由于硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(PU硬泡)具有重量輕、絕熱效果好、施工方便等特點(diǎn),還具有隔音、防震、電絕緣、耐熱、耐寒、耐溶劑等優(yōu)良特性,在國內(nèi)外已廣泛用于航天、船舶、石油、電子設(shè)備、車輛、食品等工業(yè)部門。
較低密度的PU硬泡主要用作隔熱(保溫)材料,較高密度的PU硬泡可用作結(jié)構(gòu)材料(仿木材)。
PU硬泡的熱導(dǎo)率比聚苯乙烯及其他泡沫塑料以及天然保溫材料的低,絕熱效果優(yōu)良,并且可現(xiàn)場澆注或噴涂成型,與被保溫材料結(jié)合成一體,使得保溫效果更好,因此,在保溫隔熱領(lǐng)域,聚氨酯泡沫塑料是材料,應(yīng)用面極廣。
PU硬泡主要用途有以下幾個(gè)方面
一、家電及食品等行業(yè)冷凍冷藏設(shè)備
PU硬泡是冷凍、冷藏設(shè)備理想的絕熱材料,能達(dá)到較理想的保溫效率。
冰箱、冰柜是居民家庭和食品工業(yè)等行業(yè)普遍使用的電器。采用PU硬泡作為絕熱層的冰箱、冷柜,絕熱層薄,在相等外部尺寸條件下,有效容積比其他材料作絕熱層時(shí)大得多,并減輕電器的自重。
PU硬泡強(qiáng)度較高,澆注在冰箱的殼體與內(nèi)襯之間,形成整體,不存在“熱橋”,確保了冰箱、冰柜整體優(yōu)異的絕熱效果。家用電熱水器、太陽能熱水器、啤酒桶夾層中一般采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料體保溫材料。PU硬泡還用于制造便攜式保溫箱,用于運(yùn)送需低溫貯存的生物制品、藥品和需保溫保鮮的食品。
隨著漁業(yè)和肉類加工業(yè)的發(fā)展,往往就地加工、速凍、冷藏這些食品,以減少變質(zhì)、提高資源利用率。海洋漁業(yè)、肉類等食品加工業(yè)等企業(yè)的冷凍冷藏室、大型冷庫也多用聚氨酯泡沫塑料作隔熱材料,多采用硬泡金屬夾芯板材組裝,方便、快捷。
二、工業(yè)設(shè)備和管道保溫
許多釀酒、化工、貯運(yùn)等企業(yè),存在不同的保熱、保冷等要求,PU硬泡施工方便、衛(wèi)生、保溫效果優(yōu)良,是良好的保溫材料。
貯罐、管道是工業(yè)生產(chǎn)中常用的設(shè)備,在石油、天然氣、煉油、化工、輕工等行業(yè)均廣泛使用。為防止熱量或冷量在貯槽貯存的過程中或者在輸送過程中損失,冷/熱貯罐和管道必須采取保溫措施。
貯罐形狀有球形、圓柱形,PU硬泡可采取噴涂、澆注及粘貼預(yù)制泡沫三種方法施工。對于大型貯罐用噴涂法施工較宜; 也可先在貯罐外加上一個(gè)金屬薄板圍套,再用澆注法成型。形狀規(guī)則的圓柱形貯罐可采用預(yù)制硬泡塊與罐外壁粘貼的工藝。
貯放低溫介質(zhì)的貯罐,一般須在硬質(zhì)泡沫塑料外加防潮層。對于貯運(yùn)液化石油氣和液化天然氣的低溫貯罐(溫度低于-30℃),PU硬泡設(shè)置在金屬罐內(nèi)側(cè)或罐外,最好采用玻纖增強(qiáng)硬泡。
PU硬泡作為管道保溫材料,普遍用于原油輸送管道、石油化工等行業(yè)管道的絕熱,已成功地取代珍珠巖等吸水性較大的材料。
城市、工廠集中供熱工程的熱水管道一般采用PU硬泡作保溫材料,要求長期耐100℃,其中主管道要求耐130°C甚至更高的溫度,已有一些耐高溫PU硬泡產(chǎn)品被開發(fā)用于此類用途。集中供熱管道要求盡量埋于地下,而且要求有一定的耐壓性能和較長的使用壽命。
三、建筑材料
房屋建筑是PU硬泡的最重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。美國等國家的建筑用PU硬泡占硬泡總耗用量的一半左右,是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上。世界上很多國家對房屋建筑能量消耗都有明確的規(guī)定,這促進(jìn)了硬泡在房屋建筑中的應(yīng)用。美國建筑用聚氨脂泡沫塑料年消耗量在30萬噸左右,占建筑泡沫市場的65% (其余為聚苯乙烯和酚醛泡沫),占PU硬泡總量的50%左右。
在我國,硬泡已被推廣應(yīng)用于住宅和辦公樓屋頂?shù)母魺岱浪瑝Ρ诘母魺?,冷庫、糧庫等的保溫材料等。噴涂硬泡用于屋頂,外加保護(hù)層,兼具隔熱保溫和防水的雙重效果。
金屬面硬質(zhì)聚氨酯夾芯板,是以阻燃型硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(分PU、PIR兩種不同配方)作芯材,以彩色涂層鋼板為面材,通過PU或PIR發(fā)泡連續(xù)成型而得,又稱復(fù)合板材。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、安裝的多功能新型建筑材料。
