扩散,使弱界面层强化,复合薄膜则具有非常好的剥离强度? C?织物?木材等的粘接 织物?木材等基材由纤维组成,而纤维具有一定的吸湿率,并且常含有醚键?酯键?酰胺键等极性键,以及羧基?羟基等?水和羟基容易与PU胶粘剂中一NCO基团反应,形成牢固的氨酯键和脲键等化学键,而纤维中的极性
聚氨酯泡沫的阻燃研究
万方数据
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聚氨酯泡沫的阻燃研究 作者：孙付宇， 秦泽云， 张美， Fuyu Sun， Zeyun Qin， Mei Zhang 作者单位：孙付宇,秦泽云,Fuyu Sun,Zeyun Qin(中北大学材料科学与工程学院,山西太原,030051)，张美,Mei Zhang(中北大学理学院,山西,太原,030051) 刊名： 化工中间体 英文刊名：CHEMICAL INTERMEDIATE 年，卷(期)：2011,08(5) 被引用次数：1次 参考文献(27条) 1.刘益军;柏松聚氨酯泡沫塑料的阻燃[期刊论文]-塑料工业 2003(10) 2.袁开军;江治;李疏芬聚氨酯的阻燃性机理研究进展[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2006(05) 3.于永忠;吴启鸿;葛世成阻燃材料手册 1990 4.胡源;范维澄;王清安磷腈改性聚氨酯燃烧过程气相中长寿命自由基的研究[期刊论文]-自然科学进展 1999(01) 5.金军聚氨酯硬质泡沫阻燃技术研究及趋势[期刊论文]-安徽冶金科技职业学院学报 2007(04) 6.钟柳;刘治国;欧育湘-种新型含氯的磷-膦酸酯阻燃聚氨酯的阻燃性能 2007(04) 7.欧育湘;韩廷解阻燃塑料手册 2008 8.陈鹤;罗运军;柴春鹏阻燃水性聚氨酯研究进展[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2009(06) 9.赵哲;张鹏;夏祖西阻燃聚氨酯软泡的研究进展[期刊论文]-应用化工 2008(05) 10.王升文;秋银香阻燃剂的研究现状和进展 2008(01) 11.孟现燕;唐建华;叶玲聚氨酯泡沫塑料阻燃研究现状[期刊论文]-化学工程与装备 2008(5) 12.杨伟平;戴震;许戈文聚氨酯阻燃的研究进展 2010 13.张理平;王俏不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻燃性能影响的研究[期刊论文]-材料开发与应用 2006(03) 14.史以俊;罗振扬;何明含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡燃烧特性影响的研究[期刊论文]-聚氨酯工业 2009(05) 15.T.C.Chang;Y.S.Chiu;H.B.Chen Degradation of phosphorus-containing polyurethanes 1995 16.张蕾;吴晓青;张文才聚氨酯树脂在环保方面的应用与研究[期刊论文]-中国胶粘剂 2008(02) 17.郝冬梅;刘彦明;林倬仕无卤膨胀性阻燃剂ANTI-2阻燃聚氨酯弹性体的研究 2008 18.W.Wei;X.Peng Preparation of aqueous polyurethane flameretardant[期刊论文]-Textile Auxiliaries 2004(05) 19.刘斌;杨小燕聚氨酯材料的阻燃与防火[期刊论文]-江苏化工 2003(06) 20.陈雷;高增明三(-缩二丙二醐亚磷酸酯阻燃剂的应用 1991(04) 21.韦玮;王建明新型阻燃聚醚多元醇的合成研究 1998(01) 22.高明;王涛;吴发超氨基树脂型膨胀阻燃剂处理软质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2009(01) 23.罗振扬;史以俊;何明匀泡剂对阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料燃烧性能的影响[期刊论文]-中国塑料 2009(01) 24.付步芳;魏建国;刘洁琪硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃技术[期刊论文]-材料开发与应用 1998(04) 25.张骥红;陈峰聚氨酯泡沫阻燃剂浅谈[期刊论文]-聚氨酯工业 2001(4) 26.张田林;李再峰纳米氢氧化镁补强阻燃聚氨酯弹性体[期刊论文]-弹性体 2004(05) 27.K.Kuleszal;K.Pielichowski;Z.Kowalski Thermal characteristics of novel NaH2PO4/NaHSO4 flame retardant system for polyurethane foams[外文期刊] 2006(02)
