慧聪消防网讯HCFIRE15回顾 感恩有你 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1000℃火焰温度下燃烧5s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下表：
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-3
50
50
160～190
60～70
240～250
导热系数/W·(m·K)-1
0.023～0.026
0.043
0.055～0.060
0.043
0.058
耐热度/℃
+130
+75
+400
+80
+100
耐寒度/℃
-110
-80
-270
-35
吸水率体积/％
0.2
0.4
<0.2
0.3
压缩强度/MPa
≥0.2
0.18
>0.5
0.18
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)Ⅲ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。Ⅲ型阻火授醚质量指标见下表。
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±20
485±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
羌值(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β-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·s
<1000
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。
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