硬質(zhì)聚氨酯南工大ppt課件

1、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料日益受到關注的高分子材料2什么是聚氨酯？什么是聚氨酯？聚氨酯全稱聚氨酯全稱:聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團 (NHCOO )的大分子化合物的統(tǒng)稱。的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由異氰酸酯與多羥基化合物加聚它是由異氰酸酯與多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，還可含有醚、酯、脲、縮二脲酯外，還可含有醚、酯、脲、縮二脲 ,脲基甲酸酯等基團脲基甲酸酯等基團 .通過改變原料種類及組成，可以大幅通過改變原料種類及組成，可以大幅度地改變產(chǎn)品形態(tài)及其性能，得到從度地改變產(chǎn)品形

2、態(tài)及其性能，得到從柔軟到堅硬的最終產(chǎn)品。聚氨酯制品柔軟到堅硬的最終產(chǎn)品。聚氨酯制品形態(tài)有軟質(zhì)泡沫、硬質(zhì)泡沫塑料、彈形態(tài)有軟質(zhì)泡沫、硬質(zhì)泡沫塑料、彈性體、油漆涂料、膠粘劑、密封膠、性體、油漆涂料、膠粘劑、密封膠、合成革涂層樹脂、彈性纖維等合成革涂層樹脂、彈性纖維等英文：英文：Polyurethane 簡稱：簡稱：PU3聚氨酯在日常生活中的應用 家具業(yè)應用家具業(yè)應用:1.油漆、油漆、2.涂料、涂料、3.粘合劑、粘合劑、4.沙發(fā)、沙發(fā)、5.床床墊、墊、6.座椅扶手座椅扶手 家用電器應用家用電器應用:1.電器絕緣漆電器絕緣漆 2.電線電纜護套電線電纜護套 3.冰箱、冷冰箱、冷柜、消毒柜、熱水器等保溫層

3、柜、消毒柜、熱水器等保溫層 4.洗衣機電子器件防水灌封洗衣機電子器件防水灌封膠膠 建筑業(yè)應用建筑業(yè)應用:1.密封膠、密封膠、2.粘合劑、粘合劑、3.屋頂防水保溫層、屋頂防水保溫層、4.冷庫保溫、冷庫保溫、5.內(nèi)外墻涂料內(nèi)外墻涂料 6.地板漆、地板漆、7.合成木材、合成木材、8.跑道、跑道、9.防水堵漏劑防水堵漏劑 10塑膠地板塑膠地板 交通行業(yè)應用交通行業(yè)應用:1. 飛機、汽車內(nèi)飾件座椅，扶手，頭枕，飛機、汽車內(nèi)飾件座椅，扶手，頭枕，門內(nèi)板，儀表盤，方向盤，保險杠，減震墊，擋泥板門內(nèi)板，儀表盤，方向盤，保險杠，減震墊，擋泥板 2.地地毯襯里，油漆毯襯里，油漆 3.保溫絕緣部件、管路保溫絕緣部件

4、、管路4.密封墊圈密封墊圈5.防滑鏈防滑鏈 制鞋、制革業(yè)應用制鞋、制革業(yè)應用:1. 鞋內(nèi)、外底鞋內(nèi)、外底 2.粘合劑粘合劑 3.皮革整飾皮革整飾劑劑 4.人造革、合成革涂層人造革、合成革涂層 體育行業(yè)的應用體育行業(yè)的應用:塑膠運動場地包括籃球、排球、羽毛球塑膠運動場地包括籃球、排球、羽毛球、網(wǎng)球場地、跑道的鋪設），運動服裝舞蹈服、泳衣、網(wǎng)球場地、跑道的鋪設），運動服裝舞蹈服、泳衣、舞蹈服）；運動鞋、滑板車舞蹈服）；運動鞋、滑板車45聚氨酯硬泡概述聚氨酯硬泡概述 定義:在一定負荷下不發(fā)生明顯形變，當負荷過大發(fā)生形變后不能恢復的熱固 性泡沫塑料。高分子鏈上含有許多重復的NHCOO基團的高分子化合物