全水发泡体系的聚氨脂泡沫塑料
全水发泡聚氨酯泡沫塑料综述 朱吕民 （南京四寰合成材料研究所江苏南京210013） 摘要：首先对CFC替代技术的现状进行了简要的介绍，从全水发泡软质聚氨酯泡沫塑料(包括负压发泡技术、强制冷却技术和液态CO2发泡技术)、全水发泡聚氨酯自结皮泡沫、高水量低密度高回弹聚氨酯泡沫塑料和全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料这几个方面详细论述了全水发泡的工艺特点，并列举了几个实例。 关键词：全水发泡；聚氨酯；泡沫塑料；CFC替代 1 前言 聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯合成材料中占主要地位的大品种。2002年全球聚氨酯产量为860万吨；国内聚氨酯合成材料总计100多万吨，其中泡沫塑料占50%左右，以2000年统计，软质泡沫塑料约26万吨占泡沫塑料的60%，硬质泡沫塑料约18万吨占泡沫总量的40%。所以说，聚氨酯泡沫塑料是消耗CFC 和HCFC系列发泡剂的大户。 众所周知，CFC系列产品对大气臭氧层具破坏作用，形成温室效应，使全球气温回暖、皮肤癌患者增多，所以保护人类赖以生存的臭氧层已刻不容缓。 1991年我国参与了国际蒙特利尔公约，限制及禁止使用CFC-11成为我国一项政策性措施。计划到2005年，CFC-11消费减少50%，2008年削减85%，2010年实现CFC-11零消费。2001年12月我国又获蒙特利尔多边基金赠款，作为泡沫行业ODS整体淘汰计划的费用，确保2010年以前全面淘汰CFC。这是一个利好消息，将促进我国PU工业的发展，并能达到与国外先进水平接轨。 PUF用CFC-11的替代品或发泡体系新技术的开发，已成为当今世界聚氨酯工业界进行技术创新的主潮流。 归纳起来有如下几个开发研究领域： 1）HFC系列化学品的开发研究 可用于PU泡沫塑料发泡剂的HFC产品物性见表1。其中被人们看好的是HFC-245fa（1,1,1,3,5-五氟丙烷），HFC-365mfc（1,1,1,3,3-五氟丁烷）及HFC-356（1,1,1,4,4,4-六氟丁烷）三个品种。 表1 可用于PU泡沫塑料发泡剂的HFC产品物性 HFC-152a HFC-134a HFC-365mfc HFC-245fa HFC-356 分子式CH3CHF3 CH2FCF3 CH3CF2CH2CF 3 CF3CH2CHF CF3(CH2)2CF 3 相对分子质量66.05 102.0 148 134 166 沸点/℃－24.7 －26.5 40.2 15.2 24.6 20℃蒸汽压/Pa 5.15 5.72 0.47 1.24 84.1 λ(25℃) /mW·(m·K)-114.3 13.7 10.6 12.2 9.5(20℃) 爆炸极限(V/V)/% 3.8~21.8 无 3.5~9 无无 GWP(CO2＝1) 140 1300 840 820 530 大气层中寿命 1.5年14天10.8年7.4年154天 HFC化合物的ODP值为零，GWP值比CFC-11的小得多，且不燃、低毒，在PUF中有较低的气体扩散速度，确保了聚氨酯泡沫塑料的导热系数λ值耐老化性好。但是其成本高，目前靠进口，业界人士难以接受。
冷库中硬质聚氨酯泡沫塑料(_PU_)保温工程施工规程
冷库中硬质聚氨酯泡沫塑料（PU ）保温工程施工规程（试行） 第一章一般说明 第一条：以聚酯树脂或聚醚树酯为主要原料与甲苯二异氰酸酯（TDI）或二苯基甲烷二异氰酸脂（MDI）或聚次甲基聚苯基异酸脂（PA-PI）按一定比例加入发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂等，在适宜的温度下，经混合搅拌进行发泡所制成的泡沫塑料即为聚氨酯泡沫塑料。 第二条：聚氨酯泡沫塑料可分硬质、软质两种。冷库中主要采用机械喷涂或机械灌注成型的硬质聚氨酯泡沫料（以下简称泡塑）。 机械喷涂一般用于传统土建冷库中现场进行发泡作业。灌注成型一般用于冷库的特殊需要部位或由工厂生产成复合保温板用以制造装配式冷库围护结构。 第三条：软质聚氨酯一般用于人造革、制鞋等其它工业门类、冷库中原则上不使用。 第四条：泡塑适用于冷库地坪、墙体、屋面和搁楼层的保温工程。同时也适用于冷库中系统管道、调节站、低压贮液器等部分的保温工程。 第五条：泡塑可自粘于金属、木材、水泥或其它非金属材料。用于喷涂时，其粘结度即为喷涂强度。 第六条：本施工规程主要用于冷库现场喷涂聚氨酯的施工作业，对于灌注成型作为仅供参考。 