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聚氨酯(PUR)是指在分子主鏈上含有較多氨基甲酸酯基團(tuán)特征結(jié)構(gòu)的一大類聚合物,是一種介于塑料和橡膠之間的高分子材料,它的伸長(zhǎng)率大、硬度范圍寬,配方調(diào)整范圍大,具有優(yōu)異的耐磨性和力學(xué)性能。而澆注型聚氨酯彈性體(CPUR),是聚氨酯彈性體三大加工類型中最重要的一種,其用量占PUR量的6o% ,它具有化學(xué)結(jié)構(gòu)多元化、粘度易調(diào)整,加工工藝優(yōu)良、易投入工業(yè)化生產(chǎn)、使用方便和固化快等優(yōu)點(diǎn),因此非常適合于制作大型復(fù)雜構(gòu)件。聚氨酯耐磨襯板就是采用澆注型聚氨酯彈性體工藝方式生產(chǎn)加工而成。 聚氨酯為大分子鏈中含有氨酯型重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的一類聚合物,全稱為聚氨基酸酯,英文全稱為polyurethane,簡(jiǎn)稱PU或PUR。PU是由多異氰酸酯與聚醚型或聚酯型多元醇在一定比例下反映的產(chǎn)物。
PU 和彩鋼板復(fù)合形成的聚氨酯夾芯板,主要用于工業(yè)、民用建筑外保溫系統(tǒng),目前已成為PU使用最廣泛的產(chǎn)品體系。
PU彈性體的性能: PU彈性體的性能介于塑多元醇合成的PU彈性體的性能稍有差異。聚酯型PU的力學(xué)性能高,耐油性好,但耐水性較差;聚醚型PU的耐低溫性及耐水解性優(yōu)于聚酯型,但耐油性,力學(xué)性能稍差一點(diǎn)。
PU的力學(xué)性能: PU彈性體的硬度變化范圍比較寬,可以邵氏A10到D80,斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)600%~~800%。而天然橡膠的最高邵氏硬度僅為A70,斷裂伸長(zhǎng)率為550%。 PU彈性體的撕裂強(qiáng)度較高,比天然橡膠大2~~5倍。PU彈性體的回彈性高,減震效果好。PU彈性體的耐磨性好,為天然橡膠的3~~10倍。一、原料組成及產(chǎn)品測(cè)試
1. 主要原料
聚醚多元醇 ,聚醚多元醇工業(yè)品; 異氰酸酯 (工業(yè)品),固化劑, 阻燃助劑,抗靜電助劑,顏料,增強(qiáng)材料。
2 .設(shè)備:原料反應(yīng)釜,澆注設(shè)備,真空設(shè)備、硫化設(shè)備,加熱設(shè)備,模具等
3. 測(cè)試方法
橡膠硬度計(jì)
表面絕緣電阻測(cè)試儀
酒精噴燈燃燒實(shí)驗(yàn)箱
滾動(dòng)式磨耗機(jī)
電腦拉力試驗(yàn)機(jī)
二、聚氨酯預(yù)聚反應(yīng)
1、所有-OH都用二異氰酸酯封閉,形成中間有聚醚、聚酯或聚氨酯的大的二異氰酸酯。
2、固化反應(yīng)
3、聚氨酯預(yù)聚體應(yīng)貯存在陰涼通風(fēng)處,不得在太陽下爆曬,裝在鐵桶或塑料桶中,一定要密封好,不得漏氣,不能隨便亂打開密閉蓋,密閉蓋打開時(shí)應(yīng)隨時(shí)密閉。經(jīng)常開蓋又密閉的預(yù)聚體,表面要結(jié)一層皮狀物,那是開蓋之后,空氣中水進(jìn)入預(yù)聚體表面,同異氰酸酯反應(yīng)的結(jié)果,產(chǎn)生二氧化碳和脲。當(dāng)前我國(guó)的聚醚多元醇何多異氰酸酯生產(chǎn)技術(shù)大都是在日本、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)的,比從前我們自己研制的聚醚多元醇和多異氰酸酯在質(zhì)量上有保證。所制作的預(yù)聚體的貯存期同國(guó)外生產(chǎn)的預(yù)聚體的貯存期差不多一樣,都是貯存期為一年。
聚氨酯預(yù)聚體在貯存過程中,預(yù)聚體中的-NCO和預(yù)聚體中的脲基、氨基甲酸酯等含活潑氫的基團(tuán)有所反應(yīng),所以應(yīng)用時(shí)必須隨時(shí)進(jìn)行分析其-NCO%的含量。
4、物理結(jié)構(gòu)的影響
5.介電性能
聚氨酯產(chǎn)品具有優(yōu)良的介電性能,而耐磨襯板卻需要產(chǎn)品本身具有非常好的抗靜電性能,最好做到半導(dǎo)電性能,這樣才能把卸料過程中產(chǎn)生的大量的靜電荷釋放掉,否則過多的靜電荷與原料中的大量灰塵接觸,將可能產(chǎn)生粉塵爆炸,造成生產(chǎn)事故,給港口企業(yè)帶來巨大的損失。
