聚氨酯保溫材料性能 聚氨酯泡沫塑料, 是一種具有閉孔結構的低密度微孔泡沫材料,作為外墻保溫材料,同膨脹型聚苯乙烯(EPS)、擠塑型聚苯乙烯(XPS)保溫材料相比,在保溫性能、防水性能、密封性能、抗裂性能、阻燃性能、及環保性能等方面都具有明顯的優勢。 2 聚氨酯硬質泡沫的成泡原理 合成聚氨酯需要使用的原材料有多元醇、多異氰酸酯、催化劑、發泡劑、泡沫穩定劑和阻燃劑、防老劑、防霉劑等。多元醇主要有聚醚多元醇、聚酯多元醇,是低分子量且黏度較高的化合物, 聚氨酯硬泡中使用的多元醇是分子量在1300 以下,羥值700 以下,官能度在3~8。另一種多元醇是蓖麻油及其衍生物,蓖麻油一般與其它多元醇摻和使用,以改善聚氨酯硬泡的柔軟性。 合成聚聚氨酯泡沫塑料的方法一般有預聚法、半預聚法和一步法等。預聚法是將過量的異氰酸酯與多元醇聚合物先制成端異氰酸酯基的預聚物, 然后再與擴鏈劑或其余的多元醇聚合物反應。半預聚法與預聚法類似,僅預聚物的反應程度較低。預聚法和半預聚法適用于小批量生產,一步法則用于大批量的連續發泡或模型發泡。 —步法發泡是指:將聚醚或聚酯多元醇、催化劑、水、泡沫穩定劑、發泡劑等(工業上簡稱A 組份)和異氰酸酯(工業上簡稱B 組份),一次加入混合室或空腔,在混合室內,鏈增長、氣體發生及交鏈等反應在短時間內幾乎同時進行。所有物料經混合機攪拌混合均勻后,1~10s 即行發泡,0.5~3min發泡完畢, 得到具有較高分子量并有一定交鏈密度的泡沫制品。實際應用—步法發泡時, 常常采用雙組份發泡的方法。即:將異氰酸酯以外的其他所有組份預先混合(A 組份),然后再讓異氰酸酯(B 組份)與混料反應。 一步法發泡的優點是只要將兩種組份送入混合室,就可以發泡。國內現場制備外墻體保溫層工藝都采用這種方法。 制造聚氨酯泡沫體既可以用水與異氰酸酯生成脲,放出二氧化碳作為發泡劑氣體的來源, 也可以利用多元醇或其他活性氫化合物和異氰酸反應時產生的大量反應熱,使外發泡劑(低沸點惰性溶劑如F11、三氯甲烷等)汽化來作為發泡氣體的來源。采用哪種方法可根據制品性能和不同發泡工藝要求而定,也有采用兩種方法并用的。前者由于分子鏈中生成脲基,可以提高泡沫體的剛度和強度。發泡中產生的氣體愈多,泡沫制品的密度愈小,因而可以通過調節異氰酸酯和水的用量或外發泡劑的用量來控制泡沫制品的密度。聚氨酯泡沫合成過程描述如下: 1)二氧化碳或Fn 發泡體系中,在催化劑作用下,異氰酸酯和水開始反應。由于異氰酸酯和水的反應是放熱反應,反應過程不斷放出熱量,促使體系溫度升高,低沸點溶劑如Fll 汽化或C02生成,從而使反應物料中氣體濃度迅速增加。當氣體濃度增加到超過某一平衡飽和度后, 溶液中開始形成微小的氣泡, 這時可以看到反應液從原來的透明狀態變成帶有乳色的混濁狀態,這種現象叫做乳白現象。從混合開始到出現乳白狀態的時間叫乳白時間,乳白時間很短,一般為幾秒到幾十秒鐘。 2)氣體在剛生成時,呈圓球狀分布在黏稠的溶液中。經過乳白期以后,化學反應繼續進行,發泡氣體不斷產生,新的氣泡繼續增加, 新產生的氣體從溶液中又不斷擴散到氣泡中去,氣體體積不斷增大,推動整個反應體系不斷增長。在整個泡沫合成過程中, 發泡反應和凝膠反應在催化劑調節下互相協調,維持平衡量。在泡沫升起過程中,凝膠反應也不斷增長,到一定時間后,泡沫不再上升,這個點即為凝膠點。從起始反應到這個轉折點的時間叫凝膠時間,這個過程稱凝膠(膠化)過程,凝膠時間約為60~120s。 3)凝膠點以后再經過一段成熟期(熟化期),便形成了聚氨酯泡沫制品, 這過程亦稱為固化過程, 一般約需24h 以上
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