第七条：聚氨酯泡沫塑料的原材料选择十分重要。所用原材料应采用国内外知名厂家产品并应具备详细产地、产品批号、产品说明书、产品性能等介绍。 第八条：大批量喷涂的用料应采用未打开的由标准商用集装箱直接运至施工现场的原料。 第九条：使用前不应打开桶盖并应避免不必要的摇动。 第十条：散装运至现场的喷涂用料必须带有生产厂家原始标签，其内容应含： 1、生产厂家名称； 2、货物名称； 3、堆号或批号； 4、净重； 5、推荐贮存范围； 6、标明贮存及安全操作说明的警示牌； 7、混料说明。 第十一条；在产品质量保证期内，施工单位应保存厂家的标签及收货记录。 第三章施工队伍 第十二条：根据原商业部副食品局1992年全国冷库建设“广州会议”精神，承担冷库泡塑保温工程的施工单位应用进行过冷库保温施工实践，并须具有国家相应主管单位（如化工部、航天部等）认可的定点厂家。 第十三条：施工中的防火对策应是选择施工队伍的重要内容之一。 第十四条：在招标过程中，应选择二个以上的施工单位在相同条件下进行现场喷涂实测。实测内容为产品外观，泡塑厚度，表面平整度、喷涂质量及喷涂强度、（粘接度）五项指标。 第十五条：中标单位应保留实测合格的样品作为施工全过程的产品标准。 第十六条：进行施工操作的喷涂工必须是从事此项地专业泡沫喷涂工作合格的技术工人。 第十七条：施工单位必须按照生产厂家提供的说明书及有关规定进行泡塑的原料贮存、保管、运输、配制及操作。 第四章隔汽防潮 第十八条：泡塑表层并非是密实结膜，严禁作为隔汽层使用。 第十九条：目前国内传统土建冷库，其隔汽层一般为二毡三油（二毡三油隔
聚氨酯的燃烧和阻燃
聚氨酯的燃烧和阻燃 聚氨酯材料是由碳—碳键为基本结构组成的有机高分子聚合物，属于可燃物质。用聚氨酯材料生产的各类产品与制品，在人们的社会活动中随处可见。由于它们处在各种各样的环境之中，引发火灾的几率较高。由各种引火源引发聚氨酯材料的燃烧以及伴随燃烧产生的烟雾毒性，已成为消防安全密切关注的重点之一，对有关聚氨酯产品及生产制定了日益严格的阻燃标准和法规。 同时，聚氨酯产品的生产所使用的大量原料多属于有机化合物和聚合物，也同属于可燃物之列，而在生产中使用的许多原料助剂，如有机溶剂及其配置的涂料、脱模剂等，因闪点、着火点较低，都存在不同程度的燃烧隐患；此外，在大型软质聚氨酯块泡的生产中，由于使用高水量配方生产低密度泡沫体产生的热量多而泡沫体的散热性差，因此在贮存过程中，由泡沫体产生自燃而引发的火灾也曾有发生。 由聚氨酯泡沫体等燃烧产生的火灾危害，不仅来源于燃烧本身产生的大量热辐射而引发的火焰的蔓延和扩大，同时还来源于燃烧时产生的烟雾和分解释放出来的诸多有毒气体。许多火灾报告指出：由燃烧烟雾和有毒气体造成人员伤亡的比例远远高于真正燃烧本身造成的伤亡人数。因此，为保证生产过程和使用过程中的防火安全，必须系统地研究该类产品的燃烧机理、检测方法以及阻燃办法，制定产品的生产、使用安全标准和法规。下面，洛阳天江化工新材料有限公司将就聚氨酯泡沫的燃烧机理以及阻燃方法这两方面为大家进行简单介绍。 一、燃烧机理 在聚氨酯产品中，由于聚氨酯泡沫塑料的质量轻、体积大且传热系数低、最易发生燃烧，因此将它作为燃烧行为的研究对象最具有代表性。 一般物质的燃烧行为基本可分为三个阶段：第一个阶段为物质引燃和火焰蔓延的初期阶段；第二个阶段为物质的完全燃烧的发展阶段；第三个阶段则为火焰衰减、燃烧熄灭的最终阶段。洛阳天江化工新材料有限公司在这里告诉大家，物质引燃的难易程度是物质燃烧行为的第一表征，它与物质本身的化学结构、组成、传导能力、热分解温度以及反应所产生的气体和液滴的助燃程度等因素有关。此外，还有一点需要注意的是，不同的物质有不同的闪点和着火点，闪点和着火点越低的物质越容易燃烧。
屋面硬质聚氨酯泡沫保温施工工艺
屋面硬质聚氨酯泡沫保温施工工艺 1前言 硬质聚氨酯泡沫(PUF)是一种具有保温隔热和一定防水功能的新型合成高分子材料,由异氰酸酯和聚醚多元醇在催化剂、匀泡剂、发泡剂等多种助剂的相互作用下反应而成。该泡沫具有良好的保温、隔热功能,导热系数为0.22 W/(m?k),非常有利于建筑节能,且不透水、不吸湿、绝缘、吸音、耐油、耐化学腐蚀等。与其他泡沫塑料相比,还具有无毒、无异味、耐温等特性。它对金属、砼、砖、石、木材、玻璃等有很强的黏结性。添加阻燃剂的制品具有远火自熄性,能根据用户需要达到国家一级消防要求。本材料施工简便、技术性能可靠、质量易保证,是建筑上重点推广的十项新技术之一,适用于各类工业与民用建筑的屋面、墙体、楼面的保温、隔热、防水。目前,随着我们建筑节能事业的发展,被建筑业称为“新世代保温材料”的聚氨酯已开始在建筑节能领域展露其优越的性能和良好的发展潜力,为了使这种新材料新技术在建筑节能工程中得到广泛推广和应用,本文将主要谈谈硬质聚氨酯泡沫在屋面防水保温工程中的应用,以供参考。 