三、耐磨襯板的設(shè)計(jì)
耐磨襯板是根據(jù)使用環(huán)境和要求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的,最早筒倉內(nèi)溜管內(nèi)使用的耐磨襯板都是采用PE材料制作安裝的,但在使用中,PE襯板不耐磨,使用壽命段,導(dǎo)致使用單位經(jīng)常更換,非常不方便,而且影響正常的進(jìn)貨和出貨。PE材料硬度非常高,糧食等食品原料在裝卸過程中,與PU襯板接觸的部分,糧食會(huì)大量破碎,嚴(yán)重影響糧食的質(zhì)量。因此聚氨酯型耐磨襯板應(yīng)運(yùn)而生,聚氨酯耐磨襯板作為一種彈性體產(chǎn)品,具有非常高的耐磨性和回彈緩沖性能。
1. 選用原料:不同的多元醇原料具有不同的分子結(jié)構(gòu)和分子量,不同多元醇之間的性能差距很大,使用的環(huán)境和要求是不一樣的,各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和最佳應(yīng)用范圍。聚酯型的多元醇耐磨、耐腐蝕,耐油性好,機(jī)械強(qiáng)度高,耐老化性能較好。聚醚型多元醇具有較好的回彈性和低溫柔順性能,還具有很好的水解穩(wěn)定性和耐霉菌性能。固化劑體系眾多,不同的配方體系使用不同的性能要求,選用不同體系不僅取決于產(chǎn)品的性能要求,也受控于產(chǎn)品的價(jià)格。耐磨襯板的耐磨性能個(gè)回彈性能就是根據(jù)選用的原料來決定的。
2. 阻燃性能和抗靜電性能指標(biāo),直接與選用的助劑有關(guān)系,在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)、銷售各類助劑的廠家和企業(yè)數(shù)以千計(jì),但那些助劑符合我們配方需要,適合我們使用而又不影響聚氨酯的內(nèi)在性能?鵬博盛公司做了無數(shù)次的試驗(yàn),嘗試了幾百中不同的阻燃劑和抗靜電助劑,從中篩選出了適合我們配方體系的助劑。選擇合適的添加量,既能使助劑的性能充分發(fā)揮出來,達(dá)到阻燃和抗靜電的設(shè)計(jì)指標(biāo),又不能損失聚氨酯的優(yōu)勢(shì)性能。
3. 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)
耐磨襯板的配方設(shè)計(jì)好,最重要的是如何實(shí)現(xiàn)批量的生產(chǎn),聚氨酯有其本身的反應(yīng)特點(diǎn),它的反應(yīng)活性大,反應(yīng)時(shí)間短,相應(yīng)的操作時(shí)間非常短,如何能把產(chǎn)品澆注成大張的平板,就是工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。聚氨酯原料混合反應(yīng)前,要進(jìn)行加熱,加熱溫度的高低與反應(yīng)速度也有關(guān)系,溫度低,原料的黏度大,原料混合不均勻,產(chǎn)品質(zhì)量下降;溫度過高,反應(yīng)速度太快,操作難度加大,廢品率很高,直接影響產(chǎn)品成本。
四、聚氨酯的應(yīng)用
1、聚氨酯是介于橡膠與塑料之間的一種高性能新型材料,由于其優(yōu)異的性能,在現(xiàn)有的各行各業(yè)都有著廣泛的用途,在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)和國(guó)家,使用量越來越大。
聚氨酯的主要用途:
聚氨酯地板
聚氨酯噴涂
聚氨酯泡沫
聚氨酯彈性體
聚氨酯保溫防腐
聚氨酯防水、灌封材料及密封膠
聚氨酯膠粘劑
聚氨酯涂料
管道襯里
聚氨酯織物(纖維)
聚氨酯皮革
聚氨酯鞋底
2、聚氨酯的使用:隨著聚氨酯的不斷發(fā)展和改進(jìn),聚氨酯的應(yīng)用已深入到我們生活的方面。如:汽車生產(chǎn)、礦山選礦、港口碼頭、糧食及食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生、建筑機(jī)械、電子設(shè)備、建筑、家具、紡織服裝鞋業(yè)、合成皮革、水利、石油化工、印刷包裝、體育健身等行業(yè)都有大量應(yīng)用,隨著技術(shù)進(jìn)步,聚氨酯逐步在我們的航空航天、國(guó)防工業(yè)上得到很好的應(yīng)用。