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PU发泡技术2


PU 发泡技术

得分: 得分:_______

中南林业科技大学涉外学院

课程论文
2010~2011 学年 第 二 学期

课程名称:家具生产工艺 论文题目:PU 发泡技术 学科专业:工业设计 2 班 作 者:蒋成、黄煌、吴俊斌、罗成

任课教师:谢亚兰

二○一一 年 四 月

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PU 发泡技术

摘要
近 2 年来,随着“洁净”发泡剂在聚氨酯发泡产品中的强制使用,人们纷 纷改进了材料的配方。然而,在解决了发泡剂替换问题以后,加工商们又开始考 虑能够降低成本、改善加工性能的新的配方。 最近,在由聚氨酯工业联合会(API)发起的“聚氨酯 2006”会议上,人们 谈论的主题是目前正在进行的技术革新。据说,最新的技术进展包括建筑领域中 用于硬泡塑料的多元醇,以及用于家用器皿和建筑等方面的增强型发泡剂,即用 HFC-245fa 发泡的绝缘泡沫。 此外,关于 PUR 刚性泡沫的几个小问题也悬而未决,例如压力/发泡和现场 浇注类型。先前 EPA 要求用 HCFC-22 代替 HCFC-141b,前者是暂时的替代品,因 为它也属于 Clean Air Act 中的 612 条款所规定的将于 2010 年 1 月 1 日前被逐 步淘汰的物质。 会上,将 PUR 技术应用于汽车内饰件引起了人们的注意,其中一种神奇的 喷雾工艺可用于隔音以及为 PUR 表面带来柔软的触感。 关键字:聚氨酯 发泡 技术 应用

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目录
1.PU(聚氨酯)发泡名词解释.................................................................................... 3 2.成分............................................................................................................................ 3 3.PU(聚氨酯)发泡的应用........................................................................................ 3 3.1 应用......................................................................................................................... 3 3.2 实际应用......................................................................................................... 3 3.3 聚氨酯发泡的应用 施工................................................................................ 4 4.PU 发泡的性能 .......................................................................................................... 4 4.1 聚氨酯发泡的优点......................................................................................... 5 4.2 发泡聚氨酯发泡的缺点................................................................................. 5 5.PU 发泡技术的性能及主要配置............................................................................... 5 5.1 自动定时浇注及清洗..................................................................................... 5 5.2 计量泵:....................................................................................................... 5 5.3 混合装置(浇注头)................................................................................... 6 5.4 原液搅拌槽:............................................................................................... 6 5.5 清洗液罐:..................................................................................................... 6 5.6 压缩空气:(用户自备)............................................................................. 6 5.7 电源:............................................................................................................. 6 6.PU 发泡机械............................................................................................................... 6 6.1 生产过程......................................................................................................... 6 6.2 生产工艺流程框图......................................................................................... 6 7.PU(聚氨酯)发泡现场发泡施工工艺原理............................................................ 7 参考文献........................................................................................................................ 7

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PU 发泡技术 1. PU(聚氨酯)发泡名词解释
PU(聚氨酯)组合发泡料俗称黑料和白料,也叫 AB 胶、发泡黑白料、黑胶 白胶,黑料为异氰酸酯(粗 MDI) ,白料为组合聚醚(Premixed polyols) ,两者 按比例搅拌混合后发生聚合反应,生成具有独立闭孔结构的聚氨酯硬质泡沫塑 料,具有密度小、比强度高、绝热保温性能好、耐酸碱、耐老化、生产加工性能 优良等特点。

2.成分
发泡聚氨酯由双组分组成,甲组分为多元醇(组合聚醚或聚酯) ,乙组分为 异氰酸酯,施工时两组分进入喷涂机械中混合喷出,呈雾状一分钟发泡凝固成型 为具有防水和绝热功能的硬质泡沫材料。