2硬质聚氨酯泡沫的技术优点 硬质聚氨酯泡沬是一种综合性能优良的建筑节能绝热、保温材料,适用于各种类型新建建筑及既有屋面防水与保温(含金属基层屋面),其主要优点为: (1)由于聚氨酯发泡时闭孔率高(可达95 %以上),所以当聚氨酯硬泡密度为35 kg/m3～40 kg/m3时,其导热系数低,仅为0.018 W/(m?K)～0.024 W/(m?K),相当于EPS(聚苯乙烯泡沫塑料0.041 W/(m?K))的一半,是目前所有保温材料中导热系数最低的;保温隔热层厚度少,具有一定的结构优势,可使建筑物围护结构更薄、更轻,从而增加室内的可用面积;具有优良的热工性能,可以达到节能65 %以上的要求。 (2)现场喷涂硬泡聚氨酯与建筑物混凝土等基面的黏结性好,抗风揭,能与金属、木材、水泥等多种材料牢固黏结,从而使硬泡层与作用面基层成为一体,不易发生脱层,适宜于旧建筑物的节能改造。 (3)聚氨酯硬泡吸水率低(<3 %),抗水蒸气渗透好,且防水性能可靠,真正实现了保温节能一体化。 (4)聚氨酯体积密度小,约为35 kg/m3～40 kg/m3,抗压强度>0.2 MPa;其质量轻,但仍能承受一定的机械荷载且硬度很高,因此在坚固抗压结构建筑中是一种比较理想的材料。 (5)聚氨酯硬泡采用现场喷涂或浇注施工,施工具有连续性,施工后形成整体的无接缝的连续泡壳体,在易渗漏的细部节点构造部位喷涂,防水效果显著。 (6)与EPS、XPS等有机保温材料相比,聚氨酯还具有耐老化阻燃,化学稳定性好等优点,非常耐用,可确保长远的经济效益与投资收益。 (7)聚氨酯可承受熔融沥青的高温(短时温度可高达250 ℃);具有很高的压缩强度和尺寸稳定性、低可燃性,不会熔化也不会形成燃烧熔融滴落物,比较安全。 (8)喷涂聚氨酯,施工简便,质量可靠,寿命可达25年,价格低廉,节省了工程造价及施工时间,符合安全环保要求。 (9)聚氨酯性能稳定,抗老化能力强,且不含甲醛,不含氯氟烃,无需修补,可循环使用。 3工艺原理及流程 3.1工艺原理 以含有羟基的聚醚树脂与异氰酸酯反应生产的聚氨基甲酸酯为主体,以异氰酸酯与水反应生成的二氧化碳为发泡剂制成的泡沫塑料,直接喷涂在屋面找平层上作为保温防水层。 3.2工艺流程 屋面找坡→水泥砂浆找平→聚氨酯混合料配制→喷涂发泡成型→涂刷防水浆料→细石
聚氨酯泡沫填缝剂正确使用方法
聚氨酯泡沫填缝剂正确使用方法 ? 施工前，应去除施工表面的油污和浮尘，并在施工表面喷洒少量水。 ? 使用时，将OCF罐摇动至少60秒，确保罐内物料均匀。 ? 若采用枪式OCF，使用时将料罐倒置与喷枪螺纹连接，旋转打开流量阀，调节流量后，再进行喷射。若采用管式 OCF，将塑料喷头旋紧于阀门螺纹上，将塑料管对准缝隙，掀下喷头即可喷射。? 喷射时注意行进速度，通常喷射量至所需填充体积的一半即可。填充垂直缝隙时应由下往上；填充诸如天花板上 的缝隙时，由于重力的作用，未固化的泡沫可能会下坠，建议在刚填充后进行适当支撑，待泡沫 固化并与缝壁粘结后再撤离支撑。 ? 10分钟左右，泡沫脱粘，60分钟后可进行切割。 ? 用小刀切去多余部分泡沫，然后在表面用水泥泥浆，涂料或硅胶涂敷。 ? OCF罐的正常使用温度为+5~+40℃，最佳使用温度+18~+25℃。低温情况下，建议将本品在+25~+30℃环境中恒温 30分钟再使用，以保证其最佳性能。固化后的泡沫耐温范围为-35℃~+80℃。? OCF属湿固化泡沫，使用时应喷在潮湿的表面，温度越大，固化越快。未固化的泡沫可用清洗剂清理https://www.wendangku.net/doc/cf14963920.html,，而固化后的泡沫应用机械的方法（沙磨或切割）除去。 ? 固化后的泡沫受紫外光照射后会泛黄，建议在固化后的泡沫表面用其他材料涂装（水泥砂浆，涂 料等）喷枪使用完后，请立即用专用清洗剂清洗。 ? 替换料罐时，先把新罐摇匀（至少摇晃20次），卸下空罐，迅速把新的料罐换上，防止喷枪连接口固化。 ? 喷枪的流量控制阀和扳机可控制泡沫流量的大小。喷枪停止时即按顺时针方向关闭流量阀。 聚氨酯泡沫填缝剂应用范围 门窗安装：门窗与墙体之间的填缝密封，固定粘结。 广告模型：模型、沙盘的制作，展板修补。 隔音消声：语音室、播音室等装修时的缝隙填补，可以起到隔音消声作用。 园艺造景：插花、园艺造景，轻便美观。 日常维修：空洞、缝隙、墙砖、地转、地板的修补。 防水堵漏：自来水管道、下水道等漏洞的修补、堵漏。 包装运输：可方便地将贵重易碎商品包裹，省时忆捷，抗震耐压 聚氨酯泡沫填缝剂发泡胶的使用事项说明 聚氨酯发泡胶聚氨酯泡沫填缝剂罐内有5-6kg/cm2（25℃）的压力，储存和运输过程中温度不应超过50℃，以防发生罐体爆破。 聚氨酯泡沫填缝剂罐应避免阳光直射，严禁小孩接触，用完后的空罐，尤其是部门使用而尚未用完的聚氨酯泡沫填缝剂罐不应乱扔，禁止燃烧或穿刺空罐。 阔别明火，勿与易燃易爆物品接触。 施工现场应具备透风前提，施工职员在施工时应戴工作手套，工作服和护目