目前,國內(nèi)金屬面硬質(zhì)聚氨酯夾芯板大量應(yīng)用于工業(yè)廠房、倉庫、體育場館、民用住宅、別墅、活動(dòng)板房與組合式冷庫等建筑,用作屋面板與墻板。因其質(zhì)輕、絕熱、防水、裝飾等特性,且運(yùn)輸(安裝)方便,施工進(jìn)度快,深受設(shè)計(jì)、施工與開發(fā)商的歡迎。
PU硬泡填充于空心磚中,可制成硬泡填空空心磚,具有較好的保溫效果。還可制成PU硬泡混凝土,這種混凝士塊密度約200kg/m3左右,壓縮強(qiáng)度0.59~0.78MPa, 熱導(dǎo)率約64mW/(m·K),可制成大尺寸建筑構(gòu)件。
PU硬泡板材可以制作成各種折疊式流動(dòng)房屋,作為野外臨時(shí),用房。如將10mm厚的PU硬泡的表面覆上聚乙烯,可做成折疊房屋,也可用噴涂PU硬泡制成全PU硬泡球形臨時(shí)房屋。
水利設(shè)施如混凝土大壩在寒冬施工需采取保溫措施,可在新混凝土表面噴涂PU硬泡作為保溫層。嚴(yán)寒地區(qū)可采用聚氨酯保溫板作為渠道襯砌的防凍材料,減少凍脹作用對渠道剛性襯砌材料的破壞,確保襯砌的穩(wěn)定和渠道安全使用。
四、交通運(yùn)輸及水上材料
除了上述的用于冷藏運(yùn)輸工具保溫材料外,硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料還應(yīng)用于汽車、火車、船舶等交通工具的其他部件。
PU硬泡目前廣泛用于汽車頂篷和內(nèi)飾件,以前是織物或聚氯乙烯薄膜與聚氨酯軟泡復(fù)合而成,目前基本上采用PU硬泡材料,如澆注硬泡、噴涂硬泡、玻璃纖維增強(qiáng)硬泡以及熱成型硬泡片材與裝飾面料的熱壓復(fù)合物等。特別是采用開孔性泡沫制成的熱成型復(fù)合硬泡,提高了車輛的裝配效率,且強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、隔熱性、吸聲性等都能滿足使用要求。
硬質(zhì)聚氨酯結(jié)構(gòu)泡沫塑料用于多種汽車部件,如車門板、行李箱蓋板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板等。具有彈性的聚氨酯半硬泡用作汽車減震部件。火車車廂采用PU硬泡進(jìn)行保溫。
PU硬泡還用于冷藏車、冷藏集裝箱等的絕熱材料,能保證長距離運(yùn)輸過程中冷凍食品溫度在要求的范圍內(nèi)。還可用于空調(diào)車廂的保溫材料。
硬質(zhì)泡沫塑料還用于液化氣船及液化氣貯槽等的深冷隔熱材料,氣化率低,比礦棉等保溫效果好得多。
在多年凍土和季節(jié)凍土地區(qū)修筑鐵路、公路時(shí),必須采取相應(yīng)的防凍措施,以免路基因凍脹或融沉損壞而造成巨大損失。我國青康公路、青藏鐵路的凍土區(qū)已采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料作為路基保溫材料。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在路基上應(yīng)用的施工方法有鋪粘板材法和現(xiàn)場噴涂法兩種。
閉孔結(jié)構(gòu)的PU硬泡可以用作救生圈的填充料,具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐水等優(yōu)點(diǎn)。填充式聚氨酯護(hù)舷(靠球)是利用輕質(zhì)韌性高彈性泡沫作為緩沖介質(zhì)的輕型漂浮護(hù)舷系統(tǒng),比充氣護(hù)舷有更好的吸能性,輕巧靈活,廣泛應(yīng)用于游艇、小型船只等的船靠船作業(yè)。
五、 仿木材料和運(yùn)動(dòng)休閑娛樂器材
高密度(密度為300~700kg/m3)PU硬泡或玻璃纖維增強(qiáng)硬泡是結(jié)構(gòu)性泡沫塑料,又稱仿木材料。模塑成型的聚氨酯結(jié)構(gòu)硬泡通常是整皮硬泡,具有強(qiáng)度高、韌性好、結(jié)皮致密堅(jiān)韌、成型工藝簡單、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn),強(qiáng)度可比天然木材高,密度可比木材低,可替代木材用作各類高檔型材、板材、體育用品、裝飾材料、家具、鏡框、燈飾配件管托和仿木雕工藝品等,并可根據(jù)需要調(diào)整制品的外觀顏色,具有廣闊的市場前景。