3.PU(聚氨酯)发泡的应用
3.1 应用 (1)平屋面防水保温。 不上人屋面加喷一道彩色涂料,作为保护层;上人屋面,在上坐浆铺面砖。 (2)瓦顶坡屋面。将发泡聚氨酯喷在望板下沿,瓦块座浆在望板上,不会发 生滑动。 (3)墙体保温。发泡聚氨酯用作墙体保温更具优越性。装配式大墙板,喷在 板肋间, 粘结好又严密。 如用空心砌块, 可将发泡聚氨酯喷在孔洞内, 塞充饱满。 冻库的墙壁,喷涂尤佳。目前墙体改革很关键的是保温技术,发泡聚氨酯可以大 展宏图。 (4)地下室外墙保温防水。地下室外墙保温防水,是发泡聚氨酯大显身手的 部位,既能保温、防水,又省去其他保护层,一举二得。 3.2 实际应用 硬质聚氨酯泡沫材料在国内诸多建筑物墙体保温工程中得到推广应用, 该类 材料以其具有不吸水、不透水的功能,同时还具有优良的保温功效,成为目前建 筑节能市场上不可缺少的新型系统保温产品, 可代替传统的防水层和保温层广泛 应用于屋顶和墙体保温。并且已经形成了多种体系,我们先列举部分如下: (1) 保温效果好。 硬泡聚氨酯是一种优良的保温材料, 其导热系数为 0.022~ 0.027W/(m?K)。喷涂的硬泡聚氨酯与一般墙体材料粘结强度高,无须任何胶粘剂 和锚固件,是一种天然的胶粘材料,能形成连续的保温层,保证了保温材料与墙 体的整体性并有效阻断热桥。 (2)防火性能突出。聚氨酯添加阻燃剂后,是一种难燃自熄性的材料。聚氨 酯表面及门窗口侧面,全部用燃烧性能等级为 B1 级的胶粉聚苯颗粒浆料严密包
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覆,在遇火及热的作用时,向内部传递热量少而慢,热量集中在胶粉聚苯颗粒浆 料层表面有利于提高保温层的耐火性能。 (3)无空腔构造,抗风压能力强。喷涂硬泡聚氨酯保温层与基层墙体牢固结 合,与基层墙体形成一个有机的整体,无接缝、无空腔,减少了风压特别是负风 压对高层建筑外墙外保温系统的破坏。 (4)防潮性能优良。硬泡聚氨酯材料有优良的防水性能,能很好的阻断水的 渗透,使墙体保持良好、稳定的绝热状况。采用的聚氨酯防潮底漆具有防潮、防 水透气的作用,特别是在潮湿的雨季,基层新墙体完工后风干不彻底,以及基层 墙体有流水残痕等情况下更具效果, 而且能有效防止基层墙面上残留的浮灰对保 温层附着力的影响。 (5)与相邻构造层粘结牢固。聚氨酯界面砂浆采用专用的高分子乳液复配适 量的无机胶凝材料配制而成。 界面砂浆同时对硬泡聚氨酯表面和无机抹面材料均 具有良好的粘结效果, 从而可以将聚氨酯保温与胶粉聚苯颗粒防火透气过渡层牢 固地复合在一起,也对硬泡聚氨酯表面起到一定的保护作用,防止硬泡聚氨酯喷 涂后表面因暴露在阳光照射下发生黄变、粉化等不良现象。 (6)胶粉聚苯颗粒防火透气过度层的优良保护性能。胶粉聚苯颗粒浆料含有 大量无机材料, 复合在聚氨酯硬泡保温层表面后, 不仅可以起到很好的找平作用, 还可对硬泡聚氨酯保温层起到保护作用:有效防止紫外线对聚氨酯层的老化作 用;弥补现场喷涂聚氨酯保温材料在局部部位如门、窗口等处的不足,避免热桥 产生,增强了系统保温效果;符合柔性渐变逐层释放应力的抗裂技术路线,可有 效地防止防护面层裂缝发生,能提高系统的稳定性和耐久性;降低聚氨酯保温层 厚度,可节省工程造价、降低成本;有效阻断火源对硬泡聚氨酯保温层的影响。 (7)具有良好的施工性能。硬泡聚氨酯喷涂采用机械化作业,施工速度快、 效率高。为保证阴阳角等边脚口部位线角平直宜采用粘贴聚氨酯预制块做法,可 起到减少材料损耗,有利于后续工序作直阴阳角、边口,提高整体施工质量及效 率。 3.3 聚氨酯发泡的应用及施工 将保温层—聚氨酯发泡用现场浇罐或预制成型等方法敷于钢管的防腐层外, 方法简便,工效迅捷。 导热系数小: 聚氨酯泡沫的导热系数在保温材料中是最低的, 因此能使物料的热损失减少 到最低限度。 防水、防腐、耐老: 由于聚氨酯泡沫的闭孔率达 92%以上,因此,用聚氨酯泡沫作为直埋管道的保 温层,不仅可以起保温隔热作用,而且能有效地防止水,湿气以及其它多种腐蚀 性液体、气体的浸透,防止微生物的滋生和发展。