硬质聚氨酯泡沫塑料(新版)
硬质聚氨酯泡沫塑料(新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0651
硬质聚氨酯泡沫塑料(新版) 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 项目 聚氨酯硬质泡沫塑料 聚苯乙烯 泡沫玻璃 聚氯乙然泡沫 软木 密度/kg·m-3 50 50
聚氨酯发泡工艺流程
聚氨酯发泡工艺流程 将穿好的外护管的钢管吊至发泡平台，两端通过机械液压将法兰堵头封死钢管与外护管之间的空间。钢管两端各留200mm长的裸管不发泡，待现场施工焊接等工作结束后进行现场补口发泡。 在外护管居中位置上钻打一个圆孔作为注料孔，注料时要保证管道水平，确保泡沫均匀。 调试灌注发泡机，根据钢管与高密度聚乙烯外护管之间的空隙及长度、计算出聚氨酯保温层液态聚氨酯用量；根据保温层耐热温度要求，确定A、B组分的配合比；根据环境温度、灌注用量确定发泡时间，确定A、B组分的流量比，确保在规定时间内，A、B两组分按已确定的流量比和用量充分混合、雾化、发泡，经实验确定后方能进行正式施工。 装枪头，将A、B两组分的出料管分别插入喷枪的A、B两个活接头上，同时将压缩空气管也接到压缩空气活接头上，进行试灌注。当工艺指标符合设计技术要求时，进行正式灌注。 灌注，根据保温层厚度及管径计算材料用量，调整流量计，将枪头插入管壳灌注孔内，打开空压机阀门，然后打开A、B两组分出料阀门，同时按下自动灌注机开关，设备自动灌注、关闭。 河南中科防腐保温工程有限公司 聚乙烯管壳生产工艺流程 ①高密度聚乙烯外护管由高密度聚乙烯树脂配以抗氧剂和色母料等助剂通过挤塑生产。外护管是两步法生产预制保温管的配套产
品，主要用于保温材料的保护层。 ②聚乙烯外护管挤塑生产，用专用牵引机和挤塑机挤塑生产各种规格型号的高密度聚乙烯外护管。 ③聚乙烯外护管常用为黑色，黑色抗氧化性强，耐腐蚀性强，现在国内市场已经逐渐淘汰了黄色的外护管。因为黄色在阳光下抗氧化性弱，且埋在地下时，由于颜色鲜艳，极易引起微生物降解，进而影响保温管的质量。 ④同时聚乙烯外护管需要进行电晕处理，利用高压电极放电原理对聚乙烯外护管管材内侧进行电晕，环向大于75%的范围内表面张力系数应大于50dyn/cm,并提供相应测试报告。以提高聚氨酯保温层与聚乙烯外护管的粘接强度，使直埋式保温管中的钢管、聚氨酯保温层和聚乙烯外护管达到三位一体效果。 河南中科防腐保温工程有限公司
硬质聚氨酯泡沫塑料.docx
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5 s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 项目聚氨酯硬质泡沫塑料聚苯乙烯泡沫玻璃聚氯乙然泡沫软木 密度/kg·m -3 50 50 160～190 60～70 240～250
导热系数/W·(m·K) -1 0.023～0.026 0.043 0.055～0.060 0.043 0.058 耐热度/℃+130 +75 +400 +80 +100 耐寒度/℃-110 -80 -270 -35 吸水率体积/％0.2 0.4 <0.2 0.3 压缩强度/MPa ≥0.2 0.18 >0.5 0.18 自熄性自熄易燃不燃易燃燃烧 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。 (2)Ⅲ型阻火聚醚：是三羟基含磷含氯阻火聚醚。由于分子结构中引入
聚氨酯泡沫材料及成型方法总结
聚氨酯泡沫材料 一、概况 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物统称为聚氨基甲酸酯。一般聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯(通常为甲苯二异氰酸酯，简称TDI)与多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互作用而得。由于聚氨酯的结构不同，性能也不一样。利用这种性质，聚氨酯类聚合物可以分别制成塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。近二十年来，聚氨酯在这几个方面的应用都发展很快，特别是聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯橡胶、聚氨酯涂料发展更加迅速。 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，因而相对密度较小，质轻，隔热隔音，比强度高，减振等优异特性。根据所用原料不同和配方的变化，可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料几种。 图1 聚氨酯泡沫合成主要原料 聚氨酯原料 异氰酸酯 脂肪族 脂环族芳香族多元醇 聚酯多元醇 聚醚多元醇其它多元醇扩链剂 胺类扩链剂 醇类扩链剂催化剂 叔胺类催化剂 金属有机催化其它助剂 阻燃剂抗氧剂 紫外线吸收剂着色剂增塑剂
