新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究_吴蓁.pdf

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1、新型建筑材料2 0 0 8 . 1 近几年来发泡技术得到了较快的发展， 新的发泡材料也 不断出现。当今环境保护是世界的重大课题之一， 传统的泡沫 塑料发泡剂氟氯烃 （C F C ） ， 因具有较高的臭氧损耗值 （O D P ） ， 一旦进入大气层就会极大的消耗臭氧。我国环保部门提出在 2 0 0 7 年前禁止生产和使用 C F C作为发泡剂。世界各国都在 寻求一种新型环保的发泡剂来代替 C F C 。经过多年的研究， 已开发出了多种零 O D P发泡剂， 主要有 H F C （氢氟碳化合物） 系列、 C O2、 戊烷系列等， 其中已获得商业应用的主要有 H F C - 2 4 5 f a 、

2、H F C - 3 6 5 m f c 、 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 、 戊烷系列等 1 - 7 。 我国目前在聚氨酯建筑保温中尚普遍使用 H C F C - 1 4 1 b 发泡剂， 对于新型发泡剂的取代尚未进行细致的系统研究。 同 时， 有关泡体结构与泡体性能关系的相关研究也少见报道。 本 文主要通过组合聚醚及聚氨酯硬泡的制备及相关性能分析， 探究新型发泡剂在聚氨酯泡体中的发泡效果与泡孔结构， 研 究新型发泡剂与组合聚醚的互溶性及泡体的性能，为进一步 研究打下基础。 1实验 1 . 1原料 摘要:通过组合聚醚与聚氨酯硬泡的制备， 对发泡剂 H F C - 3 6 5 m

3、f c 、 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 和水的发泡效果、 泡体结构、 与组合聚醚的互 溶性及泡体力学性能等进行了研究， 并与 H C F C - 1 4 1 b 进行了比较。 研究结果表明， H F C - 3 6 5 m f c 、 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 与组合聚醚均有较好 的溶解性与配伍性； 在等质量下， 两者在聚氨酯中的发泡效果稍差于 H C F C - 1 4 1 b ； 而在等摩尔加入量时， H F C - 3 6 5 / 2 2 7 的泡孔结构 较均匀， 平均孔径较小， 且所制备泡体的拉伸强度较高， 断裂伸长率较大； 全水发泡所制得的泡体密度较

4、大。 关键词:环保型发泡剂； 聚氨酯硬泡； 保温材料； 发泡效果； 泡体结构； 力学性能 中图分类号:T Q 3 2 8 . 3文献标识码:B文章编号:1 0 0 1 - 7 0 2 X(2 0 0 8)0 1 - 0 0 4 2 - 0 5 A p p l i c a t i o nr e s e a r c ho f n e wg r e e n - b l o w i n ga g e n t s i nr i g i dp o l y u r e t h a n e f o a m WUZ h e n 1 ， G U OQ i n g 2 （1 . S h a n g h a i I

5、n s t i t u t e o f A p p l i e dT e c h n o l o g y ， S h a n g h a i 2 0 0 2 3 5 ， C h i n a ； 2 . S h a n g h a i R e s e a r c hI n s t i t u t e o f B u i l d i n g S c i e n c e ， S h a n g h a i 2 0 0 0 3 2 ， C h i n a ） A b s t r a c t :T h ef o a m i n ge f f e c t ， s t r u c t u r eo f f

6、o a m ， m u t u a l s o l u b i l i t yo f p o l y e t h e rc o m p o u n d sa n db u b b l em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f b l o w i n ga g e n tH F C- 3 6 5 m f c ， H F C- 3 6 5 / 2 2 7a n dw a t e rh a v eb e e ns t u d i e dt h r o u g ht h ep r e p a r a t i o no fp o l y e t h e rc

7、o m p o u n d sa n dr i g i d p o l y u r e t h a n ef o a ma n dc o m p a r e dw i t hH C F C - 1 4 1 b . T h er e s u l t s s h o wt h a t t h es o l u b i l i t ya n dc o m p a t i b l e n e s s o f H F C - 3 6 5 m f c ， H F C - 3 6 5 / 2 2 7w i t hp o l y e t h e r c o m p o u n d sa r ep r e t

