硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(PU硬泡)的應(yīng)用
Release date：2022-11-04
低密度PU硬泡主要用作隔熱材料，高密度PU硬泡可用作結(jié)構(gòu)材料(仿木)。
PU硬泡的導(dǎo)熱系數(shù)低于聚苯乙烯、其他泡沫塑料和天然保溫材料，保溫效果優(yōu)異。可現(xiàn)場(chǎng)澆注或噴涂，與保溫材料結(jié)合，保溫效果更佳。因此，在隔熱領(lǐng)域，聚氨酯泡沫塑料是[敏感詞]材料，具有廣泛的應(yīng)用。
聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的主要用途如下
一、家用電器和食品工業(yè)制冷設(shè)備
PU硬泡是制冷、冷凍設(shè)備最理想的保溫材料，能達(dá)到理想的保溫效率。
冰箱、冰柜是家庭、食品行業(yè)等行業(yè)常用的電器。采用聚氨酯硬泡做保溫層的冰箱、冰柜，保溫層薄。在外部尺寸相等的情況下，有效體積遠(yuǎn)大于作為絕緣層的其他材料，電器自重減輕。
PU硬泡強(qiáng)度高，澆注在冰箱外殼和內(nèi)膽之間，形成一個(gè)整體，沒(méi)有“熱橋”，保證了冰箱和冷柜整體優(yōu)異的保溫效果。硬質(zhì)聚氨酯泡沫保溫材料一般用于家用熱水器、太陽(yáng)能熱水器、啤酒桶的夾層。PU硬質(zhì)泡沫還用于制造便攜式保溫箱，用于運(yùn)輸需要低溫保存的生物制品、藥品、食品等。
隨著漁業(yè)和肉類加工業(yè)的發(fā)展，這些食品往往就地加工、速凍、冷藏，以減少腐敗變質(zhì)，提高資源利用率。漁業(yè)、肉類等食品加工業(yè)等企業(yè)的冷藏室、大型冷庫(kù)常采用聚氨酯泡沫作為保溫材料，用硬質(zhì)泡沫金屬夾芯板組裝，方便快捷。
二、工業(yè)設(shè)備和管道保溫
許多釀造、化工、儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)對(duì)保溫和保冷的要求不同。聚氨酯硬泡是一種很好的保溫材料，施工方便，衛(wèi)生，保溫效果好。
儲(chǔ)罐和管道是工業(yè)生產(chǎn)中常用的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、煉油、化工、輕工等行業(yè)。為防止儲(chǔ)罐儲(chǔ)存或運(yùn)輸過(guò)程中熱能或冷能的損失，冷/熱儲(chǔ)罐及管道必須采取保溫措施。
儲(chǔ)罐形狀為球形和圓柱形，PU硬泡可采用噴涂、澆注、粘貼預(yù)制泡沫的方式施工。噴涂法適用于大型儲(chǔ)罐。或者，可以先在儲(chǔ)罐外面加一個(gè)金屬片外殼，然后澆注成型。規(guī)則的圓柱形儲(chǔ)罐可以采用在罐外壁粘貼預(yù)制的硬質(zhì)泡沫塊的工藝。
通常，儲(chǔ)存低溫介質(zhì)的儲(chǔ)罐必須在硬質(zhì)泡沫塑料上設(shè)置防潮層。對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)液化石油氣、液化天然氣的低溫儲(chǔ)罐(溫度低于-30℃)，在金屬罐內(nèi)或罐外設(shè)置PU硬質(zhì)泡沫，[敏感詞]采用玻璃纖維增強(qiáng)硬質(zhì)泡沫。
聚氨酯硬泡作為管道保溫材料，廣泛應(yīng)用于原油管道、石化管道等行業(yè)的保溫，并已成功替代珍珠巖等吸水材料。