1.1聚氨酯泡沫形成的化学机理 多元醇与多异氰酸酯生成聚氨酯的反应，是所有聚氨酯泡沫塑料制备中都存在的反应。发泡过程中的“凝胶反应”一般即指氨基甲酸酯的形成反应。因为泡沫原料采用多官能度原料，得到的是交联网络，这使得发泡体系能够迅速凝胶。基团反应如下： —NCO+—OH→—NHCOO— 在有水存在的发泡体系中，例如聚氨酯软泡发泡体系、水发泡聚氨酯硬泡体系，多异氰酸酯与水的反应不仅生成脲的交联（凝胶反应），而且是重要的产气发泡反应。所谓“发泡反应”，一般是指有水参加的反应。 —NCO+H 2O+OCN—→—NHCONH—+CO 2 ↑ 上述几个反应产生大量的热，这些热量可促使反应体系温度迅速增加，是发泡反应在短时间完成。并且，反应热为物理发泡剂（辅助发泡剂）的气化发泡提供了能量 二、软质聚氨酯泡沫塑料 软质聚氨酯泡沫塑料（简称聚氨酯软泡）是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是用量最大的一种聚氨酯产品。聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。一般具有密度低、抗氧化老化、耐油耐溶剂、弹性回复好、吸音、透气、保温性能，主要用作家具垫材、交通工具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热保温材料 2.1发泡原理及工艺 2.1.1预聚体法发泡工艺原理 预聚体法发泡工艺通常应用于聚醚型泡沫塑料。而聚酯型泡沫塑料因聚酯本身粘度较大，生成预聚体后粘度更大，在发泡时不易操作，一般都不用此法。 预聚体法发泡工艺既是将聚醚多元醇和而异氰酸酯先制成预聚体，然后在预聚体中加入水、催化剂、表面活性剂和其他添加剂，载高速搅拌下混合进行发泡。固化后在一定温度下熟化即软质泡沫塑料。其流程示意图如下
硬质聚氨酯泡沫塑料
编号：SY-AQ-06349 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 硬质聚氨酯泡沫塑料 Rigid polyurethane foam
硬质聚氨酯泡沫塑料 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 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 项目 聚氨酯硬质泡沫塑料 聚苯乙烯 泡沫玻璃 聚氯乙然泡沫 软木 密度/kg·m-3 50 50 160～190 60～70
聚氨酯泡沫阻燃
聚氨酯泡沫塑料的阻燃 阻燃原理 一般，通过添加阻燃剂提高泡沫塑料的阻燃性，以延缓燃烧、阻烟甚至使着火部位自熄。也可采用含阻燃元素的多元醇(即反应型阻燃剂)为泡沫原料。阻燃剂必须具有以下一种或数种功能：能在着火温度或接近着火温度下吸热分解成不可燃物质；能与泡沫燃烧产物反应生成不易燃物质；可分解出能终止泡沫自由基氧化反应的物质。 在聚氨酯泡沫中，含磷阻燃剂主要在凝聚相发挥作用，磷化物可以消耗泡沫塑料燃烧时分解出的可燃气体，使其转化成不易燃烧的炭化物，泡沫体中磷(P)含量达1.5%左右时即可获得较佳的阻燃效果。 含卤素阻燃剂主要在气相中发挥作用，卤素是泡沫塑料燃烧反应的链终止剂，在塑料燃烧时生成卤化氢而抑制燃烧反应。据有关资料，为使泡沫获得较满意的阻燃性能，泡沫体中溴(Br)质量分数应达12%～14%，或氯(Cl)质量分数达18%～20%。当磷-卤联用时，由于存在一定的协同效应，故0.5%P＋(4%～5%)Br或1%P＋(8%～12%)Cl即可使聚氨酯泡沫具有自熄性。 典型的磷-氮阻燃体系可由聚磷酸铵和三聚氰胺等组成，在泡沫受热初期，阻燃剂分解产生磷酸等，它与多羟基化合物形成具有阻燃作用的磷酸酯并释放水蒸气；在高温下泡沫中的阻燃剂气化产生不燃性气体，使熔融的泡沫炭化形成疏松的多孔性阻燃层。 氢氧化铝中含有大量的结晶水(质量分数可高达34％)，结晶水在泡沫塑料生产过程中很稳定，但在泡沫塑料燃烧温度时将快速分解，吸收燃烧热，并在火源和泡沫间形成不燃性的屏障，从而起到阻燃作用。