8、t ya n dt h ef o a m i n ge f f e c t o f H F C - 3 6 5 m f c ， H F C - 3 6 5 / 2 2 7i ss l i g h t l yi n f e r i o r t oH C F C - 1 4 1 ba t e q u i v a l e n t m a s s ， b u t t h eb u b b l es t r u c t u r ei sm o r eu n i f o r ma n da v e r a g eb u b b l es i z ei ss m a l l e r w i t hH F C

9、 - 3 6 5 / 2 2 7t h a nH C F C - 1 4 1 ba t e q u i v a l e n t m o l a r c o n t e n t . T h et e n s i l es t r e n g t ha n db r e a k i n ge l o n g a t i o no f f o a mm a d eb yH F C - 3 6 5 / 2 2 7a r eh i g h e r . T h er e s e a r c ha l s o i n d i c a t e dt h a t t h e d e n s i t y o f

10、f o a mp r e p a r e dw i t hw a t e r a s f o a m i n g a g e n t a l o n e i s h i g h e r . K e yWo r d s :g r e e n - b l o w i n g a g e n t ； r i g i dp o l y u r e t h a n e f o a m ； t h e r m a l i n s u l a t i o nm a t e r i a l ； f o a m i n ge f f e c t ； b u b b l es t r u c t u r e ；

11、m e c h a n i c a l p r o p e r t y 新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的 应用研究 吴蓁 1 , 郭青 2 （1 . 上海应用技术学院， 上海2 0 0 2 3 5 ； 2 . 上海市建筑科学研究院， 上海2 0 0 0 3 2 ） 收稿日期:2 0 0 7 - 0 8 - 2 2 作者简介:吴蓁， 男， 1 9 6 0 年生， 江苏苏州人， 教授。 全国中文核心期刊 4 2 N E W B U I L D I N GMA T E R I A L SN E W B U I L D I N GMA T E R I A L SN E W B U I L D I N

12、GMA T E R I A L SN E W B U I L D I N GMA T E R I A L S 发泡剂： H F C- 3 6 5 m f c 、 H F C- 3 6 5 / 2 2 7（8 7 / 1 3 ） 、 H C F C- 1 4 1 b ， 工业级， 苏威氟化学有限公司； 聚醚： Z S - 4 8 0 、 Z S - 8 2 2 6 、 T D - 4 0 3 ， 工业级， 金浦集团江苏钟山有限公司研究所； 聚醚 4 1 1 0 ， 工业级， 抚顺佳化聚氨酯有限公司； P A P I ， 工业级， 北京 科聚化工新材料有限公司； 三乙醇胺、 环己胺、 二丁基二月桂

13、 酸锡， 化学纯， 国药集团化学试剂有限公司； 匀泡剂、 阻燃剂 T C E P ， 工业级， 抚顺佳化聚氨酯有限公司。 1 . 2聚氨酯硬泡制备工艺 1 . 2 . 1组合聚醚制备工艺 在常温下， 将一定量的混合聚醚多元醇、 发泡剂、 匀泡 剂、 催化剂 （叔胺类催化剂和金属类催化剂） 、 阻燃剂以一定 的比例混合， 用搅拌机搅拌 3 0m i n ， 使各个组分在组合聚醚 体系中均匀分散， 配制得到组合聚醚。 1 . 2 . 2聚氨酯硬泡制备工艺 将一定量的组合聚醚和异氰酸酯组分用搅拌机快速搅 拌1 0 1 5 s ， 混合均匀， 倒入恒温的发泡垂直爬升模具或成型 模具中发泡固化， 待泡体

14、熟化后， 将其从模具中取出， 按国家 标准进行试样切割，测试其发泡流动参数及泡沫的各项性 能。 1 . 3性能测试 1 . 3 . 1泡沫塑料密度 按 G B / T6 3 4 3 1 9 9 5 测试。 1 . 3 . 2黏度 用 N D J - 1 旋转黏度计按 G B / T2 7 9 7 1 9 9 5 测试。 1 . 3 . 3拉伸性能 用 S U N 5 0 0 万能材料试验机按 G B / T9 6 4 1 1 9 8 8 测试。 1 . 3 . 4压缩性能 用 S U N 5 0 0 万能材料试验机按 G B8 8 1 3 1 9 8 8 测试。 1 . 3 . 5发泡流动性