城市和工廠集中供熱工程的熱水管一般采用PU硬質(zhì)泡沫塑料作為保溫材料，要求長(zhǎng)期耐100℃。其中主管道要求耐130℃甚至更高。為此，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些耐高溫的聚氨酯硬質(zhì)泡沫產(chǎn)品。集中供熱管道應(yīng)盡可能埋在地下，并有一定的抗壓能力和較長(zhǎng)的使用壽命。
三。建筑材料
建筑是聚氨酯硬泡最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。在美國(guó)等[敏感詞]，建筑用聚氨酯硬泡約占硬泡總消費(fèi)量的一半，是冰箱、冰柜等硬泡消費(fèi)量的兩倍以上。世界上許多[敏感詞]對(duì)建筑能耗都有明確的規(guī)定，促進(jìn)了硬質(zhì)泡沫塑料在建筑施工中的應(yīng)用。美國(guó)建筑用聚氨酯泡沫的年消費(fèi)量約為30萬(wàn)噸，占建筑泡沫市場(chǎng)的65%(其余為聚苯乙烯和酚醛泡沫)，占PU硬質(zhì)泡沫總量的50%左右。
在中國(guó)，硬質(zhì)泡沫塑料已廣泛應(yīng)用于住宅建筑和辦公樓屋頂?shù)谋睾头浪w的保溫以及冷庫(kù)和糧庫(kù)的保溫材料。屋頂采用噴涂硬泡，有保護(hù)層，具有隔熱防水的雙重效果。
金屬硬質(zhì)聚氨酯夾芯板是以阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫(PU和PIR兩種不同配方)為芯材，以彩涂鋼板為面材，由PU或PIR發(fā)泡連續(xù)成型。也叫復(fù)合板。它集輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔熱、防水、裝飾于一體，是一種易于生產(chǎn)、施工和安裝的新型多功能建筑材料。
目前，國(guó)內(nèi)金屬表面硬質(zhì)聚氨酯夾芯板廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)、體育場(chǎng)館、住宅、別墅、活動(dòng)板房、組合式冷庫(kù)建筑等。，作為屋頂板和墻板。因其具有輕質(zhì)、隔熱、防水、裝飾等特點(diǎn)，運(yùn)輸(安裝)方便，施工進(jìn)度快，深受設(shè)計(jì)者、建設(shè)者和開(kāi)發(fā)商的喜愛(ài)。
空心磚中填充聚氨酯硬泡可制成硬泡填充空心磚，具有良好的保溫隔熱效果。也可制成PU硬質(zhì)泡沫混凝土，密度約200kg/m3，抗壓強(qiáng)度0.59~0.78MPa，導(dǎo)熱系數(shù)約64mw/(m·k)，可制成大尺寸建筑構(gòu)件。
PU硬質(zhì)泡沫板可制成各種折疊式活動(dòng)房屋，可作為野外臨時(shí)房屋使用。比如10mm厚的PU硬泡表面覆蓋聚乙烯，可以做成折疊式房屋，也可以噴涂PU硬泡做成全PU硬泡球形臨時(shí)房屋。
混凝土大壩等水利設(shè)施冬季施工需要保溫措施，可在新混凝土表面噴涂PU硬泡作為保溫層。聚氨酯保溫板可以作為嚴(yán)寒地區(qū)渠道襯砌的防凍材料，減少凍脹對(duì)渠道剛性襯砌材料的破壞，保證襯砌的穩(wěn)定性和渠道的安全使用。
四、運(yùn)輸和水材料
除了上述用于冷藏車的隔熱材料之外，硬質(zhì)聚氨酯泡沫還應(yīng)用于車輛的其它部分，例如汽車、火車和輪船。
目前，聚氨酯硬泡廣泛應(yīng)用于汽車頂篷和內(nèi)飾件。以前是用織物或PVC膜和聚氨酯軟泡做成的。目前基本采用PU硬質(zhì)泡沫材料，如澆注硬質(zhì)泡沫、噴涂硬質(zhì)泡沫、玻璃纖維增強(qiáng)硬質(zhì)泡沫以及熱成型硬質(zhì)泡沫片材與裝飾織物的熱壓復(fù)合。特別是開(kāi)孔泡沫制成的熱塑性復(fù)合硬質(zhì)泡沫，提高了車輛的裝配效率，其強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、隔熱性、吸聲性均可滿足使用要求。