同时，它也是一种烟气抑制剂。 添加阻燃剂制备阻燃泡沫塑料 人们发现，含磷、氮、卤素、锑、铝、硼等元素的塑料制品具有较好的阻燃性能。一般可通过在制备聚氨酯泡沫塑料时在发泡配方中添加阻燃剂，使聚氨酯泡沫塑料具有一定的阻燃性能。选择阻燃剂，除了要考虑它对制品的阻燃效果(包括长期阻燃效果、遇火时的烟雾性等)，还需考虑加入阻燃剂对发泡工艺的影响，以及对制品物性的影响。 一用于聚氨酯的阻燃剂有非反应性添加型阻燃剂及反应型阻燃剂两类。 A 添加非反应性阻燃剂 聚氨酯泡沫的阻燃剂以液态阻燃剂为主。液体阻燃剂主要是含磷、氯、溴元素的有机化合物，如三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)、四(2-氯乙基)亚乙基二磷酸酯、甲基膦酸二甲酯(DMMP)、多溴二苯醚，等等。固态阻燃剂如三聚氰胺、三氧化锑、氢氧化铝、硼酸盐、聚磷酸铵、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰胺酯等也用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃。 B添加液态有机阻燃剂 在聚氨酯泡沫塑料中应用最早而且成本经济的品种是TCEP。它容易迁移和挥发，阻燃持久性较差。为了减少挥发损失，可选用多氯化(多)磷酸酯和高分子量的齐聚磷酸酯，如三(二氯丙基)磷酸酯和卤代双磷酸酯。在硬泡配方中加入20％以内的三(2,3-二氯丙基)磷酸酯，可使硬泡的氧指数达26；添加15％该阻燃剂可使软泡的阻燃性能达到UL94 HF-1或ASTM D1692阻燃要求。 卤代双磷酸酯是聚氨酯泡沫塑料常用的液态低挥发阻燃剂，耐水解性和热稳定性较好，尤其适用于聚氨酯软泡的阻燃。典型的产品有：四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯，含磷12％、氯27％，日本进口产品牌号CR505；四(2-氯乙基)亚乙基二磷酸酯，含磷13％、氯30.5％，美国进口产品牌号Thermolin101。其它产品如四(1,3-二氯-2-丙基)-2,2-二(氯甲基)-1,3-亚丙基二磷酸酯、四(1,3-二氯-2-丙基)-亚乙基二磷酸酯、四(2,3-二溴丙基)-1,2-亚乙基二磷酸
泡沫塑料的粘接方法
泡沫塑料的粘接方法 时间：2008-5-21 15:56:09 来源：本站原创点击：83 26）泡沫塑料 一、泡沫塑料的性能 泡沫塑料是内部具有无数微小气孔的塑料。泡沫塑料可用各种树脂制得。尽管泡沫塑料随品种不同，其性能也不一样，但泡沫塑料都有泡孔，泡孔中又部充满着空气，因此泡沫塑料具有以下共同性能： ①泡沫塑料是一种泡沫体，它的质量轻，比同品种的塑料要轻几倍，甚至几十倍。 ②泡诛塑料的泡孔具有防止空气对流的作用，因此泡沫塑料不易传热。 ③泡沫塑料有无数微小的气孔，因此能吸音。 泡沫些料内的泡孔互相联通，互相通气的称为开孔泡沫塑料，这种泡沫塑料具有良好的吸音性能和缓冲性能。泡沫塑料内的泡孔互不贯通、互不相干的则称为闭孔泡沫塑料，闭孔泡沫理料具有较低的导热性能和较小的吸水性。 泡沫塑料根据软硬程度不同，有软质泡沫塑料和硬质泡沫塑料。 二、泡沫塑料的粘接方法 泡沫塑料，因它本身的力学强度低，为了粘接，一般不需要用高强度的胶粘剂。同种软质泡沫塑料或者软质泡沫塑料与其它柔软材料的粘接，使用合成橡胶胶粘剂或者树脂系和橡胶系的混合胶粘剂。同时硬质泡沫或硬质泡沫与其它材料的粘接，要求粘接强度不高时，可使用前面所述的胶粘剂；若要求高强
度时，可使用室温固化性的热固性胶粘剂。具有表面皮膜的硬质泡沫塑料在粘接前必须进行喷砂处理，将脱膜剂除去。 (一)聚氨酯泡沫塑料的粘接 聚氨酯泡沫塑料的粘接，一般分为熔融粘接和合成胶粘剂粘接两种。 1．熔融粘接 熔融粘接是用火焰烘熔粘接或者用加热辊简粘接等方法。总之是把聚氨酯泡沫表面加热，熔融粘接。聚氨酯泡沫塑料有聚醚型和聚蹈型之分，一般对聚醚型聚氨酯泡沫塑料，因为从软化点到融点的范围狭窄，所以熔融作业困难，不能使用熔融粘接，而一般对聚酯型聚氨酯泡沫可使用熔融粘接。 2．合成胶粘剂粘接 多数胶粘剂均能粘接聚氨酯泡沫塑料。由于溶剂型胶和含溶剂的压敏胶会使某些泡沫塑料崩溃，因此常采用以丁苯橡胶或聚醋酸乙烯为基料的水乳胶和固体含量为100％的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂和丁脂橡胶胶粘剂常用于柔软聚氨酯泡沫塑料的粘接。环氧树脂胶粘剂可用于硬聚氨酯泡沫塑料的粘接。 3．聚氨酯泡沫塑料和其它材料的粘接 (1)聚氨酯泡沫塑料与天然橡胶粘接 常用氯丁橡胶胶粘剂。 (2)聚氨酯泡沫塑料与木材粘接 在建筑上应用较多，可采用氯丁橡胶系胶粘剂。’ (3)聚氨酯泡沫塑料与纤维制品粘接 纺织品上广泛应用软质聚氨酯泡沫塑料与织物的复合材料，复合的方法有下述三种。
