聚氨酯硬泡,又叫硬泡聚醚多元醇,聚氨酯硬泡组合聚醚又称白料,与聚合MDI共称黑白料。主要用于制备硬质聚氨酯泡沫塑料,广泛应用于冰箱、冷库、喷涂、太阳能、热力管线、建筑等领域。
按照其用途及领域,分为硬泡聚醚多元醇、仿木聚醚、环戊烷体系硬泡聚醚多元醇、全水聚醚、阻燃聚醚。其中仿木聚醚主要用于放木材产品,全水聚醚主要用于全水管道发泡,阻燃聚醚用于制备阻燃要求高的制品。
聚氨酯硬泡物特点:
1、独特的隔热保温性能,节电效率高、环保;
2、重量轻,降低载荷;具优良的防水性能,保温、防水合二为一;
3、设计简单、效率高、进度快、质量好、寿命长;
4、无氟发泡,适应环境宽;
目前,聚氨酯的最大的应用领域是制造泡沫塑料,聚氨酯泡沫塑料用于绝热、隔音、防震,生产方便,软硬程度易调节,是最重要的一种泡沫塑料。
聚氨酯泡沫塑料又分为软泡和硬泡,聚氨酯软质泡沫塑料广泛应用于家具、床具、汽车、航空、包装、纺织品和各种泡沫衬垫、地毯衬垫、运动器具、玩具、家庭用品、医药卫生、建筑绝缘、军事及国防等方面。因其价廉、质轻、性能好,尤其在家具方面应用广泛。目前有80~90%的软泡用于家具、床具和运输业。
聚氨酯硬质泡沫塑料应用于冷藏设备、冷藏卡车和槽车,管道和贮罐绝热保温、建筑、航空、造船、包装、空间技术等。在房屋建筑方面,硬泡可作结构材料和绝缘隔热材料,目前占硬泡总量的40%左右。
聚氨酯半硬质泡沫塑料主要用于防震缓冲部件及汽车、飞机的内装饰等。
聚氨酯弹性体可用于汽车保险杠、轮胎、鞋底、各种机械零件、运动场跑道及制革等。
聚氨酯涂料是合成树脂涂料中综合性能最优异的涂装材料之一,主要用于家具、木材、运输、建筑、防腐等方面。
聚氨酯胶粘剂是合成树脂胶粘剂中性能较好的一类,在欧洲聚氨酯胶粘剂占结构胶粘剂市场的70%以上。
木材料属于聚氨酯结构硬泡,可根据密度区分三大类制品:制品密度在150——400kg/m3的多用于非承重型装饰材料,如建筑上的仿木雕装饰条,装饰板罗马柱雕刻画等工艺品,密度在400——600kg/M3的承重型结构合成木材类,可用于制造桌椅,工业支架橱柜,沙发腿,油画框,镜框,门,窗,花盆,卫生间器具等。
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。
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。