硬质聚氨酯泡沫塑料

1、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，减少了修理费用。另外，它还具有合格的防水防腐性脂，可直接埋入地下或水中，使用寿命可达2030年以上，使用温度-190120。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

2、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12s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51。 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-350501601906070240250导热系数/w·(m·+130+75+400+80+100耐寒度/-110-80-270-35  压缩强度/mpa 

3、;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，发泡剂用量可依据所需泡沫体密度来决定。(1)聚酯。硬质泡沫聚氨酯所用的

4、聚酯，其羟值通常控制在300500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52。 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-1500±20485±35酸值(koh)/mg·g-155含磷量/3.5水分/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-1770

5、7;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，改善泡沫固化速度，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-11.0相对密度(1520)1.4101.430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

6、。 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papirnco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。对提升塑料的耐热性、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

7、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(1)胶液配方表53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48501517182013151.52施工温度3141表面温度45 表5-4 大庆油田科研制定院胶液配方组分原料名称质量

8、比生产厂家a甘油聚醚硅油二月桂酸二丁基锡三乙烯二胺多缩丙二醇f-1110030南京塑料厂进口北京化工三厂上海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   组分原料不同温度下质量配合比喷涂法浇注法152313以上15以下23以上15以下a聚醚胺醚-三氯乙基磷酸酯f-113h2o硅油有机锡三乙醇胺2078461113684610128104612133546911-4646810表5-6 东北输油管理局胶液配方组分原料不同施工方法及温度条件下的质量比喷涂法浇注法111621242515a型阻火聚醚乙二胺聚醚-三氯

9、乙基磷酸酯f-113h2o有机锡三乙醇胺硅油 201061312076148412851012056110166101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-三氯乙基磷酸酯f-113三乙醇胺硅油有机锡1001683220.017bpapi160165 (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

10、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58、表59。 表5-8 预制板材规格/mm长度宽度厚度2000200015001000500600308030803080表5-9 预制管壳规格/mm内径壁厚长度备注451081592192733254267308401000220079005080505050505030503580801003050050050050050050010001000700700700870由两块拼接成圆筒 (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

11、具，制品厚度可依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51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hv368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互相混合，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

12、一种。不同转速获得喷涂量也不同，jg3型喷涂机转速与喷涂量关系见表510。 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-1128248 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0304mpa。被喷涂物面温度4050，加速涂层的熟化，提升黏结力。喷枪对准物面，稍带有一点角度，离物面300500mm距离，喷枪移动速度05o8 mmin。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1012 s间，时间

13、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0406mpa。直接喷涂的缺点是表面不平滑，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、制品平滑，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。jg1型灌注发泡机规格与能力见表511。 表5-11 jg-1型灌注发泡机规格与能力时间规格jg-1-10jg-1-20jg-1-30jg-1-40jg-1-601s25s60s60170ml410l130330ml1640l0.41l1025l2460l jg-1型灌注发泡机参数如下。灌注搅拌头，电动4000 rmin。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。原液搅拌混合，电动锚式搅拌器。注入定时器，140 s。注剂罐，20l。原液温度调节，电加热、水泵循环、恒温自空。外表尺寸，2m