硬质聚氨酯泡沫塑料现场发泡
硬质聚氨酯现场发泡施工方案 本工程内天井三层以上外墙设计为30厚硬质聚氨酯发泡保温层，所选用做法为L06J202外墙18做法，根据工作联系单002上部分要求，取消聚氨酯防潮底漆，直接在现3,导热系数为30kg/m0.027W/m.k。在的砼和加气砼砌块墙面喷涂，要求表观密度大于等于施工时对于窗洞口四周侧面不做喷涂，只施工大面即可。 一、施工准备 1、现场发泡施工所用材料的技术性能和质量必须符合设计要求、相应材料规范和产品标准。 2、要求做见证送检试样，复试结果合格，满足设计要求的指标。 3、外墙基体进行浮浆，粘接、孔洞及杂物清理，并做灰饼，控制发泡的平整度。 二、作业条件 1、基层已通过检查验收，质量符合设计和规范规定。同时基层表面温度不能过低、也不能有水份。 2、施工所需的各种材料已按计划进入现场，并经验收。 3、配合比已确认并经过现场验证。 4、禁止在雨天、和五级风及其五级风以上的环境中施工作业。环境温度过低、或过高，都将影响发泡施工质量，不利于施工操作。 5、硬质聚氨酯泡沫塑料现场发泡施工必须在专业技术人员监督指导下进行。 三、操作工艺 1、工艺流程 、硬质聚氨酯泡沫塑料现场发泡施工操作要领2 A、清扫基层，使基层表面无水、无杂物，过分光滑的部位刷明矾水处理。、按已确定的现场实际配合比例正确秤量，先将甲组份中六种材料置于甲组料容器均B 匀混合，通过水浴调节物料温度在＋25℃左右。、乙组份“多苯基多异氰酸酯”同样调节在＋25℃、加入已混合均匀的甲组料，用手C 20s15提电动搅拌器混合～，即注入分隔仓内发泡成型。 D、硬质聚氨酯泡沫塑料现场发泡施工的参考配合比见下表。 E、发泡材料每次搅拌、灌注时控制在1～2Kg料的范围内，以免每次料层过厚影响散热。
聚氨酯硬质泡沫塑料的特点
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。文章归环球聚氨酯网所有，转载请表明出处
聚氨酯硬泡阻燃标准
聚氨酯硬泡阻燃标准 2009-3-9 10:25:21 来源：中国塑料改性技术咨询网 ［摘要]：聚氨酯硬泡大很多应用场合都是阻燃要求的，20年来中国相应的材料阻燃标准在不断修订，并逐步与国际标准接轨。通过对以往研究工作的总结，本文就聚氨酯硬泡在实施《建筑材料燃烧性能分级方法》（GB8624-2006）后应向什么方向发展，提出了几点建议。 1聚氨酯硬泡20余年执行的相关阻燃标准 1.1《建筑材料燃烧性能分级方法》（GB8624-1997）对于PU硬泡B1等级的严格要求 近20年来，我国聚氨酯工业发展很快。由于该产品具有非常低的导热系数及透水蒸汽性，质轻、比强度高，加之其与纸、金属、木材、水泥板、砖墙塑料板、沥青毡等具有很强的粘接性，不需另加其它粘合剂等优点，已为众多的工业及民用部门所采用。但是，聚氨酯与其它有机高分子材料一样是一种可燃性较强的聚合物。硬质聚氨酯泡沫塑料的密度小，绝热性能好，与外界的暴露面比其它材料大，因此更容易燃烧。随着聚氨酯泡沫塑料的广泛运用，其材料的耐燃、防火等问题已成为迫切需要解决的重要课题。在我国，由于不慎引燃聚氨酯泡沫塑料而导致火灾的事件时有发生，给聚氨酯泡沫的应用带来了一些负面影响。在国外许多专家甚至认为这个问题是硬质聚氨酯泡沫塑料今后能否继续发展的关键之一。因此硬质聚氨酯泡沫塑料的耐燃性、安全性，已成为能否用于建筑材料的重要技术指标。许多国家的建筑立法机构都制定了一系列难燃法规，与此同时又相应的制定了一系列对聚氨酯泡沫塑料燃烧性能的测试方法。 我国从1980年开始制定了4项塑料燃烧性能试验方法的国家标准，即氧指数法（GB2406-1980）、炽热棒法（GB2407-1980）、水平燃烧法（GB2408-1980）、垂直燃烧法（GB2409-1980），特别是氧指数法（GB2406-1980）是我国适用于硬质聚氨酯泡沫塑料燃烧性试验的第1个国家标准。1984年上海市公安局颁布了《关于生产、销售、使用高分子建筑材料的管理规定》，其中明确指出：硬质聚氨酯泡沫塑料使用在建筑上，氧指数不得小于26%。相当多的省市部门及公安消防机构参照此规定陆续颁布了各地方和部门的法规。研制氧指数大于26%的硬质聚氨酯泡沫塑料，也引起了国内相关研究部门的普遍重视。国家科委在“六五”、“七五”期间将硬质聚氨酯泡沫塑料氧指数大于26%的指标列为国家攻关课题，并在“七五”攻关成功。这对安全使用硬质聚氨酯泡沫塑料，减少和消除火灾事故，起到了积极的作用。但随着我国科学技术不断提高，生产、使用硬质聚氨酯泡沫塑料的有关单位和公安消防部门的工作人员逐渐认识到，其是一种有机高分子材料，即使氧指数达到