15、（1 ） 发泡高度指数的测试 泡沫固化后脱模， 称泡沫体的质量； 测量泡沫体的高度， 以泡沫高度除以质量， 得到发泡高度指数 （H / w ） 8 。 （2 ） 密度分布系数 将上述泡沫圆柱体按高度方向切割成 2 c m的等份， 分别 测试其密度， 计算出平均密度 8 及其均方根偏差 S 。S 即为密 度分布系数。 S = （ i- ） 2 n - 1! 式中： n 泡沫样品的分切块数； i第 i 块泡沫的密度， k g / m 3 ； 全部 n 块泡沫样品的平均密度， k g / m 3 。 1 . 3 . 6泡沫孔结构分析 将熟化后的泡体截成薄片试样，采用 X S P - 4 C型光学显

16、微镜观察泡体孔结构，并按 G B8 8 1 0 8 8 测试泡孔的平均直 径。 1 . 3 . 7发泡剂挥发速率 在容器中放入固定体积的发泡剂，放入已恒温至一定温 度的恒温槽， 以其挥发一定体积所需时间表示其挥发速率。 2结果与讨论 2 . 1发泡剂的环保评价 O D P （臭氧损耗潜势值 O z o n eD e p l e t i o nP o t e n t i a l ） 是指在 某种物质的大气寿命期间内，该物质造成的全球臭氧损失相 对于相同质量的 C F C - 1 1 排放所造成的臭氧损失的比值。在 大气化学模式计算中， 某物质的 O D P值可以表示为： O D P = 单 位物

17、质 引起的全球臭氧减少/ 单位质量的 C F C - 1 1 引起的全 球臭氧减少。另外， 卤代烃还对大气环境产生温室效应， 缓慢 地使地球变暖， 具有较高的 G WP （地球温暖潜值， 或称地球温 室效应值） 9 。 一般用 O D P和 G WP的值来作为发泡剂的环保评价（以 O D P为主） 。表 1 为几种环保型发泡剂 （零 O D P ） 与 C F C - 1 1 及 H C F C - 1 4 1 b 的比较。 表1零O D P发泡剂与C F C - 1 1及H C F C - 1 4 1 b的比较 注： 以 C F C - 1 1 为 1 。 表 1显示，从环保出发应大力推广使

18、用 H F C - 2 4 5 f a 、 H F C - 3 6 5 m f c 、 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 、 戊烷系列及水发泡剂。 2 . 2不同发泡剂挥发速率的比较及其 与沸点的关系 在发泡剂的选用中其沸点是首先应考虑的参数。发泡剂 的低沸点能保证泡体制备中的正常发泡速率与发泡量，但沸 点太低往往被认为会产生存储及使用过程中较多的额外消 耗。测定了最典型的第三代发泡剂 H F C - 3 6 5 m f c 、 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 及目前最常用的 H C F C - 1 4 1 b 的挥发速率并进行比较， 结 果如表 2 所示。 表2不同发泡

19、剂挥发速率的比较 从表 2可看出，发泡剂挥发速率以 H C F C - 1 4 1 b最大， 项目C F C - 1 1 H C F C - 1 4 1 b H F C - 2 4 5 f a H F C - 3 6 5 m f c H F C - 3 6 5 / 2 2 7环戊烷 水 O D P 值10 . 1 100000 G WP 值10 . 1 4 50 . 2 0 50 . 2 1 0 0 . 0 1 发泡剂种类沸点/ 挥发速率 （8 0 ） /（s / 1 0 m L ） H C F C - 1 4 1 b3 21 7 2 H F C - 3 6 5 m f c4 01 7 8 H

20、 F C - 3 6 5 / 2 2 72 41 8 2 吴蓁, 等: 新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究 4 3 新型建筑材料2 0 0 8 . 1 H F C - 3 6 5 m f c 次之， H F C - 3 6 5 / 2 2 7 最小； 同时发泡剂挥发速率 的大小与沸点的关系并不完全对应。因此， 不能完全以沸点 作为发泡剂发泡速率大小的依据， 应以实测为准。 2 . 3发泡剂与组合聚醚配伍性的研究 发泡剂与组合聚醚的相溶性或配伍性是发泡剂选用的重 要因素。若两者的相溶性差， 会导致泡体结构不均匀， 从而影 响到泡体的性能。 2 . 3 . 1不同发泡剂对组合聚醚黏度的影响

