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 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 35050 160 19060 70 240 25 0 导热系数 w m k 1 0 023 0 026 0 043 0 055 0 0 60 0 0430 058 耐热度 130 75 400 80 100 耐寒度 110 80 270 35 吸水率体积 0 20 40 20 3 压缩强度 mpa 0 20 180 50 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 型阻火聚醚 是三羟基含磷含氯阻火聚醚 由于分子 结构中引入了磷 氯 产品具有阻火性 型阻火授醚质量指 标见表 5 2 型阻火授醚质量指标 指标名称一级品二级品 外观 黄色透明稠状 液体 黄色透明稠状 液体 羟值 koh mg g 1 500 20485 35 酸值 koh mg g 1 5 5 含磷量 3 9 3 5 水分 0 2 0 4 3 交联剂 n 403 乙二胺聚醚 化学名尔四 聚乙 羟丙基 乙 二胺 其质量指标如下 外观 淡黄色至棕色透明黏 稠液体 水分 0 2 羟值 koh mg g 1 770 35 此交联剂可代替部分有机胺催化剂 又可代替其他羟基聚 醚 它有增进分子结构交联 改进泡沫固化速度 减少泡沫塑 料脆性的作用 4 阻火剂 tcer 是 三氯乙基磷酸酯 其质量指标如下 外观 无色至黄色透明液 体 酸值 koh mg g 1 1 0 相对密度 15 20 1 410 1 430水分 0 3 此阻火剂溶于醇 酮 酯 芳烃 氯仿以及四氯化碳 不 溶于脂肪族烃 由于分子中含磷 氯 阻燃作用较显著 主要 作为添加型阻燃剂 除增加塑料具有自熄性外 还有增塑性 耐水 耐候 耐寒性 施工时还可降低黏度 便于施工 5 多异氰酸酯 papir nco 其质量指标如下 酸值 0 3 nco 含量 29 水解氯含量 0 5黏度 25 mpa s1000 多异氰酸酯 papir nco 可延缓塑料反应胶凝时间和发泡时 间 有利于一步法泡沫模制 对提高塑料的耐热性 强皮 耐 湿性有很大好处 6 硅油 是一种表面活性剂 也是一种发泡稳定剂 它是 一种有机硅大分子化合物 在组分中仗几种物质均匀互混 作 为亲水的聚酯和疏水的异氰酸酯 氟碳化合物的乳化剂 其次 是稳定发泡 在发泡过程中降低泡沫表面张力 控制泡孔大小 防止胶凝时微孔合并 起到控制微孔大小的作用 7 催化剂 三乙醇胺是一种控制聚氨酯分子交联速度和气 体生成速度的化合物 生产硬质泡沫塑料通常选用锡盐与叔胺类例如二月桂酸二 丁基锡 它们的作用是促进塑料迅速胶凝或泡沫固化 8 发泡剂 分为水或物理发泡剂 氟碳化台物发泡剂 作 为聚合物膨胀发泡 充入泡沫微孔以降低导热系数 常用的氟 碳化合物为 f 11 f 113 3 硬质聚氨酯泡沫塑料配方 硬质聚氨酯泡沫塑料配方 1 胶液配方表 5 3 表 5 7 介绍了几个单位用的硬质聚氨 酯泡沫塑料配方 表 5 3 重庆长风化工厂胶液配方 组 分 原料名称质量比施工温度 a 型聚醚 乙二胺聚 醚 三氯三氟 乙烷 p 113 三氯乙 基磷酸酯 tcep 三乙醇胺 二月桂酸 二丁基锡 204 硅油 48 50 15 17 18 20 13 15 1 2 6 0 2 0 5 1 5 2 施工温度 31 41 表 面温度 45 左 右 b 聚苯基甲基多导氰酸酯 papi 106 5 117 1 表 5 4 大庆油田科研设计院胶液配方 组 分 原料名称质量比生产厂家 a 甘油聚醚 硅油 二月桂 酸二丁基锡 三乙烯 100 3 45 0 09 南京塑料厂 进口 北京 化工三厂 上海 二胺 多缩丙 二醇 f 11 0 75 1 45 30 第五制药 厂 上海 高桥化工 厂 上海 电化厂 bpapi142 常州有机化工厂 表 5 5 大连旅顺龙头塑料保温厂胶液配方 不同温度下质量配合比 喷涂法浇注法 组 分 原料 15 23 13 以上 15 以下 23 以上15 以下 a 聚醚 胺 醚 三氯乙 基磷酸 酯 f 113 20 7 8 4 6 11 1 3 20 6 8 4 6 10 1 2 20 8 10 4 6 12 1 3 20 3 5 4 6 9 11 20 4 6 4 6 8 10 0 1 0 h2o 硅 油 有 机锡 三 乙醇胺 0 2 0 3 0 8 0 9 0 1 0 3 1 6 1 8 0 1 0 3 0 7 0 9 0 1 0 2 1 2 1 4 0 2 0 4 0 8 1 0 0 2 0 4 2 0 2 2 0 8 1 0 0 16 0 2 1 1 5 2 0 8 1 0 0 16 0 2 1 1 5 b papi 指数1 05 1 1 表 5 6 东北输油管理局胶液配方 不同施工方法及温度条件下的质量比 