聚氨酯泡沫用于多種汽車部件，如門板、行李箱板、發(fā)動(dòng)機(jī)板等。具有彈性的半硬質(zhì)聚氨酯泡沫用作汽車減震器。列車車廂采用PU硬質(zhì)泡沫保溫，效果顯著。
聚氨酯硬泡也用作冷藏車、冷藏集裝箱等的保溫材料。，可以保證冷凍食品在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中溫度在要求的范圍內(nèi)。也可作為空調(diào)車廂的保溫材料。
硬質(zhì)泡沫塑料也用作液化氣船和液化氣儲(chǔ)罐的低溫絕熱材料，氣化率低，比礦棉好很多。
在多年凍土和季節(jié)性凍土地區(qū)修建鐵路和公路時(shí)，必須采取相應(yīng)的防凍措施，避免因道路基因凍脹或融沉破壞而造成巨大損失。在我國(guó)青康公路和青藏鐵路凍土地區(qū)，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料已被用作路基保溫材料。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料應(yīng)用于路基有兩種施工方法:鋪設(shè)粘結(jié)片和現(xiàn)場(chǎng)噴涂。
閉孔聚氨酯硬泡可用作救生圈的填充物，具有重量輕、強(qiáng)度高、耐水等優(yōu)點(diǎn)。填充聚氨酯護(hù)舷(球靠泊)是一種輕型浮動(dòng)護(hù)舷系統(tǒng)，使用輕質(zhì)、堅(jiān)韌和高彈性泡沫作為緩沖介質(zhì)。與充氣護(hù)舷相比，具有更好的吸能性、輕便性和靈活性，廣泛應(yīng)用于游艇、小型船舶、海軍艦艇等船舶的靠泊作業(yè)。
5.仿木材料及運(yùn)動(dòng)、休閑和娛樂(lè)設(shè)備
高密度(密度300~700kg/m3)PU硬質(zhì)泡沫或玻璃纖維增強(qiáng)硬質(zhì)泡沫是結(jié)構(gòu)泡沫，也稱仿木材料。模塑聚氨酯結(jié)構(gòu)硬泡通常為全表皮硬泡，具有強(qiáng)度高、韌性好、結(jié)皮致密堅(jiān)韌、成型工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。其強(qiáng)度高于天然木材，密度低于木材。可作為各種[敏感詞]型材、板材、體育用品、裝飾材料、家具、畫框、照明配件的管支架、仿木工藝品等的木材替代品。且產(chǎn)品外觀顏色可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
添加阻燃劑制成的結(jié)構(gòu)硬質(zhì)泡沫比木材阻燃性高得多。仿木裝飾線裝飾材料、花盆、工藝品等。用低成本的模具制成的硬質(zhì)泡沫具有制造簡(jiǎn)單、成本低、藝術(shù)風(fēng)格獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。窗戶、窗扇、窗框、門框和其他部件可以由聚氨酯結(jié)構(gòu)泡沫制成。
運(yùn)動(dòng)器材應(yīng)該是耐用的，能夠承受極高的機(jī)械負(fù)荷而不損壞，不受天氣影響，并且在嚴(yán)寒和酷暑中不會(huì)變脆。全皮硬質(zhì)聚氨酯泡沫制成的運(yùn)動(dòng)器材完全可以滿足上述要求，如雪橇(芯材)、高爾夫球、球拍、滑雪板、運(yùn)動(dòng)鞋底、帆板、沖浪板、保齡球(芯材)、壘球芯材、高爾夫球桿、游泳池器材等。