21、在同种组合聚醚体系下，分别加入相同质量的 H C F C - 1 4 1 b 、 H F C - 3 6 5 m f c 、 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 ， 测试发泡剂对组合聚醚黏 度的影响， 以此考察发泡剂与组合聚醚的相溶性或配伍性， 结 果如表 3 所示。 表3不同发泡剂对组合聚醚黏度的影响 注： 其它组分及工艺条件不变， 只改变发泡剂的种类。下同。 表 3 表明， 3 种发泡剂的加入都使组合聚醚黏度明显下 降，说明该类发泡剂对于聚醚都有较好的溶解性或稀释性。 不同发泡剂对于组合聚醚黏度下降的幅度略有不同，其中， H F C - 3 6 5 m f c 与 H C F C

22、- 1 4 1 b大致相当， H F C - 3 6 5 / 2 2 7的下降 幅度稍小， 这与其单位体积不同有关。结果表明发泡剂 H F C - 3 6 5 m f c 、 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 对于聚醚都有较好的溶解性， 与组合聚 醚的配伍性良好。 2 . 3 . 2发泡剂用量对组合聚醚黏度的影响 在组合聚醚中， 加入 H F C - 3 6 5 m f c 并改变其用量， 考察其 对组合聚醚黏度的影响， 结果如表 4 所示。 表4 H F C - 3 6 5 m f c用量对组合聚醚黏度的影响 表 4 表明， 随着发泡剂用量的增大， 组合聚醚的黏度下 降。在发泡剂用

23、量为 0 3 0 g 时， 组合聚醚的黏度下降幅度较 大； 在 3 0 6 0 g 时， 下降减缓。说明聚醚黏度的下降与发泡剂 加入量总体上不呈线性关系， 前期加入量的增加对于聚醚黏 度的下降比较有效。在所需泡体密度的发泡剂用量范围内， 一般都能明显提高聚醚的流动性。 2 . 4不同发泡剂种类及用量对发泡效果的影响 发泡效果往往以发泡流动性表示， 包含发泡高度指数 （H / w ） 及密度分布系数 （S ） 。 2 . 4 . 1发泡剂种类对发泡效果的影响 进行了组合聚醚的配制及聚氨酯发泡流动性试验， 考察 不同发泡剂在相同质量份下 1 8 时的发泡效果， 其结果如表 5 所示。 表5不同发泡

24、剂的发泡效果比较 表 5 结果表明，在等质量的情况下， H C F C - 1 4 1 b 的密度 最小， H / w发泡高度指数最大， 密度分布系数最小， 发泡效果 最好； H F C - 3 6 5 / 2 2 7其次； H F C - 3 6 5 m f c 的发泡效果稍差。说 明不同发泡剂在等质量加入同种组合聚醚时，泡体的密度与 流动性存在一定的差异。 这一方面是因为等质量非等摩尔， 而 气体产生的量由分子数决定。相同质量下 H C F C - 1 4 1 b 的物 质的量最大， 实际产生的气体量最大， 因而泡体密度最低， 故 不同的发泡剂其用量应以物质的量对应才能达到相似的发泡 效果

25、。另一方面可能存在不同发泡剂与聚醚的不同相互作用 而导致发泡效果的改变。 2 . 4 . 2发泡剂加入量对发泡效果的影响 进行了 1 2 时聚氨酯发泡流动性试验， 考察 3 种发泡剂 的加入量对发泡效果的影响， 其结果如表 6 所示。 表6不同发泡剂的加入量对发泡效果的影响 表 6 结果表明， 对于所使用的 3 种发泡剂， 随发泡剂量的 增加， 其泡体密度均随之减小， 发泡高度指数则逐渐增大。这 符合增加发泡剂的量， 发泡中产生的气体越多， 泡沫塑料的密 度就越小的原理。 而且进一步分析可发现， 3 种发泡剂加入量 的变化幅度与相应密度的变化幅度关系总体上比较接近。 2 . 4 . 3全水发泡

