聚氨酯材料在水利工程中的应用

 

聚氨酯材料是一种多功能的有机高分子材料，在水利工程中可用于防渗、堵漏、嵌缝、防水止水处理、软弱地基固结补强、钢结构防腐、大坝管道保温、土木布粘接等领域。

聚氨酯材料以成型工艺简便、性能可变化范围广而广泛应用于各行各业，在水利工程中值得进一步推广应用。以下对聚氨酯保温材料在水利工程中的应用，作一简单介绍。

硬质聚氨酯泡沫保温材料

在混凝土大坝以及其它建筑修筑工程中，为了减少温度变化及混凝土施工初期干缩造成的裂缝，一般需对坝面采取保温措施。尽管目前大坝外露面可采用的保温材料很多，但都没有很好的解决大坝由于湿差和温度应力造成的表面裂缝问题。在所以保温材料中，硬质聚氨酯泡沫塑料是隔热效果最好的保温材料，其导热系数一般在0.02～0.03W/（m.k），并且与基材形成牢固的结合，起到良好的保温作用。它具有耐化学品腐蚀、吸湿性小、防渗漏等特点，可用于冷库、粮库、住宅及厂房屋顶、墙体、贮罐等领域的保温层施工，应用已逐渐普及。

硬质聚氨酯泡沫塑料的成型方式有浇注、模塑、喷涂等，其中喷涂是硬质聚氨酯泡沫是一种重要的施工方法，砼表面保温层采用喷涂工艺施工，即是将双组分聚氨酯硬泡组合料直接喷射到物件表面发泡成型，形成大面积无接缝、厚度数厘米以上的保温层。保温层具有较低的密度（40～70kg/m3），有一定抗压强度的闭孔泡沫塑料，同时大面积的闭孔泡沫阻挡了水的散发，起到保湿作用。坝面喷涂聚氨酯保温材料后，砼表面温度有-15℃升至7℃，实测结果表明，保温效果良好，减少了高寒地区拱坝温度应力。聚氨酯喷涂层具有抗裂性能好，外形美观，保温隔热、保湿性能优良、施工简单等优点，是一种值得推广的新型水工保温材料。

硬质聚氨酯泡沫塑料在水利工程另一个应用是管道保温。特别是北方寒冷地区的水利工程，往往要考虑防冻问题，一些供水输水设施，暗管要深埋于冻土层以下，明管及闸、阀等则要专做保温防护。目前以硬质聚氨酯泡沫塑料作保温层的复合保温管道已用于集中供热工程以及输水、输油管道工程。

 

1、流动性要好，密度分布“尽量”均匀。

首先要考虑粘度，只有体系粘度小了，初期流动性才会好；其次体系中的钾、钠杂离子要控制在一个低限，从而可控制避免三聚反应提前，即：体系粘度过早变大。如果流动性欠佳，发泡料行进至注料口远端就会出现拉丝致使泡孔结构橄榄球化，这个位置一定抗不住低温收缩。
2、泡孔细密，导热系数要低。

泡孔细密是导热系数低的第一前提。

此时首先考虑加有403或某些芳香胺醚进入体系（它们所起的作用是首先与-NCO反应，其生成物与其它组份互溶、乳化稳定性提升，并保证发泡体系初期成核稳定，也就是避免迸泡，从而使泡孔细密）；

其次，聚醚本身单独发泡其泡孔结构要好，聚醚生产的聚合催化剂不同，所生产出的聚醚性状也有差异：氢氧化钾催化的聚醚分子量分布比二甲胺催化的要窄。另外：聚醚生产时的工艺控制-----温控、拉真空、PO--也就是环氧丙烷流量控制、PO原料质量、后处理等等-----也都会直接影响聚醚发泡的泡孔结构；

第三，可以考虑加入一些可以改善泡孔细密度的聚酯成份。第四，适当加入低粘度物调整总体粘度。
3、耐低温抗收缩性要好

一是官能度，总体平均要4以上。

其次是发泡体成型后空间交联点分布均匀。
4、粘结性好。

 所谓粘结性表面上是指泡沫体与冰箱、冷柜外壳和内胆之间的粘合，其实是指泡体柔韧性，以及抗收缩性，水份用量、降低总体羟值，添加柔性结构成分都可以改进泡沫对壳体的粘附性。
5、成本较低。

目前冰箱、冷柜行业竞争白热化，性能极佳价格昂贵的组合料没人用的起，所以我们必须为成本考虑（比如芳香聚酯价位要比聚醚的低，可以加一些。）
6、安全性。

这是对环戊烷体系的特别要求。
7、保证发泡生产工艺的连续稳定性

 冰箱、冷柜连续生产线一般控制很稳定，但不排除偶尔的工艺参数波动，比如料温、环境温度高个一两度，黑白料比例在小范围内波动等等，所以要求组合料有一定的“宽容性”
8、黑料配伍。