5、 泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品種之一，它的主要特征是具有多孔性，因而相對密度小，比強度高。 若按所用多元醇品種的不同，可分為：聚酯型、聚醚型聚氨酯泡沫塑料等、 若按其發(fā)泡方法分類，又有：塊狀、模塑和噴涂聚氨酯泡沫塑料等類型。 主要特點：閉孔率高少量開孔泡沫）； 重量輕； 比強度高； 導熱系數(shù)??； 優(yōu)良的電學性能、 聲學性能 耐化學性能 使用壽命長67 發(fā)展的原因：石化工業(yè)提供大量廉價的環(huán)乙、環(huán)丙； PAPI的發(fā)展； 助劑的發(fā)展； 應用范圍的擴大； 發(fā)泡機械的進步； 阻燃技術的進步； 節(jié)能意識的提高；8基本反應基本反應與羥基的反應 NCO OH NHCOO與水的反應 2 R-NCO+ H2O

6、 RNHCONHR + CO2 與脲基的反應 R縮二脲O O+O R NCO R NH C NH R R NH C N C NH R9R NH C N C ROOR NCO R NH C RO 脲基甲酸酯+RR NCO3 三聚體（異氰脲酸酯）RRROOOCNCNCNOCNNCOOCNNCO與氨基甲酸酯基的反應三聚反應10硬泡組合聚醚和黑料硬泡組合聚醚和黑料 聚氨酯硬泡組合聚醚：聚氨酯硬泡的主要原料之一，又稱白料，含有聚醚多元醇 硅油 發(fā)泡劑 阻燃劑 催化劑等組分。 異氰酸酯：聚合MDI，俗稱黑料 ，廠家比如：BAYER BASF 煙臺萬華11發(fā)泡的反應過程發(fā)泡的反應過程1213原料原料 異氰酸

7、酯(聚合MDI或PAPI)NCOCH2CH2n NCONCO二官能度(n0) 4,4-MDI 約46% 2,4-MDI 約3%三官能度(n1) 約 26%四官能度(n2) 約5%五官能度(n3) 約 3%高官能度 少量 14多元醇:聚醚多元醇與聚酯多元醇 聚醚多元醇聚酯多元醇 二元酸或酸酐與二元醇和多元醇反應 以滌綸聚酯廢料、殘渣、苯酐等原料制得 15發(fā)泡劑 物理、化學發(fā)泡劑催化劑表面活性劑 乳化、成核、穩(wěn)定作用阻燃劑 添加型、反應型其它添加劑 開孔劑、抗氧劑、抗紫外線吸收劑、顏料 16發(fā)泡劑發(fā)泡劑1718配方配方1920發(fā)泡參數(shù)發(fā)泡參數(shù)21發(fā)泡工藝與成型方法發(fā)泡工藝與成型方法 發(fā)泡工藝發(fā)泡工

8、藝 預聚法：過量的異氰酸酯與多元醇反應。預聚法：過量的異氰酸酯與多元醇反應。NOC在在2035之間。之間。 常用于特殊常用于特殊制品制品 一步法：聚醚或聚酯多元醇、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、一步法：聚醚或聚酯多元醇、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、異氰酸酯等原料經(jīng)過計量并混合后發(fā)泡。常發(fā)泡劑、異氰酸酯等原料經(jīng)過計量并混合后發(fā)泡。常規(guī)方法規(guī)方法 成型方法成型方法 手工發(fā)泡：只適用于現(xiàn)場臨時施工或生產(chǎn)少量不定型手工發(fā)泡：只適用于現(xiàn)場臨時施工或生產(chǎn)少量不定型的制品或制作一些泡沫塑料試樣。的制品或制作一些泡沫塑料試樣。 22塊狀泡沫連續(xù)成型：與軟泡相似。不常用澆注發(fā)泡：一半以上的硬泡是用此方法成型的。又分為手工

9、和機械發(fā)泡手工發(fā)泡機械發(fā)泡：低壓發(fā)泡高速剪切 高壓發(fā)泡高壓沖擊23噴涂發(fā)泡：把原料直接噴射到物件的表面，并在此面上發(fā)泡的成型方法 有空氣噴涂 用壓縮空氣把反應液噴出，并在發(fā)生化學反應的同時發(fā)泡的方法 少見無空氣噴涂 高壓發(fā)泡機 常規(guī)復合板材連續(xù)成型：水平復合、反面復合、雙金屬面復合異型）、增強復合板材管道24聚氨酯外墻復合板連續(xù)生產(chǎn)線聚氨酯外墻復合板連續(xù)生產(chǎn)線25硬質(zhì)聚氨酯施工實樣1 : 冷庫：26硬質(zhì)聚氨酯施工實樣2：屋頂2728293031323334聚氨酯硬泡保溫聚氨酯硬泡保溫PU材料的保溫效果主要來自于由發(fā)泡劑發(fā)泡產(chǎn)生的小孔。由于PU硬質(zhì)泡沫屬閉孔結構，故而其不會因毛細管作用產(chǎn)生吸水而