26、与物理发泡效果的比较 设计并配制了全水发泡的组合聚醚， 进行 1 8 时聚氨酯 发泡流动性试验，比较了全水发泡与物理发泡在发泡剂等摩 尔加入量时的发泡效果， 结果如表 7 所示。 表7全水发泡与物理发泡效果的比较 表 7 结果表明， 物理发泡的发泡高度指数大， 密度小， 发 泡效果好。 而全水发泡所制得的泡体密度明显增大。 这是因为 发泡剂种类加入量/ g密度/（k g / m 3 ） H / w /（c m / g ）S H C F C - 1 4 1 b1 95 80 . 5 40 . 0 1 1 H F C - 3 6 5 / 2 2 71 97 10 . 4 60 . 0 2 2 H

27、F C - 3 6 5 m f c1 98 20 . 4 20 . 0 2 5 发泡剂用量/ g01 53 0 黏度/（m P a s ）3 7 0 06 8 52 7 3 4 5 1 2 3 6 0 6 8 黏度/（m P a s ）3 7 0 02 7 52 7 33 0 0 H C F C - 1 4 1 b H F C - 3 6 5 m f cH F C - 3 6 5 / 2 2 7 项 目无发泡剂 发泡剂种类 发泡剂种类密度/（k g / m 3 ）H / w /（c m / g ）S H C F C - 1 4 1 b5 80 . 5 40 . 0 1 1 水8 80 . 4

28、00 . 0 2 7 项 目 发泡剂加入量/ g H C F C - 1 4 1 bH F C - 3 6 5 m f cH F C - 3 6 5 / 2 2 7 2 02 22 42 73 02 43 33 13 4 密度 /（k g / m 3 ） 5 75 65 55 14 16 04 34 74 2 H / w /（c m / g ） 0 . 5 3 0 . 5 5 0 . 5 8 0 . 6 5 0 . 7 70 . 5 4 0 . 7 00 . 6 3 0 . 7 2 S0 . 0 1 50 . 0 2 70 . 0 1 50 . 0 1 60 . 0 1 5 0 . 0 1 6

29、0 . 0 0 3 0 . 0 1 20 . 0 0 4 吴蓁, 等: 新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究 4 4 N E W B U I L D I N GMA T E R I A L SN E W B U I L D I N GMA T E R I A L SN E W B U I L D I N GMA T E R I A L SN E W B U I L D I N GMA T E R I A L S 表9 H C F C - 1 4 1 b加入量对泡体结构的影响 图 2 和表 9 表明， 随发泡剂加入量的增加， 泡体的平均孔 径有所上升， 泡壁逐渐增厚。 这与其平均密度的下降

30、（见表 6 ） 是相吻合的。这是因为发泡剂的用量决定了泡体形成中气体 产生量的多少。 根据泡沫塑料的成泡机理， 当发泡剂用量较多 时， 气体产生也较多， 在形成的过程中彼此之间的碰撞、 合并 的几率也就大得多， 泡体的平均泡孔孔径将增大。 （2 ） H F C - 3 6 5 m f c 考察改变发泡剂 H F C - 3 6 5 m f c 的加入量对泡体结构的影 响， 结果如图 3 、 表 1 0 所示。 图3 H F C - 3 6 5 m f c加入量对泡体结构影响的显微照片 表8发泡剂种类对泡体结构的影响 图 1 和表 8 表明，各种泡体的形状均以六边形为主。 相似质量用量下， H

31、F C - 3 6 5 m f c（B 1 ） 的孔径明显大于 H C F C - 1 4 1 b （A 3 ） ；而H F C - 3 6 5 / 2 2 7 （C 2 ）的孔径则略小于 H F C - 3 6 5 m f c（B 2 ） 。在相似物质的量下比较，H F C - 3 6 5 / 2 2 7 （C 2 ） 的 孔径小于 H C F C - 1 4 1 b（A 3 ） ， 且泡孔分布较均匀。说明采用不 同发泡剂， 泡体结构差异较大。同时泡体结构可通过发泡剂 量的改变来调节。 2 . 5 . 2发泡剂的加入量对泡体结构的影响 （1 ） H C F C - 1 4 1 b 考察改变发

32、泡剂 H C F C - 1 4 1 b 的加入量对泡体结构的影 响， 结果如图 2 、 表 9 所示。 全水发泡属于化学发泡，需通过水与异氰酸酯的反应放出二 氧化碳气体作为发泡气源， 1 m o l 水与 2 m o l 异氰酸酯若完全 反应则生成 1 m o l 的 C O2。在快速的发泡过程中， 可能存在水 与异氰酸酯反应的不完全， 故产生的气体量相对不足。 而物理 发泡的发泡程度较高。同时完全以水作为发泡剂需仔细平衡 水、 异氰酸酯 （N C O ） 、 聚醚 （O H ） 三者的基团当量比， 加入 水的量往往难以达到发泡效果最好时的量，所以全水发泡的 适用范围较窄。 2 . 5泡体结