 各款黑料自身性状、活性不同，那么，白料体系调整一下有时就显得异常必要。

[试产] 之 “冰箱、冷柜”类
整桶料子上机试产，按预定（或现实执行）的工艺条件生产，成品装机打冷，看箱体收缩情况和保温情况。 一般程序：试产箱中成品泡体要取样测试导热系数等综合数据。 现场需要微调的一般是：泡料温控、黑白料比例、添加催化剂、熟化温度调整

常见防腐材料及比较
 
一、防腐蚀材料的基本要求
     1．材料性能
    (1)良好的电绝缘性：防腐层相对两面之间一定面积的电阻不应小于10000Ω·m2；耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压标准。
&nbs.........点击查看全部内容

聚氨酯硬泡在外墙外保温系统的产业化
 聚氨酯硬泡原材料的专业化、规模化生产
鉴于聚氨酯硬泡外墙外保温系统对聚氨酯硬泡材料的性能要求较高，外墙外保温工程质量的关键技术保障之一就是在于聚氨酯硬泡材料本身的性能质量，而聚氨酯硬泡材料的质量又取决于聚氨酯硬泡原材料的质量及其稳定性。保证聚氨酯硬泡原材料的质量及其稳定性的有效措施是实现聚氨酯硬泡原材料生产的专业化和规模化；规模化.........点击查看全部内容

聚氨酯硬泡外墙外保温系统的使用与管理
在正常使用条件下，聚氨酯硬泡外墙外保温工程的最低保修期限为5年。保温工程的保修期，自竣工验收合格之日算起。
聚氨酯硬泡外墙外保温工程在保修范围和保修期限内发生质量问题的，施工单位应当履行保修义务。
工程竣工验收时，承包商应向业主提供“聚氨酯硬泡外墙外保温系统使用说明书”，该说明书应包括以下主要内容：点击查看全部内容

聚氨酯硬泡外墙外保温系统的工程验收
  聚氨酯硬泡外墙外保温工程应按现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300规定进行施工质量验收。
 建筑节能工程是单位建筑工程的一个分部工程，墙体保温工程是建筑节能工程的一个子分部工程。在本导则中，墙体保温子分部工程具体即为聚氨酯硬泡外墙外保温工程，其分项工程应按表1进行划分。
表1&nb.........点击查看全部内容

聚氨酯硬泡外墙外保温工程施工技术要点
基本要求
建筑节能工程主体应已按照国家现行的工程施工系列验收规范通过质量验收，且具有验收文件；建筑节能工程主体质量验收不合格，不得进行聚氨酯硬泡外墙外保温施工。
聚氨酯硬泡外墙外保温系统的原材料进入施工现场后，应在监理工程师监督下进场验收，并按规定取样复检；各种原材料应分类储存，防雨、防暴晒、防火，且不宜露天存放。各类作业机具、工具齐.........点击查看全部内容

聚氨酯硬泡外墙外保温工程技术基本规定
聚氨酯硬泡外墙外保温系统应能适应基层墙体的正常变形而不产生裂缝、空鼓。
 聚氨酯硬泡外墙外保温系统应能长期承受自重而不产生有害变形。
聚氨酯硬泡外墙外保温系统应能承受风荷载的作用而不产生破坏。
聚氨酯硬泡外墙外保温系统应能承受室外气候的长期反复作用而不产生破坏。
聚氨酯硬泡外墙外保温工程应采取有效的防火构造措施。.........点击查看全部内容

术语
 A组分料
A组分料是指由组合多元醇（组合聚醚或聚酯）及发泡剂等添加剂组成的组合料，俗称白料。A组分料是形成聚氨酯硬泡的主要原料之一。
  B组分料
B组分料是指主要成分为异氰酸酯的原材料，俗称黑料。B组分料也是形成聚氨酯硬泡的主要原料之一。
 聚氨酯硬泡
以A组分料和B组分料混合反应形成的具有防水和保温隔热等功能的硬.........点击查看全部内容

　德国拜耳材料科技公司所开发研制的Multitec®聚氨酯喷涂体系是一个经济与生态发展并非相互对立而是联合发展的典型例证。这一液态体系无论有无玻璃纤维增强功能，均能在打开或关闭的模具中喷涂以创造出具有不同几何形状的零件。这种工艺已经证实对于生产模塑制品非常有效。与利用人工层压的常规生产相比，系统具有3～5min变化的短时间对生产力有着非常积极的影响。此外，该体系免除了苯乙烯以及过去的能量密集型的后固化工艺，取决于现正处于讨论中的应用，生产商不论是否使用玻璃纤维增强，可以连续进行多次喷雾操作，从而提高该强度或者产生可涂层的表面。

