硬质聚氨酯泡沫塑料的泡沫填充方案

2007/8/10 15:04:24

一、概述硬质聚氨酯泡沫塑料由于具有质量轻、比强度高、热导率小、可以浇注成型等特点，被广泛用于建筑、制冷、包装、运输等方面。但与EPS泡沫塑料相比，其成本相对较高，特别是一些大中型保温设备，因为用量比较大，成本成为一个重要的考虑因素。在一般的塑料制品中，为了降低成本，往往加入一些低成本的无机填充材料，比如碳酸钙等，但是这种方法对于泡沫塑料产品不合适，因为这些填充材料的加入可能会使泡沫塑料产品丧失其自身的重要的性能––––低密度和低导热系数。如何加入一种低成本的填充材料，而又不破坏硬质聚氨酯泡沫塑料的主要性能成为本文研究的目的，通过用泡沫塑料作为填充材料，制作出一种复合泡沫塑料。二、泡沫填充方案1、对填充泡沫塑料的一般要求硬质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺一般是双组分反应成型，成型之前的组分粘度不高，反应速度比较快，并且有热量释放。故废旧EPS破碎料可满足其填充要求：（1）成本低，来源广。填充的主要目的是降低成本，故要求填充的材料成本不能太高。（2）填充的泡沫塑料的泡孔或高吸水率的填充材料会导致反应之前的聚氨酯发泡倍率，而且会增加填充泡沫材料的密度，使复合泡沫材料的整体密度大大降低（3）填充的泡沫塑料要有一定的耐热性。聚氨酯泡沫的反应可能使耐热不好的泡沫填充塑料出现泡孔塌陷，故失去了泡沫填充的意义。（4）填充的泡沫塑料与聚氨酯泡沫塑料之间有一定的结合强度。（5）填充的泡沫塑料与聚氨酯泡沫塑料的主要物理性能要尽量接近。影响比较大的两个物理性能指标是密度和导热系数，如果密度相差比较大，在混合时可能出现分层而导致密度的不均匀；如果导热系数相差比较大时，若复合泡沫塑料是用于隔热，则大导热系数的填充泡沫塑料会形成冷桥而使复合泡沫塑料的总体导热系数大大下降。2、泡沫填充材料根据上述要求，我们来讨论几种填充泡沫塑料。（1）（硬质聚氨酯泡沫塑料（本料）破碎料）硬质聚氨酯泡沫塑料破碎料是指其在生产过程中的下角料或回收料经过机械破碎后得到的颗粒料，这是闭孔结构，其物理性能与硬质聚氨酯泡沫塑料的本料完全一致，不足的是其来源程序十分有限，吸水率也不是很小，不过它仍然是一种可选的填充泡沫塑料。（2）软质聚氨酯泡沫塑料破碎料软质聚氨酯泡沫塑料破碎料也是指其在生产过程中的下角料或回收料经过机械破碎后得到的颗粒料，但它是开孔结构，吸水率比较大，刚性非常小。当采用整体发泡法生产软质聚氨酯泡沫塑料时，它可以作为一填充泡沫塑料，而作为硬质聚氨酯泡沫塑料的填充泡沫塑料则不是十分理想。（3）聚苯乙烯泡沫塑料破碎料聚苯乙烯泡沫塑料破碎料是将可发性聚苯乙烯泡沫塑料经过机械破碎后得到的颗粒料。由于可发性聚苯乙烯泡沫塑料制品大多是一次性产品，比如减震包装制品、一次性饭盒等，其它物理机械能也比较合适。表1是聚苯乙烯泡沫塑料灶和硬质聚氨酯泡沫塑料的主要性能对照。表1聚苯乙烯泡沫塑料和硬质聚氨酯泡沫塑料的主要性能对比性能指标聚苯乙烯泡沫塑料硬质聚氨酯泡沫塑料密度（kg/m3）10~2020~90导热系数（W/m·k）¢0.0300.017拉伸强度（Mpa）0.2940.098~1.47最高工作温度（oC）109125~135吸水率（kg/m2·24h）0.050.25 从表1可以看出，聚苯乙烯泡沫塑料的密度比硬质聚氨酯泡沫塑料小，因此不会影响硬质聚氨酯泡沫塑料的密度；而导热系数则比硬质聚氨酯泡沫塑料大，这虽然会使整体导热系数变大，但由于导热系数数值本身比较小，而且聚苯乙烯泡沫塑料本身在也是一种优良的隔热保温材料，所以对使用不会造成很大的影响；聚苯乙烯泡沫塑料的吸水率和其它一些物理机械性能也比较理想，它可以作为一种比较理想的填充泡沫塑料。(待续)

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