33、构研究 2 . 5 . 1发泡剂种类对泡体结构的影响 考察不同发泡剂在相似质量用量下对泡体结构的影响， 结果如图 1 、 表 8 所示。 图1发泡剂种类对泡体结构影响的显微照片 图2 H C F C - 1 4 1 b加入量对泡体结构影响的显微照片 编号发泡剂种类 发泡剂 加入量/ g 平均泡径 / m m 棱 孔单元 分布 A 3H C F C - 1 4 1 b2 40 . 8 4细较均匀 B 1H F C - 3 6 5 m f c2 41 . 7 7粗较均匀 B 2H F C - 3 6 5 m f c3 30 . 6 7细均匀 C 2H F C - 3 6 5 / 2 2 73 40

34、 . 5 4细均匀 编号H C F C - 1 4 1 b 加入量/ g 平均泡径/ m m棱孔单元分布 A 12 00 . 6 7细较均匀 A 22 20 . 7 1细较均匀 A 32 40 . 8 4细较均匀 A 42 70 . 9 5粗较均匀 吴蓁, 等: 新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究 4 5 新型建筑材料2 0 0 8 . 1 表1 0 H F C - 3 6 5 m f c加入量对泡体结构的影响 图 3 和表 1 0 表明， 随 H F C - 3 6 5 m f c 加入量的增大， 泡体 的平均孔径则明显下降。这与 H C F C - 1 4 1 b 的结果及泡体合 并

35、规律相反。 （3 ） H F C - 3 6 5 / 2 2 7 考察改变发泡剂 H F C - 3 6 5 / 2 2 7的加入量对泡体结构的 影响， 其结果如图 4 、 表 1 1 所示。 图4 H F C - 3 6 5 / 2 2 7加入量对泡体结构影响的显微照片 表1 1 H F C - 3 6 5 / 2 2 7加入量对泡体结构的影响 图 4 和表 1 1 表明， 随 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 加入量的增大， 泡体 的平均孔径明显下降。 这与 H F C - 3 6 5 m f c 的结果相同。 这可能 是 H F C - 3 6 5 / 2 2 7与 H F C

36、 - 3 6 5 m f c的挥发速率小于 H C F C - 1 4 1 b ， 由于聚氨酯的反应热相对不变， 而当发泡剂用量增加 时， 其挥发速率相对减小， 因而造成聚氨酯的凝胶相对加快， 由此聚氨酯骨架细而密地分布在泡体中， 导致泡体的平均孔 径下降。 2 . 6发泡剂对聚氨酯泡体力学性能的影响 2 . 6 . 1不同发泡剂对聚氨酯泡体力学性能的影响 考虑到不同发泡剂物质的量存在一定的差异， 在组合聚 醚中以等物质的量的 H C F C - 1 4 1 b 、 H F C - 3 6 5 m f c 、 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 和一定量的水作为发泡剂， 在发泡成型模具

37、中制备泡体， 比较各泡体力学性能， 结果如表 1 2 所示。 表1 2不同发泡剂对聚氨酯泡体力学性能的影响 表 1 2表明，作为物理发泡剂的 H C F C - 1 4 1 b 、 H F C - 3 6 5 m f c 以及 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 在相同物质的量的条件下，H F C - 3 6 5 / 2 2 7 的拉伸性能最佳。 这可能与泡体结构有关。 在以上发 泡剂用量下， H F C - 3 6 5 / 2 2 7 的泡孔密实而均匀（见图 2 ， C 2 ） ， 作为骨架的 P U连续性较大。由此可见泡体的结构形态必然 会反映到力学性能上。全水发泡总体性能与 H