　　经过不同类型的发展很早就已经利用了这些优点。例如，Multitec®增强的ABS制造的复杂外形模塑发动机罩已经设计用于波兰Pronar Sp z.o.o公司生产的新型拖拉机上。拜耳材料科技公司聚氨酯喷雾系统的专家Marc Schütze博士认为：“这个例子很好的证明了聚氨酯喷雾系统也能用于商用汽车高品质部件的制造。”

　　在Neoplan汽车上也使用了玻璃纤维加固的Multitec®短纤维可喷体系生产面积为130cm×95cm的防钻撞模制品。其成型部件质量轻，能够可靠地保护上方油盘以防止散落的碎片和旋转颗粒。

　　Multitec®短纤维可喷涂体系在浴缸的生产中同样也证明了其珍贵价值。浴缸的形状一般是通过热成型聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或AB热塑性膜材质制造的。为确保模制品拥有必要的稳定性，热成型膜材的背面需进行增强处理。直到现在，主要还是通过使用不饱和聚酯和短切玻纤进行层压膜材的手工工艺来完成，该工艺耗时且耗能。而拜耳材料科技公司的聚氨酯喷雾体系非常适合取代以前的工艺，它固化快，可以不使用苯乙烯而且和薄膜基材黏附效果非常好。

氢氯氟烃禁用使 聚氨酯硬泡行业面临环保新考验
        联合国环境规划署执行主任阿基姆•施泰纳9月22日宣布，将于2030年在世界范围内彻底停止生产和使用破坏臭氧层的氢氯氟烃(HCFC系列产品)，这比原计划提前了10年。这对高速发展的聚氨酯硬泡行业是一.........点击查看全部内容

 软质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯软泡，是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。
      聚氨酯软泡多为开孔结构，具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。
      按软硬程度，即耐负荷性能的不同，聚氨酯软泡可以分为普通软泡、超柔软泡、高承载软泡、高回弹软泡等，其中高回弹软泡、高承载软泡一般用于制造座垫、床垫。按生产工艺的不同，聚氨酯软泡又可分为块状软泡和模塑软泡，块状软泡是通过连续法工艺生产出大体积泡沫再切割成所需形状的泡沫制品，模塑软泡是通过间隙法工艺直接将原料混合后注入模具发泡成所需形状的泡沫制品。
      聚氨酯软泡的主要用途包括以下几个方面：
      垫材：如座椅、沙发、床垫等，聚氨酯软泡是一种非常理想的垫材材料，垫材也是软泡用量最大的应用领域。
      吸音材料：开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料。
      织物复合材料：玩具，等等。

1 GB-T 19250-2003; 聚氨酯防水涂料;
2 HG-T 2697-2001; 胶辊 第二部分 聚氨酯胶辊
3 GA 303-2001; 软质阻燃聚氨酯泡沫塑料;
4 JC-T 868-2000; 金属面硬质聚氨酯夹芯板;
5 CJ-T 114-2000; 高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管
6 JCJ 14-1999; 聚氨酯硬泡体防水保温工程技术规程
7 QB-T 3657.1-1999; 木家具涂饰工艺 聚氨酯清漆涂饰工艺规范
8 HG-T 3608-1999; 聚酯聚氨酯木器漆;
9 QB-T 2415-1998; 制革用水乳型聚氨酯涂饰剂;
10 GB-T 6670-1997; 软质聚氨酯泡沫塑料回弹性能的测定
11 GB-T 8949-1995; 聚氨酯干法人造革
12 QB-T 2081-1995; 冰箱、冰柜用硬质聚氨酯泡沫塑料;
13 QB-T 2080-1995; 高回弹软质聚氨酯泡沫塑料
14 HG-T 2660-1995; 各色聚氨酯磁漆（双组份）;
15 JB-T 7599.4-1994; 漆包绕组线绝缘漆.第4部分130级聚氨酯漆包线漆;
16 MT-T 354-1994; 煤矿用橡套电缆聚氨酯冷补胶浇注料试验方法;
17 MT-T 353-1994; 煤矿用橡套电缆聚氨酯冷补胶甲组分试验方法;
18 MT-T 352-1994; 煤矿用橡套电缆聚氨酯冷补胶.浇注试样制备方法;
19 MT-T 351-1994; 煤矿用橡套电缆聚氨酯冷补胶技术条件;
20 HG 2454-1993; 聚氨酯清漆(分装);
21 QB 1646-1992; 聚氨酯合成革;
22 HG-T 2409-1992; 聚氨酯预聚体中异氨酸酯基含量的测定;
23 JC 482-1992; 聚氨酯建筑密封膏;
24 DBJ 08-6-1991; 聚氨酯（851）防水涂膜屋面设计与施工规程
25 CJ-T 3002-1992; 聚氨酯泡沫塑料预制保温管
26 HG-T 2240-1991; S01-4 聚氨酯清漆
27 QB 1232-1991; 软质聚氨酯泡沫塑料复合材料
28 GB 10802-1989; 软质聚氨酯泡沫塑料
29 GB 10800-1989; 建筑物隔热用硬质聚氨酯泡沫塑料;
30 GB-T 18446-2001; 气相色谱法测定氨基甲酸酯预聚物和涂料溶液中未反应的甲苯二异氰酸酯(TDI)单体
31 GB 13658-1992; 多亚甲基多苯基异氰酸酯
32 GB-T 12009.5-1992; 异氰酸酯中酸度的测定
33 GB 12009.4-1989; 多亚甲基多苯基异氰酸酯中异氰酸根含量测定方法;
34 GB 12009.3-1989; 多亚甲基多苯基异氰酸酯粘度测定方法
35 GB 12009.2-1989; 异氰酸酯中水解氯含量测定方法;
36 GB 12009.1-1989; 异氰酸酯中总氯含量测定方法;
37 GB-T 13941-1992; 二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯;
38 GB 12008.6-1989; 聚醚多元醇中水分含量测定方法;
39 GB-T 16576-1996; 三羟基聚醚多元醇
40 GB-T 15594-1995; 八羟基聚醚多元醇
41 GB-T 12008.8-1992; 聚醚多元醇的粘度测定
42 GB-T 12008.7-1992; 聚醚多元醇中不饱和度的测定
43 GB-T 16577-1996; 四羟基聚醚多元醇
44 GB 12008.5-1989; 聚醚多元醇中酸值测定方法;
45 GB 12008.4-1989; 聚醚多元醇中钠和钾测定方法;
46 GB 12008.3-1989; 聚醚多元醇中羟值测定方法;
47 GB 12008.2-1989; 聚醚多元醇规格;
48 GB 12008.1-1989; 聚醚多元醇命名;

