一種多功能聚氨酯管道保溫材料的開發(fā)

城市供水管道的儲層應采用隔熱性好、不吸收潮汐、使用壽命長、維護成本低的建筑材料。硬泡沫由于這些困難的要求而被廣泛使用。硬質聚氨酯泡沫塑料大都采用氟氯烴作為發(fā)泡劑;但是,氟氯烴類化合物由于對大氣臭氧層有破壞作用,在使用上受到了限制。開發(fā)應用新型的環(huán)保發(fā)泡技術制造硬質聚氨酯泡沫塑料具有重大意義。目前全水發(fā)泡硬質聚氨酯泡沫塑料已經(jīng)作為一種高效無污染的保溫材料應用到供熱管道和其它生活領域。亨斯邁公司開發(fā)出的城市集中供熱管道用聚氨酯全水發(fā)泡組合聚醚DaltofoamME44204與該公司的異氰酸酯Superasec5005形成組合料,反應后形成硬質聚氨酯泡沫。我公司的產品PM-200在經(jīng)過工藝和設備改造后質量有了很大提高,可望替代Superasec5005,與DaltofoamME44204組合生產性能優(yōu)良的硬質泡沫。本文在PM-200的基礎上開發(fā)出一種新產品PM-200R,并與Superasec5005進行了性能對比,發(fā)現(xiàn)PM-200R完全可以替代Superasec5005應用于全水發(fā)泡聚氨酯管道保溫材料中。1實驗部分1.1亨斯曼聚氨酯有限公司多亞甲基多苯基多異氰酸酯:PM-200R,煙臺萬華聚氨酯股份有限公司;Superasec5005:亨斯邁聚氨酯公司;全水發(fā)泡多元醇DaltofoamME44204:亨斯邁聚氨酯公司。黑白料的質量指標、及物性見表1、表2。1.2模具攪拌時間及轉速環(huán)境溫度:20～22℃;料溫:20℃;模具溫度:40℃;攪拌時間:5～6s;攪拌轉速:2400r/min;脫模時間:10min。1.3性能試驗1.3.1大塑料杯模具采用300mm×300mm×80mm鋼制方模,稱取一定量的混合物料于大塑料杯中,攪拌一定時間后,迅速傾入模具內,擰緊模具在模腔內發(fā)泡,一定時間后脫模;并同時準備相同澆注量的制品,每種樣品至少樣品三塊。1.3.2變形率采用200mm×200mm×80mm鋼質方模,在模腔內發(fā)泡,10min脫模后;用游標卡尺測量制品邊厚和中心厚度,測定其膨脹率(變形率),評價泡沫的后熟化性能。變形率越大表示后熟化越慢,后熟化性能越差;變形率越小表示后熟化越快,后熟化性能越好。1.3.3發(fā)泡密度測定采用1500mm×R80mm的豎管模,在模腔內發(fā)泡,泡沫固化一定時間后取出,稱其質量;再切去頂端收縮部分,測定其高度,將泡沫從底部均勻切成20塊,分別稱重并測定其密度。用高度指數(shù)和標準偏差評價泡沫流動性。2結果與討論2.1鐵與鐵的反應特性自由發(fā)泡實驗結果見表3。ME44204與PM-200R反應較快,而與Superasec5005的反應速度均勻;從表1可以看出,PM-200R比Superasec5005的鐵含量高,由于鐵是該反應的催化劑,所以同ME44204的反應快。從外觀看,ME44204/5005硬泡的泡孔均勻細膩,而ME44204/PM-200R硬泡稍差且顏色略微偏黃。2.2熟化劑的選擇過填充制品的后熟化性能結果見表4。從表4可以看出,在填充量為116%～118%的情況下,PM-200R和Superasec5005的熟化性能基本相同。隨著過填充量的加大,兩種黑料熟化后的膨脹程度增加;Superasec5005的熟化性能稍好于PM-200R,但差別不大。2.3密度波的變化使用Superasec5005和PM-200R制成的樣塊密度分布見圖1。由圖1可以看出,二者在泡沫體底端密度較大,然后迅速減小,經(jīng)過中間一個平緩過渡,在頂端出現(xiàn)最大值后急劇下降;二者的密度變化趨勢相似,Superasec5005在中間段密度變化曲線更平滑。從表5看,Superasec5005的流動系數(shù)稍高于PM-200R,說明Superasec5005流動性稍好于PM-200R,但不明顯;從密度分布系數(shù)來看PM-200R則優(yōu)于Superasec5005。2.4硬泡沫產品的性能聚氨酯硬質泡沫制品的性能見表6。3pm-200r性能從自由發(fā)泡來看,PM-200R的反應速度比Superasec5005稍快;PM-200R與Superasec5005的后熟化性能基本相同;PM-200R的流動性能稍遜于Superasec5005,而密度分布要優(yōu)于Superasec5005;從泡沫制品性能來看,PM-200R與Su