38、F C - 3 6 5 / 2 2 7 比 较接近， 但其泡体密度相对较大， 在限定密度的情况下， 全水 发泡表现出一定的使用局限性。 2 . 6 . 2发泡剂用量对聚氨酯泡体力学性能的影响 以 H C F C - 1 4 1 b 作为发泡剂， 调节其用量， 在发泡成型模 具中发泡，比较其所得到的聚氨酯泡体力学性能，结果如表 1 3 所示。 表1 3发泡剂用量对泡沫体力学性能的影响 表 1 3 表明， 随着发泡剂用量的增加， 泡体拉伸强度逐渐 降低， 断裂伸长率总体上升， 而压缩强度则先增加后降低。这 种变化与 H C F C - 1 4 1 b 泡体结构随发泡剂用量的变化规律基 本对应： 即

39、孔径越大， 泡体的拉伸强度会有所下降， 而断裂伸 长率会逐渐上升。 但压缩强度的变化原因有待于进一步研究。 3结语 （1 ） 物理发泡剂挥发速率相对大小不能仅以沸点作为判 断依据。 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 的沸点比 H F C - 3 6 5 m f c 低， 但其挥发速 率比 H F C - 3 6 5 m f c 小。 （2 ） H F C - 3 6 5 m f c 和 H F C - 3 6 5 / 2 2 7 对组合聚醚都有较好 的溶解性与配伍性。 随着发泡剂用量的增大， 组合聚醚的黏度 下降， 但总体上呈非线性关系。 （3 ）在等质量的情况下， H C F C

40、- 1 4 1 b 的发泡效果最好， H F C - 3 6 5 / 2 2 7 次之， H F C - 3 6 5 m f c 的发泡效果稍差。发泡效果 随发泡剂用量的增加而增加。全水发泡所制得的泡体密度较 大。 （4 ） 不同发泡剂对应的泡体结构有所不同， 泡体结构随发 泡剂加入量的变化而变化。以加入等物质的量而言， H F C - 3 6 5 / 2 2 7 制备的泡孔结构较均匀， 平均孔径较小， 泡体拉伸强 度较高， 断裂伸长率较大。随发泡剂用量的增加， 拉伸强度逐 渐降低， 断裂伸长率总体上升， 而压缩强度先增加后降低。 参考文献: 1 L . Z i p f e l . H F C

41、 - 3 6 5 m f cB l e n d ： S t u d i e sa n dd e v e l o p m e n t a sb l o w i n g a g e n t f o r h u g hp e r f o r m a n c ei n s u l a t i o nf o a m s . P o l y u r e t h a n e sC o n - f e r e n c e2 0 0 0 ， P r o c e e d i n g s ： 1 7 1 . 发泡剂用量/ g压缩强度/ k P a 拉伸强度/ k P a 断裂伸长率/ % 1 52 5 52 4 6

42、6 . 3 2 02 6 42 4 17 . 7 2 53 4 22 3 27 . 0 3 03 3 42 2 08 . 7 发泡剂 种类 发泡剂 用量/ g 发泡剂 用量/ m o l 压缩强度 / k P a 拉伸强度 / k P a 断裂伸长 率/ % H C F C - 1 4 1 b2 30 . 22 8 11 8 82 . 0 H F C - 3 6 5 m f c3 00 . 22 4 62 1 33 . 1 H F C - 3 6 5 / 2 2 73 40 . 22 2 93 0 84 . 0 水1 . 42 3 82 9 15 . 0 编号H F C - 3 6 5 / 2

43、 2 7 加入量/ g 平均泡径/ m m棱孔单元分布 C 13 11 . 5 6粗较均匀 C 23 40 . 5 4细较均匀 编号H F C - 3 6 5 m f c 加入量/ g平均泡径/ m m棱孔单元分布 B 12 41 . 7 7粗较均匀 B 23 30 . 6 7细均匀 吴蓁, 等: 新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究 4 6 N E W B U I L D I N GMA T E R I A L SN E W B U I L D I N GMA T E R I A L SN E W B U I L D I N GMA T E R I A L SN E W B U I L

44、D I N GMA T E R I A L S ! 2 We r n e r K r u c k e ， L u oJ i n z h o u . S o l k a n e 3 6 5 m f ca n dS o l k a n e3 6 5 / 2 2 7 b l o w i n ga g e n t f o rh i g hp e r f o r m a n c ei n s u l a t i o nf o a m s M . 2 0 0 3 中 国聚氨酯行业整体淘汰 O D S 国际论坛论文集： 1 9 6 - 2 0 3 . 3 X i a o b i nL i ， H o n g

