详细介绍
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5 s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表5—1。
表5-1 各种绝热材料性能
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-35050160~19060~70240~250
导热系数/W·(m·K)-10.023~0.0260.0430.055~0.0600.0430.058
耐热度/℃+130+75+400+80+100
耐寒度/℃-110-80-270-35
吸水率体积/%0.20.4<0.20.3
压缩强度/MPa≥0.20.18>0.50.18
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zui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表5—2。
Ⅲ型阻火授醚质量指标
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-1500±20485±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
羟值(KOH)/mg·g-1770±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*,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。
3.硬质聚氨酯泡沫塑料配方
(1)胶液配方表5—3~表5-7介绍了几个单位用的硬质聚氨酯泡沫塑料配方。
表5-3 重庆长风化工厂胶液配方
组分原料名称质量比施工温度
AⅢ型聚醚
乙二胺聚醚
三氯三氟乙烷P-113
β-三氯乙基磷酸酯TCEP
三乙醇胺
二月桂酸二丁基锡
204硅油48~50
15~17
18~20
13~15
1~2.6
0.2~0.5
1.5~2施工温度
31~41℃
表面温度
45℃左右
B聚苯基甲基多导氰酸酯PAPI106.5~117.1
表5-4 大庆油田科研设计院胶液配方
组分原料名称质量比生产厂家
A甘油聚醚
硅油
二月桂酸二丁基锡
三乙烯二胺
多缩丙二醇
F-11100
3.45
0.09
0.75
1.45
30南京塑料厂
进口
北京化工三厂
上海第五制药厂
上海高桥化工厂
上海电化厂
BPAPI142常州有机化工厂
表5-5 大连旅顺塑料保温厂胶液配方
组分原料不同温度下质量配合比
喷涂法浇注法
15~23℃13℃以上15℃以下23℃以上15℃以下
A聚醚
胺醚
β-三氯乙基磷酸酯
F-113
H2O
硅油
有机锡
三乙醇胺20
7~8
4~6
11~13
0.2~0.3
0.8~0.9
0.1~0.3
1.6~1.820
6~8
4~6
10~12
0.1~0.3
0.7~0.9
0.1~0.2
1.2~1.420
8~10
4~6
12~13
0.2~0.4
0.8~1.0
0.2~0.4
2.0~2.220
3~5
4~6
9~11
-
0.8~1.0
0.16~0.2
1~1.520
4~6
4~6
8~10
0.1~0.2
0.8~1.0
0.16~0.2
1~1.5
BPAPI指数1.05~1.1
表5-6 东北输油管理局胶液配方
组分原料不同施工方法及温度条件下的质量比
喷涂法浇注法
11℃16℃21℃24℃25℃15℃
AⅢ型阻火聚醚
乙二胺聚醚
β-三氯乙基磷酸酯
F-113
H2O
有机锡
三乙醇胺
硅油
20
10
6
13
0.4
0.4
2.2
120
7
6
14
0.2
0.3
1.8
0.820
8
4
12
0.4
0.2
1.4
0.920
8
5
10
0.3
0.2
1.2
120
5
6
11
0
0.16
1
0.820
6
6
10
0.2
0.16
1
0.8
BPAPI555454525252
表5-7 河南苗占防腐公司一队胶液配方
组分原料质量比
AⅢ型阻火聚醚
乙二胺聚醚
β-三氯乙基磷酸酯
F-113
三乙醇胺
硅油
有机锡100
16
8
32
2
1.6
0.017
BPAPI160~165
适用性强:
聚氨酯泡沫能与各种材料进行牢固的粘合,因此作为直埋管的保温层几乎无需考虑防腐层与之粘合的问题。聚氨酯保温层的适应温度为+120℃-196℃,短时(十几小时)可达+190℃。如果用户需*温度190度,我们可根据用户需要用高温料成型。
聚氨酯保温管壳:用于室内外各种管道,*空调管道、化工、医药等工业管道的保温、保冷。
采用高功能聚醚多元醇和多次甲基多苯基多异氰酸酯为主要原料,在催化剂、发泡剂、表面活性剂等作用下,经化学反映发泡而成。
聚氨酯管壳具有容量轻、强度高、绝热、隔音、阻燃、耐寒、防腐、不吸水、施工简便快捷等优异特点,已成为建筑、运输、石油、化工、电力、冷藏等工业部门绝热保温、防水堵漏、密封等*的材料。
聚氨酯硬质泡沫塑料瓦(管):用于室内外各种管道,*空调管道、化工、医药等工业管道的保温、保冷。
聚氨酯硬质泡沫直埋管,用于集中供热管道,各种制冷及工业管道。