喷涂法浇注法 组 分 原料 11 16 21 24 25 15 a 型阻火聚 醚 乙 二胺聚 醚 三氯乙 20 10 6 20 7 6 20 8 4 20 8 5 20 5 6 20 6 6 基磷酸 酯 f 113 h2o 有 机锡 三 乙醇胺 硅 油 13 0 4 0 4 2 2 1 14 0 2 0 3 1 8 0 8 12 0 4 0 2 1 4 0 9 10 0 3 0 2 1 2 1 11 0 0 16 1 0 8 10 0 2 0 16 1 0 8 b papi555454525252 表 5 7 河南苗占防腐公司一队胶液配方 组 分 原料质量比 a 型阻火聚醚 乙二 胺聚醚 三 氯乙基磷 100 16 8 酸酯 f 113 三乙 醇胺 硅油 有机 锡 32 2 1 6 0 017 bpapi 160 165 2 配料方法及过程 先校配比进行小试发泡 无误后可大批量配种 配料按 a 组和 b 组分别进行 充分搅拌 待用 4 施工方法施工方法 目前硬质聚氨酯泡沫塑料在防腐蚀和绝热工程上应用的施 工方法有 3 种 预制泡沫塑料法 直接喷涂法 一次罐注成型 法 1 预制泡沫塑料法 以胎模成型为块材或半圆形泡沫塑料 块材或半圆形泡沫塑料的缝隙可用直接喷涂法封闭 形成防腐 蚀保温保冷绝热层 预制板材和预制管壳规格见表 5 8 表 5 9 表 5 8 预制板材规格 mm 长度宽度厚度 2000 2000 1500 1000 500 600 30 80 30 80 30 80 表 5 9 预制管壳规格 mm 内径壁厚长度备注 45 108 159 219 273 325 50 80 50 50 50 50 50 500 500 500 500 500 500 由两块 拼接成 圆筒 426 730 840 1000 2200 7900 30 5 0 35 80 80 100 30 1000 1000 700 700 700 870 2 直接喷涂法 是硬质聚氨酯泡沫塑料现场施工 修补技 术的主要方法 这种方法不受工作面外形尺寸 几何形状的限 制 不用模具 制品厚度可根据实际需要任意调节 可连续成 型 效率高 喷涂机械硬质泡抹塑料直接喷涂的喷涂机由几部分组成 a b 组分物料贮箱 a b 组分泵 电加热系统 滤气减压系 统和喷枪 jg 3 型喷涂机工作程序如图 5 1 所示 jg 3 型喷涂发泡机由 1 台三相交流电动机带动 经变速机 变速箱带动 2 台 hv3 68 型环形活塞式计量泵作顺时针同步运 转 计量泵 a b 按定比各自输送组分液料 经耐压管输送到喷 枪 在压缩空气的作用下 a b 两组分液体在喷抢混合室内相 互混合 然后以高速雾状喷涂至工作面 待发泡 固化 形成 一定密度和一定厚度的硬质聚氨酯泡沫塑料涂层 jg 3 型喷涂机之变速箱配有两种转速 可任选一种 不同 转速获得喷涂量也不同 jg 3 型喷涂机转速与喷涂量关系见表 5 10 表 5 10 jg 3 型喷涂机转速与喷涂量 转速 r min 1475715 喷涂量 l min 1 1 28 2 48 喷涂操作 按配方配料 a 组分和 b 组分 分别倒入 a b 物料贮槽 喷涂用空气压力 0 3 0 4mpa 被喷涂物面温度 40 50 加速涂层的熟化 提高黏结力 喷枪对准物面 稍 带有一点角度 离物面 300 500mm 距离 喷枪移动速度 0 5 o 8 m min 喷涂层技术控制 a 乳化时间 乳化时间太短 枪口要堵塞 时间太长物料 要流失或滴落 b 初凝时间 物料初凝可用手测试 以不粘手计时 一般 控制在 10 12 s 间 时间长了要影响施工进度 时间短了待第 二次 喷上时 其表面已有固化层 将产生间隔层 以致影响到 导热系数 c 雾化风压 胶液在喷枪内混合系通过压缩空气在混合器 内搅拌雾化 一般控制风压 0 4 0 6mpa 直接喷涂的缺点是表面不光滑 并呈麻面状 当喷涂管道 时 物料损失约 10 3 一次灌注成型法 灌注发泡是聚氨酯泡抹塑料在模腔内 成型的主要方法 一次性灌注物料流动性好 发泡时充满模腔 各个部位 省工 省料 制品光滑 质量好 灌注发泡是用灌注发泡机进行的常用 jg 1 型灌注发泡机系 低压循环型 jg 1 型灌注发泡机规格与能力见表 5 11 表 5 11 jg 1 型灌注发泡机规格与能力 规格 时间 jg 1 10jg 1 20jg 1 30 jg 1 40jg 1 60 1s 25s 60s 60 170ml 1 65 4 15l 4 10l 130 330m l 3 35 8 35l 8 20l 0 2 0 5l 5 1 2 5l 12 30l 0 3 0 7l 6 65 16 7l 16 4 0l 0 4 1l 10 25l 24 60l jg 1 型灌注发泡机参数如下 灌注搅拌头 电动 4000 r min 定量输送泵 hv 系列环形活塞泵 原液灌 a b 各 100l 溶剂中洗 强风吹扫 按程序自动操作 原液补充 电 动泵输送 原液搅