45、 b i nC a o ， Y i Z h a n g . S t r u c t u r e sa n dp h y s i c a l p r o - p e r t i e so f r i g i dp o l y u r e t h a n ef o a m sw i t hw a t e r a st h es o l eb l o w i n g a g e n t J . S c i e n c ei nC h i n aS e r i e sB : C h e m i s t r y ， 2 0 0 6 ， 4 9 （4 ） ： 3 6 3 - 3 7 0 . 4 胡文峰，

46、朱明， 朱永飞， 等. 环保聚氨酯泡沫塑料发泡剂研究进展 J . 应用化工， 2 0 0 6 ， 3 5（5 ） ： 3 7 5 - 3 7 8 . 5 朱永飞， 朱明. 聚氨酯泡沫塑料发泡剂研究现状及发展趋势 J . 应 用化学， 2 0 0 5 ， 3 4（3 ） ： 1 3 3 - 1 3 6 . 6 冯云飞， 谢俊波， 杨勇， 等. 新型环保发泡剂 H F C - 2 4 5 f a 的现状及 发展趋势 J . 化工新型材料， 2 0 0 5 ， 3 3（8 ） ： 8 - 1 4 . 7 梁成刚， 刘志红. 戊烷发泡剂取代 C F C s 在 P U硬泡中的应用 J . 内蒙古石油化

47、工， 2 0 0 3 ，（2 8 ） ： 2 6 、 2 7 、 3 0 . 8 张衍荣， 马德强. 聚氨酯发泡性能评价方法的改进 J . 聚氨酯工 业， 2 0 0 3 ， 1 8（1 ） ： 4 2 - 4 5 . 9 洛塔尔 齐费尔， 维勒 克雷柯. 塑料泡沫发泡剂氯氟碳化合物 （C F C ） 的替代北京五矿公司. 第二届聚氨酯中国 9 8 会议论文 集 C . 1 9 9 8 ， 3 ： 1 1 1 - 1 1 9 .# 1保温装饰复合板发展现状及前景 目前我国外墙外保温体系主要有聚苯板（E P S 或 X P S ） 、 聚苯颗粒胶浆、 发泡聚氨酯 （现场发泡或成品发泡板） 、 泡

48、沫玻 璃、 岩棉等， 通过粘贴、 机械锚固等方法将保温材料固定到建 筑物的围护结构上， 然后在其表面进行防水抗开裂的装饰施 工。此类现场施工的方法虽然技术较成熟、 保温性能良好， 但 存在现场施工复杂、 表面装饰可选品种少、 装饰档次不高、 易 空鼓开裂等不足， 同时现场作业受天气环境影响大， 使得工程 周期难以控制， 工程质量难以提高。 保温装饰复合板外保温体系，是将工厂化预制的具有保 温和装饰功能的成品复合板材，通过特有的固定方式进行现 场快速安装， 可实现保温耐久、 表观豪华、 安全牢固的外墙保 温装饰一体化系统。 为了满足这些使用性能， 目前在保温装饰 板选择方面， 主要研究合适的保温

49、材料、 复合粘结材料、 面层 增强材料、 表面装饰材料， 在安装施工方面， 主要研究固定安 装的设计方案，使其在满足安全方便的同时可有效避免冷热 桥、 减低安装成本。 保温材料需满足易于粘贴、 抗剥离性好、 尺寸稳定性好、 抗压强度高等要求， 目前选用的发泡材料主要为3 种： 挤塑聚 苯乙烯泡沫板 （X P S 板） 、 模塑聚苯乙烯泡沫板 （E P S 板） 、 聚氨 酯 （P U ） 发泡板。 摘要:阐述了保温装饰复合板的发展现状和前景， 通过比较目前国内已有的几种类型保温装饰复合板， 提出了一种保温板与 增强板用环氧树脂粘结复合， 在增强板表面涂装氟碳涂料的新型保温装饰板， 并介绍其结构和施工工艺。 关键词:保温装饰复合板； 外墙外保温； 施工安装 中图分类号:T U 5 5 + 1文献标识码:B文章编号:1 0 0 1 - 7 0 2 X(2 0 0 8)0 1 - 0 0 4 7 - 0 3 T h e r ma l i n s u l a t i o nd e c o r a t i v e c o mp o s i t e p a n e l a n di t s c o n s t