一种多功能聚氨酯管道保温材料的开发

一种多功能聚氨酯管道保温材料的开发

城市供水管道的储层应采用隔热性好、不吸收潮汐、使用寿命长、维护成本低的建筑材料。硬泡沫由于这些困难的要求而被广泛使用。硬质聚氨酯泡沫塑料大都采用氟氯烃作为发泡剂;但是,氟氯烃类化合物由于对大气臭氧层有破坏作用,在使用上受到了限制。开发应用新型的环保发泡技术制造硬质聚氨酯泡沫塑料具有重大意义。目前全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料已经作为一种高效无污染的保温材料应用到供热管道和其它生活领域。亨斯迈公司开发出的城市集中供热管道用聚氨酯全水发泡组合聚醚DaltofoamME44204与该公司的异氰酸酯Superasec5005形成组合料,反应后形成硬质聚氨酯泡沫。我公司的产品PM-200在经过工艺和设备改造后质量有了很大提高,可望替代Superasec5005,与DaltofoamME44204组合生产性能优良的硬质泡沫。本文在PM-200的基础上开发出一种新产品PM-200R,并与Superasec5005进行了性能对比,发现PM-200R完全可以替代Superasec5005应用于全水发泡聚氨酯管道保温材料中。1实验部分1.1亨斯曼聚氨酯有限公司多亚甲基多苯基多异氰酸酯:PM-200R,烟台万华聚氨酯股份有限公司;Superasec5005:亨斯迈聚氨酯公司;全水发泡多元醇DaltofoamME44204:亨斯迈聚氨酯公司。黑白料的质量指标、及物性见表1、表2。1.2模具搅拌时间及转速环境温度:20～22℃;料温:20℃;模具温度:40℃;搅拌时间:5～6s;搅拌转速:2400r/min;脱模时间:10min。1.3性能试验1.3.1大塑料杯模具采用300mm×300mm×80mm钢制方模,称取一定量的混合物料于大塑料杯中,搅拌一定时间后,迅速倾入模具内,拧紧模具在模腔内发泡,一定时间后脱模;并同时准备相同浇注量的制品,每种样品至少样品三块。1.3.2变形率采用200mm×200mm×80mm钢质方模,在模腔内发泡,10min脱模后;用游标卡尺测量制品边厚和中心厚度,测定其膨胀率(变形率),评价泡沫的后熟化性能。变形率越大表示后熟化越慢,后熟化性能越差;变形率越小表示后熟化越快,后熟化性能越好。1.3.3发泡密度测定采用1500mm×R80mm的竖管模,在模腔内发泡,泡沫固化一定时间后取出,称其质量;再切去顶端收缩部分,测定其高度,将泡沫从底部均匀切成20块,分别称重并测定其密度。用高度指数和标准偏差评价泡沫流动性。2结果与讨论2.1铁与铁的反应特性自由发泡实验结果见表3。ME44204与PM-200R反应较快,而与Superasec5005的反应速度均匀;从表1可以看出,PM-200R比Superasec5005的铁含量高,由于铁是该反应的催化剂,所以同ME44204的反应快。从外观看,ME44204/5005硬泡的泡孔均匀细腻,而ME44204/PM-200R硬泡稍差且颜色略微偏黄。2.2熟化剂的选择过填充制品的后熟化性能结果见表4。从表4可以看出,在填充量为116%～118%的情况下,PM-200R和Superasec5005的熟化性能基本相同。随着过填充量的加大,两种黑料熟化后的膨胀程度增加;Superasec5005的熟化性能稍好于PM-200R,但差别不大。2.3密度波的变化使用Superasec5005和PM-200R制成的样块密度分布见图1。由图1可以看出,二者在泡沫体底端密度较大,然后迅速减小,经过中间一个平缓过渡,在顶端出现最大值后急剧下降;二者的密度变化趋势相似,Superasec5005在中间段密度变化曲线更平滑。从表5看,Superasec5005的流动系数稍高于PM-200R,说明Superasec5005流动性稍好于PM-200R,但不明显;从密度分布系数来看PM-200R则优于Superasec5005。2.4硬泡沫产品的性能聚氨酯硬质泡沫制品的性能见表6。3pm-200r性能从自由发泡来看,PM-200R的反应速度比Superasec5005稍快;PM-200R与Superasec5005的后熟化性能基本相同;PM-200R的流动性能稍逊于Superasec5005,而密度分布要优于Superasec5005;从泡沫制品性能来看,PM-200R与Su