聚氨酯發(fā)泡膠硬泡的應用

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，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硬泡可用作結構材料（仿木材）。

PU硬泡的熱導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，與被保溫材料結合成一體，使得保溫效果更好，因此，在保溫隔熱領域，聚氨酯泡沫塑料是首選材料，應用面極廣。

PU硬泡主要用途有以下幾個方面

一、家電及食品等行業(yè)冷凍冷藏設備

PU硬泡是冷凍、冷藏設備最理想的絕熱材料，能達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大得多，并減輕電器的自重。

PU硬泡強度較高，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，以減少腐敗變質(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)設備和管道保溫

許多釀酒、化工、貯運等企業(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硬泡設置在金屬罐內(nèi)側(cè)或罐外，最好采用玻纖增強硬泡。

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硬泡的最重要應用領域之一。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，這促進了硬泡在房屋建筑中的應用。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，硬泡已被推廣應用于住宅和辦公樓屋頂?shù)母魺岱浪?，墻壁的隔熱，冷庫、糧庫等的保溫材料等。噴涂硬泡用于屋頂，外加保護層，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，又稱復合板材。它集輕質(zhì)、高強、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用于工業(yè)廠房、倉庫、體育場館、民用住宅、別墅、活動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，且運輸（安裝）方便，施工進度快，深受設計、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，壓縮強度0.59~0.78MPa， 熱導率約64mW/（m·K），可制成大尺寸建筑構件。

PU硬泡板材可以制作成各種折疊式流動房屋，作為野外臨時，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硬泡球形臨時房屋。

水利設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、交通運輸及水上材料

除了上述的用于冷藏運輸工具保溫材料外，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料還應用于汽車、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、玻璃纖維增強硬泡以及熱成型硬泡片材與裝飾面料的熱壓復合物等。特別是采用開孔性泡沫制成的熱成型復合硬泡，提高了車輛的裝配效率，且強度、尺寸穩(wěn)定性、隔熱性、吸聲性等都能滿足使用要求。

硬質(zhì)聚氨酯結構泡沫塑料用于多種汽車部件，如車門板、行李箱蓋板、發(fā)動機蓋板等。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硬泡進行保溫，效果顯著。

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，必須采取相應的防凍措施，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用的施工方法有鋪粘板材法和現(xiàn)場噴涂法兩種。

閉孔結構的PU硬泡可以用作救生圈的填充料，具有質(zhì)輕、強度高、耐水等優(yōu)點。填充式聚氨酯護舷（靠球）是利用輕質(zhì)韌性高彈性泡沫作為緩沖介質(zhì)的輕型漂浮護舷系統(tǒng)，比充氣護舷有更好的吸能性，輕巧靈活，廣泛應用于游艇、小型船只、海軍船只等的船靠船作業(yè)。

五、仿木材料和運動休閑娛樂器材

高密度（密度為300~700kg/m3）PU硬泡或玻璃纖維增強硬泡是結構性泡沫塑料，又稱仿木材料。模塑成型的聚氨酯結構硬泡通常是整皮硬泡，具有強度高、韌性好、結皮致密堅韌、成型工藝簡單、生產(chǎn)效率高等特點，強度可比天然木材高，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。

加入阻燃劑制成的結構硬泡具有比木材高得多的阻燃性。結構硬泡在低成本模具中模塑成型所制成的仿木雕裝飾線條裝飾材料、花盆、工藝品等，具有制作簡便、成本低、藝術風格獨特的優(yōu)點。窗架、窗扇、窗框、門框等構件可用聚氨酯結構泡沫制作。

運動器具要求堅固耐用，要能經(jīng)受極高的機械荷載而不損壞，具有耐候性，并在嚴寒酷暑不會脆化。使用整皮硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料制造的運動器具完全能滿足以上要求，如雪橇（芯材）、高爾夫球、球拍、滑雪板、運動鞋底、風母槳葉、沖浪板，還可以制造保齡球（芯材）、壘球芯材、 高爾夫球桿、泳池設備等。

某些玩具和雕塑也可以用聚氨酯整皮半硬泡和硬泡制造。聚氨酯做成的假山等人造景觀質(zhì)輕強度高，搬運方便。多種影視道具也可以用聚氨酯泡沫塑料制造，在影視道具模型外可噴涂聚氨酯脲保護層。

六、灌封材料及礦井材料等

PU硬泡材料能夠方便地對電線等進行灌注密封保護，如用于煤礦井下電纜接線盒的發(fā)泡型填充膠料，具有較高的機械強度、阻燃自熄、耐腐蝕、無環(huán)境污染、固化體無毒等特點，電性能指標滿足要求，適宜井下現(xiàn)場澆注。

液態(tài)聚氨酯泡沫料作為錨固材料，在使用時雙組分混合發(fā)泡膨脹，能滲入裂隙中，固化后則將煤巖體黏結成一體從而達到加固補強的目的。另外，PU硬泡可作為鈾礦控氡的密閉材料以及礦洞的隔爆材料。

七、軍事及航天航空

聚氨酯泡沫塑料還可作為無回波暗室的吸波材料的基體，常用于國防及有關研究領域。PU硬泡吸波材料是將吸波劑加入PU硬泡組合料中模塑而成。聚氨酯軟泡基吸波材料是將塊泡切割成預定形狀、浸漬吸波劑后烘干而成。

美國的Rantic 公司早在60年代就研制出了適用于60MHz~40GHz的超寬頻帶的EMC系列吸波體，該吸波體采用軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料滲碳結構，其形狀多為尖劈狀，高度從0.6~2.5m不等，適用于建造不同用途的無回波暗室。

聚氨酯泡沫塑料吸波材料還可用在隱身飛機的機身和機翼上;可用來建造無回波箱，用以覆蓋測試環(huán)境中的反射物體，如雷達天線倉、天線支架、轉(zhuǎn)臺、試驗架等;聚氨酯泡沫塑料基吸波材料還可用來建造微波吸收墻，消除微波污染等。

聚氨酯泡沫塑料還用于軍事設施偽裝材料，以噴涂PU硬泡材料為基體、添加不同助劑和填料而得到的防光學偵察、防熱紅外偵察和防雷達偵察的材料，可模擬天然地表狀態(tài)，達到“隱真示假” 的偽裝目的。

PU硬泡還用作宇航飛機等的隔熱材料。PU硬泡在-45~100℃溫度范圍耐溫耐寒性和絕熱性能優(yōu)異，用作航天工業(yè)的隔熱材料非常合適。

八、拋光墊片

拋光墊是化學機械拋光（CMP）系統(tǒng)的重要組成部分，也是主要耗材。用于各類光學玻璃元件、不銹鋼、寶石、半導體單晶片等的拋光。聚氨酯拋光墊是硬質(zhì)多孔性聚氨酯材料，化學、摩擦學性能穩(wěn)定，是高性能拋光材料。在拋光過程中，聚氨酯拋光墊表面微孔可以軟化和使拋光墊表面粗糙化，并且能夠?qū)⒛チ项w粒保持在拋光液中。

較有名的聚氨酯拋光墊是美國Rodel公司生產(chǎn)的IC1000型圓形拋光墊，其標準厚度1. 27mm（50mils）和2.0m，硬度邵D57，壓縮率2.25%，密度0.63~0.80g/cm3之間。國內(nèi)部分廠家生產(chǎn)各種規(guī)格圓形、方形聚氨酯拋光片，厚度0.5~5.0mm，邵A硬度55~96，般含磨料，有的產(chǎn)品不含填料。