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芳香族聚酯多元醇在PIR连续成型建筑板材中的应用

 一. 何为聚异氰脲酸酯(PIR)

PIR全称Polyisocyanurate Foam,中文名为“聚异氰脲酸脂”。聚异氰脲酸酯泡沫塑料是指分子结构中含有异氰脲酸酯环的泡沫塑料。异氰脲酸酯是有3个异氰酸酯基团在催化剂的作用下三聚反应生成的六元杂环。PIR泡沫塑料具有良好的阻燃性和耐热性能。是一种具有特殊性能的硬质聚氨酯泡沫塑料。其特点如下:

1. 耐热性好。可在120℃环境下长期使用,尺寸变化率小于1%,短期使用温度可以更高,而普通的聚氨酯泡沫塑料只能在120℃以下使用。

2. 耐火焰贯穿性好。厚度25毫米的PIR板材用丙烷火焰对着它一侧中心燃烧,30分钟作用才能把PIR泡沫塑料板烧穿,而普通聚氨酯(PU)板材,在同等条件下,一般几分钟就烧穿了。

3. 燃烧时发烟率低。

  二. 制备聚异氰脲酸酯的工艺路线及配方体系

1. 工艺路线:众所周知,聚氨酯的化学反应主要是多元醇与异氰酸酯的反应,异氰脲酸酯的化学反应除存在异氰酸酯的三聚反应外,还存在聚氨酯的化学反应。故PIR的工艺路线有两种不同的途径,一种是先合成含有异氰酸酯环的多元醇,然后与异氰酸酯反应。目前此种方法应用较少。另一种是以异氰酸酯为主原料,在催化剂的作用下,生成含有异氰脲酸酯环的泡沫塑料,此种方式在工业生产中占主导地位。

2. 主要原料及配方体系

(1)异氰酸酯:主要是聚合MDI,主要牌号有:烟台万华聚氨酯有限公司的PM-200,巴斯夫的M20S,拜耳的44V20等牌号均可选择使用。

(2)多元醇:聚酯、聚醚多元醇及阻燃多元醇等低分子多元醇均可使用,有技术和成本优势的是芳香族聚酯多元醇。

(3)催化剂:碱金属盐,如油酸钾、醋酸钾、异辛酸钾;有机碱化合物如DMP-30,季铵盐类催化剂都是常用且有效的催化剂品牌。

(4)硅油匀泡剂:有机硅表面活性剂类牌号很多,均可选择使用。

(5)发泡剂:水,HCFC-141b,戊烷类均可使用。

3.配方体系中异氰酸酯指数对泡沫阻燃性和性能影响

(1)在某特定的配方中,仅改变异氰酸酯指数,由此制得的泡沫塑料,其阻燃指数变化率如下:

(2)不同异氰酸酯指数的PIR材料的应用范围

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