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硬质聚氨酯泡沫塑料的原料及添加剂

硬质聚氨酯泡沫塑料,简称聚氨酯硬泡,它在聚氨酯制品中的用量仅次于聚氨酯软泡。
聚氨酯硬泡多为闭孔结构,具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性,同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点,广泛用于冰箱、冰柜的箱体绝热层、冷库、冷藏车等绝热材料,建筑物、储罐及管道保温材料,少量用于非绝热场合,如仿木材、包装材料等。一般而言,较低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔热(保温)材料,较高密度的聚氨酯硬泡可用作结构材料(仿木材)。

原料及添加剂

异氰酸酯和多元醇是聚氨酯发泡体系的两个主要组成部分。我国有机异氰酸酯工业从二十世纪五十年代初开始至今,依靠自己的技术力量开发了甲苯二异氰酸酯 (TDI )、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)。自八十年代起,我国开始形成了以引进技术生产甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)为主,三苯基甲烷三异氰酸酯( TTI )辅以自主开发的技术生产六亚甲基二异氰酸酯(HDI),等小吨位品种异氰酸酯的生产格局。 [2]
二十世纪八十年代之后,原轻工部下属的烟台合成革厂引进2万吨级MDI/PAPI联产装置。九十年代中期,以烟台合成革厂为基础成立的烟台万华聚氨酯有限公司,依靠自己的力量,经过几次技术改革,不仅生产能力迅速提高,而且产品质量也有了较大幅度改进。目一前万华公司已在浙江宁波建设一套16万吨/年的MDI生产装置,具有世界级竞争能力。我国TDI装置原本引进4套,总计能力7万吨/年,其中只有甘肃银光化工公司和沧州大化集团装置开工正常,TDI国内缺口很大。由于中国及东南亚地区聚氨酯原料市场潜力巨大,国际跨国公司己竞相来华建厂,如Huntsman公司、BASF公司、Bayer公司都在上海建设了MDI和TDI生产厂。在可预见的将来,国内有机异聚氨酯的供需状况将会改观。

多元醇

聚氨酯用多元醇主要有聚醚多元醇和聚酯多元醇,其中前者产量较大。近年来国产聚醚的产量和品种都有很大改善,从只能生产2官能团、相对分子质量500的聚醚,发展到能生产8官能团、相对分子质量6000以上的5大系列、上百个牌号的聚醚,并开发了耐高温聚醚、阻燃聚醚、芳香族聚醚、高固含量苯乙烯、丙烯睛接枝聚合物多元醇等许多聚醚新品种。随着引进装置的相继投产和对产品质量的不断改进,我国聚醚多元醇生产能力成倍增,产品质量达到、有的己经超过国外同类产品的水平。双金属氰化物络合催化体系合成的低不饱和度聚醚多元醇已获得自主专利。至2001年,国内大型聚醚厂的环氧丙烷(PO)及聚醚多元醇(PPG)的生产能力己分别达到42.5万吨和43万吨水平。
化学发泡剂的发泡原理是根据异氰酸酯分子结构中的异氰酸根基团可以和发泡剂分子上的轻基、氨基等多种基团发生反应,产生的小分子气他(如CO2)被封存于固化后的体系中,就形成了泡孔。化学发泡剂中最普通的就是水,因其污染小、成本低、工艺简便、发泡效果好而得到了广泛应用。
物理发泡剂主要是一些低沸点的小分子,常温下一般是液体,其发泡原理是依靠与多元醇反应时放出的热量使发泡剂温度升至沸点以上,形成气体,产生泡孔。其中氟里昂发泡剂是硬质聚氨酯泡沫塑料理想的发泡剂。

泡沫稳定剂

泡沫稳定剂对于聚氨酯泡沫材料中泡孔的形成、稳定、孔径大小的调节都起到至关重要的作用,其中应用最广的是有机硅泡沫稳定剂,主要由低含氢聚硅氧烷和端烯丙基聚醚在铂催化剂作用下合成制得。
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