一些玩具和雕塑也可以用聚氨酯整皮半硬質(zhì)泡沫和硬質(zhì)泡沫制作。聚氨酯制作的假山等人造景觀，重量輕，強(qiáng)度高，便于攜帶。各種電影道具也可以用聚氨酯泡沫制作，在電影道具模型外噴涂聚氨酯脲保護(hù)層。
六、灌封材料和礦山材料等。
PU硬質(zhì)泡沫材料可以方便地澆注和密封電線等，如用于煤礦井下電纜接線盒的發(fā)泡填充料。它具有機(jī)械強(qiáng)度高、阻燃、自熄、耐腐蝕、不污染環(huán)境、固化體無(wú)毒的特點(diǎn)。其電氣性能指標(biāo)符合要求，適用于地下現(xiàn)場(chǎng)澆注。
液態(tài)聚氨酯泡沫作為一種錨固材料，使用時(shí)可與兩種組分混合發(fā)泡膨脹，并能滲透到裂縫中。固化后會(huì)將煤巖體粘結(jié)成一個(gè)整體，從而達(dá)到加固的目的。此外，PU硬泡還可作為鈾礦山控制氡的密閉材料和礦洞的隔爆材料。
七。軍事和航空航天
聚氨酯泡沫也可作為無(wú)回聲暗室吸波材料的基體，常用于國(guó)防及相關(guān)研究領(lǐng)域。聚氨酯硬質(zhì)泡沫吸波材料是在聚氨酯硬質(zhì)泡沫復(fù)合材料中添加吸收劑而成型的。基于柔性聚氨酯泡沫的吸波材料通過(guò)將塊狀泡沫切割成預(yù)定形狀、將其浸泡在吸波劑中并干燥而制成。
早在20世紀(jì)60年代，美國(guó)Rantic公司就開(kāi)發(fā)了適用于60MHz~40GHz超寬帶的EMC系列吸波材料。這種吸波體采用軟質(zhì)聚氨酯泡沫滲碳結(jié)構(gòu)，形狀多為楔形，高度在0.6-2.5m之間，適用于建造不同用途的消聲暗室。
聚氨酯泡沫吸波材料也可以用在隱身飛機(jī)的機(jī)身和機(jī)翼上；可用于搭建無(wú)回波箱，覆蓋測(cè)試環(huán)境中的反射物體，如雷達(dá)天線倉(cāng)、天線支架、轉(zhuǎn)臺(tái)、測(cè)試臺(tái)等。聚氨酯泡沫基吸波材料也可用于建造微波吸收墻，消除微波污染。
聚氨酯泡沫也用于偽裝材料，一種軍事設(shè)施。它是以噴涂PU硬質(zhì)泡沫材料為基體，添加不同的添加劑和填料制成的一種反光學(xué)偵察、抗熱紅外偵察和反雷達(dá)偵察材料。可以模擬自然表面狀態(tài)，達(dá)到“藏真露假”的偽裝目的。
聚氨酯硬泡也被用作航空航天飛機(jī)的隔熱材料。聚氨酯硬泡在-45~100℃的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)異的耐溫、耐寒和隔熱性能，非常適合用作航空航天工業(yè)的隔熱材料。
八、拋光墊片
拋光墊是化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)系統(tǒng)的重要組成部分，也是主要耗材。用于拋光各種光學(xué)玻璃元件、不銹鋼、寶石、半導(dǎo)體單晶片等。聚氨酯拋光墊是一種化學(xué)和摩擦學(xué)性能穩(wěn)定的硬質(zhì)多孔聚氨酯材料，是一種高性能的拋光材料。在拋光過(guò)程中，聚氨酯拋光墊表面的微孔可以軟化和粗糙化拋光墊表面，并可以將磨粒保留在拋光液中。
眾所周知的聚氨酯拋光墊是美國(guó)Rodel公司生產(chǎn)的IC1000圓形拋光墊。其標(biāo)準(zhǔn)厚度為1。27mm(50mils)和2.0m，硬度低至D57，壓縮率為2.25%，密度在0.63-0.80g/cm3之間。國(guó)內(nèi)有廠家生產(chǎn)各種規(guī)格的圓形和方形聚氨酯拋光片，厚度0.5~5.0mm，邵氏A硬度55~96，都含有磨料，有的產(chǎn)品不含填料。