在保持聚氨酯鞋材物理性能良好的情况下，降低模塑制品的密度，提高耐滑性(特别是在潮湿或有冰面的情况下)、降低成本，这是聚氨酯鞋材有待提高的问题，也是市场的需求。此外提高回弹性也非常重要。
    1、降低密度
    降低密度才能降低成本，进而与低密度EVA及某些PVC等传统非聚氨酯鞋材竞争。PU鞋材须满足如下要求：1)尺寸稳.........    点击查看全部内容

首先对CFC替代技术的现状进行了简要的介绍，从全水发泡软质聚氨酯泡沫塑料(包括负压发泡技术、强制冷却技术和液态CO2发泡技术)、全水发泡聚氨酯自结皮泡沫、高水量低密度高回弹聚氨酯泡沫塑料和全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料这几个方面详细论述了全水发泡的工艺特点，并列举了几个实例。
关键词：全水发泡；聚氨酯；泡沫塑料；CFC替代
聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯合成材料中占主要地位的大品种。2.........    点击查看全部内容

一、概述：
 
   D系列产品采用水性聚氨酯－丙烯酸分散体为基料。主要特色是比其他乳液制造的内墙漆更密实，光滑坚硬。可在墙面做出木器用漆的表面效果。具有很好的耐黄变性和耐候性。富有弹性，高抗沾污，低味，达到全效品质。产品纯水溶性，甲醛，重金属含量低于国家强制标准，无任何刺激性气味。
 
    二、特点.........    点击查看全部内容

制造聚氨酯的原料种类比较多，除了多异氰酸酯和多羟基化合物以外，有溶剂、催化剂及其他辅助材料：

   （1）异氰酸酯：主要是二异氰酸酯，分为芳香族和脂肪族两大类。属芳香族的有甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）等；属脂肪族的有六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）等。

   （2）多羟基化合物：多元醇、蓖麻油及其衍生物，聚酯和聚醚等。

   （3）溶剂：酯类主要指不含水、油离酸和醇的酯类，如醋酸乙酯、醋酸丁酯等；酮类，如环己酮；烃类溶剂，如二甲苯，但要与其他溶剂合用。

   （4）催化剂：主要是指叔胺类，金属化合物和有机膦。如叔胺类的甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺等。金属化合物的二丁基二月桂酸锡、环烷酸铅、环烷酸锌、环烷酸钴等。有机膦的三丁基膦、三乙基膦等。

产聚氨酯所用的原料主要是二异氰酸酯，常用的有两大类：

    一类是芳香族，如TDI和MDI等。另一类是脂肪族，如HDI等。此外还有芳酯类的苯二雅甲基二异氰酸酯

蓖麻油是含有羟基的脂肪酸三甘油酯。脂肪酸中含有87％的蓖麻油酸，其他油酸和亚油酸含量为13％，羟基含量为4.9％，羟值在155-165mgKOH/g之间。