10、使保溫性能下降。它不含甲醛，故不會對環(huán)境造成污染危害；同時它不受細菌和微生物的侵襲，具有中性的微生物特性；可鋸、易切割，可針對各種要求完成定制保溫層的鋪設目前用于保溫的大多數(shù)PU硬質(zhì)泡沫塑料的體積密度約為30-50kg/3，質(zhì)量很輕，但仍能承受機械荷載并且硬度很高，這使其成為在堅固抗壓結構建筑中的理想材料對一幢采用PU硬質(zhì)泡沫塑料板塊進行屋面保溫的獨立建筑進行能量守恒模型計算,結果證明,使用1m3，WLG025 等級的PU，可在50年內(nèi)節(jié)省6.55萬kwh的能量。生產(chǎn)PU硬質(zhì)泡沫塑料所需的能量在第一個采暖期內(nèi)房屋投入使用后僅8個月就能得到收回3536373839聚氨酯硬泡的阻燃聚氨酯硬泡的阻燃

11、硬泡是一種有機高分子材料，為易燃材料，極限氧指數(shù)在17左右，由于表面積大及導熱系數(shù)低，材料容易燃燒和且不易自熄。所謂阻燃或難燃，是指達到某種規(guī)范或某個試驗方法的一個具體標準。只對小火而言，在大火中，泡沫仍能燃燒。阻燃性能好的泡沫塑料遇小火能自熄，不易引起火災；在火災中，由于燃燒性能的降低，可降低火災蔓延及產(chǎn)生刺激性有毒煙霧的危險。阻燃化的具體要求是：不易著火；火焰?zhèn)鞑バ孕?，發(fā)煙最少；燃燒時生成的有害氣體少。 40 阻燃性能* 在少量的阻燃劑條件下，仍能達到B2級別； 甚至可以通過難度較高的防火測試，比如FM-4450 和 LPC； 在高溫條件下，受熱膨脹并產(chǎn)生阻燃能力。PUR泡沬泡沬 指數(shù)指數(shù)

12、116接觸接觸2分鐘分鐘PIR泡沬泡沬 指數(shù)指數(shù)250接觸接觸15分鐘分鐘泡沫樣品泡沫樣品樣品尺寸樣品尺寸: 32x100 x100 mm測試條件：在測試條件：在 600C 電熱板上電熱板上41為了更好的生活為了更好的生活屋面 &墻體保溫床上家具用品清潔能源安全裝置輪胎濾清器潤滑油添加劑RIM 42實驗設備實驗設備v旋轉粘度計旋轉粘度計Brookfield v容量法卡爾容量法卡爾 費休滴定儀費休滴定儀 METTLER TOLEDO DL31粘度測試 水含量測試 43實驗設備實驗設備酸值/羥值測試 導熱系數(shù)的測定44實驗設備實驗設備電動攪拌器電動攪拌器Format 硬泡手工發(fā)泡攪拌可無級

13、調(diào)整的攪拌速度(最高8000rpm)具有防爆功能，可以操作戊烷發(fā)泡 利用超聲波測試泡沫上升高度和速率。用于比較不同的體系 mastertemperaturepressureheight45實驗設備實驗設備單柱臺式材料試驗機單柱臺式材料試驗機測量泡沫后熟化速度，初始強度壓縮強度，早期粘接性，拉伸強度，伸長率46實驗設備實驗設備水平模具水平模具(自由泡自由泡) 小型模具小型模具(模塑模塑) 模具尺寸模具尺寸 : 250*250*250 模具溫度可以調(diào)節(jié)（電模具溫度可以調(diào)節(jié)（電加熱控制）加熱控制） 制作用于物理性能測試的泡沫制作用于物理性能測試的泡沫模具尺寸模具尺寸 : 760*330*75/50/25 模具溫度可能調(diào)節(jié)模具溫度可能調(diào)節(jié)（水浴控制）（水浴控制） 測試泡沫的流動性和密度分布測試泡沫的流動性和密度分布 評價泡沫表面的空洞情況評價泡沫表面的空洞情況 可用于脫模性能可用于脫模性能的測試的測試 47實驗設備實驗設備帶鋸切割機帶鋸切割機萬能試驗機萬能試驗機 切割用于導熱系數(shù)、壓縮強度、尺寸穩(wěn)定性和閉孔率