4.PU 发泡的性能
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4.1 聚氨酯发泡的优点 聚氨酯发泡由双组分组成,甲组分为多元醇,乙组分为异氰酸酯,施工时两 组分进入喷涂机械中混合喷出,呈雾状,一分钟发泡凝固成型。这种材料近几年 才引进,用于建筑保温防水。经过二、三年的使用,对它有了较多的了解,优点 很多,使用范围很广。 (1).保温性能好。导热系数 0. 025 左右,比聚苯板还好,是目前建筑保温较 好的材料。 (2).防水性能好。泡沫孔是封闭的,封闭率达 95% ,雨水不会从孔间渗过去。 (3).因现场喷涂,形成整体防水层,没有接缝,任何高分子卷材所不及,减 少维修工作量。 (4).粘结性能好。能够和木材、金属、砖石、玻璃等材料粘结得非常牢固, 不怕大风揭起。 (5).用于新作屋面或旧屋面维修都很适宜特别是旧屋面返修,不必铲除原有 的防水层和保温层,只需清除表面的灰、砂杂物,即可喷涂。 (6).施工简便速度快。每日每工可喷 200 多平米,有利于抢进度。 (7).收头构造简单。喷涂发泡聚氨酯收头,不用特别处理,大为简化。如使 用卷材,在女儿墙处,需留凹槽,收头在凹槽内;若不能留凹槽,需用扁铁封钉 收头,还要涂嵌缝膏。 (8).经济效益好。如果把保温层和防水层分开,不仅造价高,而且工期长, 而发泡聚氨酯一次成活。 (9).耐老化好。据国外已用工程总结和研究测试获知,耐老化年限可达 30 年 之久。 (10).速度快。发泡之后耐用,可以明显提高使用寿命。 4.2 发泡聚氨酯发泡的缺点 虽然发泡聚氨酯有如此多的优越性,但也不是万能的,存在短处和不适宜之 处。 (1).在 10℃以下的温度,发泡率降低。因此使用时明显受到季节的制约。 (2).发泡聚氨酯喷涂成型速度快,不易喷得非常平整,凹凸不平属于正常的。 用于屋面防水保温, 平整度可放宽, 但檐沟、 天沟平整度不好, 会影响排水流速。 (3).因此还需与其他防水材料配合使用。

5.PU 发泡技术的性能及主要配置
5.1 自动定时浇注及清洗 5.1.1 浇注量:由微电脑操作控制不同浇注量(浇注时间) 5.1.2 自动定时气冲及液洗。 5.2 计量泵: A 泵:1 台 B 泵:1 台 变速电机均为无极调速电机
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5.3 混合装置(浇注头) 5.3.1 搅拌器结构形式;强制动态混合 5.3.2 搅拌器转速:2800-4200-6300r.p.m(1.5kw 2P) 5.4 原液搅拌槽: 5.4.1 原液槽:A、B 组份各一个 1) 公称尺寸:A:ф500×500 B:ф500×500, 《小于 150L 可按客户需求》 2) 容积:A: 120L B: 120L 5.4.2 搅拌器: 1) 形式:锚式 2) 3) 4) 5) 转速:23 转/分,62 转/分 减速器:100 型 减速比:1) ,1:59, 电动机:0.55KW 4P《根据料罐调整》 加料孔:ф100 2)1;23,

6) 出料口:ф11/2″ 5.5 清洗液罐: 容积:20L 5.6 压缩空气: (用户自备) 压力:6-8kg/cm2, 供气量:0.2m3/min 5.7 电源:三相交流电 380V,12KW

6.PU 发泡机械
6.1 生产过程 将控制到一定温度的两组份原液,按配方要求准确计量和均匀混合后定时定量 (由微电脑程控自动控制) 浇到按要求规律自动运行的浇注头机械手使混合料浇 注到槽具或平板上,如需清洗则浇注头会自动退回到清洗位置,自动进行液洗和 气冲。它是保证制品正品率的关键设备。 6.2 生产工艺流程框图

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7.PU(聚氨酯)发泡现场发泡施工工艺原理
7.1 聚氨脂发泡塑料发泡喷涂、灌注工艺原理,是聚醚异氰酸脂的聚合反应能 产生氨基甲酸脂,既能生成所需的的聚氨基甲酸乙酯,也就是常称的聚氨脂泡沫 塑料。在反应过程中同时加入催化剂(二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、三乙烯 二胺、三乙醇胺) 、交联剂(乙二胺聚脂) 、发泡刘(R-113 或 R-11 和水) 、泡沫 稳定剂(硅油)等,其作用是促进和完善化学反应。 7.2 这些原料分两组,经充分混合后分别由计量泵按比例打入特制的喷枪内, 在喷枪或灌注混合器内充分混合喷涂于官道或设备表面,发生反应,在 5~10s 内起泡而生成泡沫塑料。并固化成型。 聚氨脂现场发泡施工方法 (1)喷涂法:按配方将两组溶液分别储存于两个料桶中,物料以过滤至计量泵, 由风动马达带动运转。将物料输入至灌注混合器,由压缩空气调节阀将物料带进 混合室,混合后通过喷管嘴,喷到管道或设备上发泡成型。 (2)灌注发:将配制好的两组溶液分别储存于了桶中,以过滤至计量泵,由风动 马达带动运转,将物料输入料管至灌注混合器,由一路压缩空气灌注马达,带动 搅拌轴使两组物料混合,然后注入 模型发泡成型。 聚氨脂现场发泡施工注意事项 在室温条件下搅拌物料,使其混合反应,然后较快的灌注在需要成型的空间,施 工时应控制反应发泡时间,使搅拌后的混合物呈液态灌注到空隙中。在发泡过程 中将会产生较大的膨胀力,应对灌注夹层或模型做适当的加固。

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参考文献 【1】齐贵亮,泡沫塑料成型技术,机械工业出版社,2011 【2】何继敏,新型聚合物发泡材料及技术,化学工业出版社,2008 【3】陈鼎南,聚氨酯制品生产工艺,化学工业出版社,2008 【4】陈鼎南,聚氨酯制品生产技术问答 化学工业出版社,2009

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