聚氨酯發(fā)泡膠硬泡的應(yīng)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(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(guó)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(chǎng)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，聚氨酯泡沫塑料是首選材料，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)備最理想的絕熱材料，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(yáng)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(kù)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(duì)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)等國(guó)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(guó)家對(duì)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(guó)建筑用聚氨脂泡沫塑料年消耗量在30萬(wàn)噸左右，占建筑泡沫市場(chǎng)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(guó)，硬泡已被推廣應(yīng)用于住宅和辦公樓屋頂?shù)母魺岱浪?，墻壁的隔熱，冷?kù)、糧庫(kù)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(guó)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(cāng)庫(kù)、體育場(chǎng)館、民用住宅、別墅、活動(dòng)板房與組合式冷庫(kù)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(duì)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?；疖囓噹捎?/font>PU硬泡進(jìn)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(zhǎng)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(guó)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(chǎng)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、海軍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(jiǎn)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(chǎng)前景。

加入阻燃劑制成的結(jié)構(gòu)硬泡具有比木材高得多的阻燃性。結(jié)構(gòu)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(jiǎn)便、成本低、藝術(shù)風(fēng)格獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。窗架、窗扇、窗框、門框等構(gòu)件可用聚氨酯結(jié)構(gòu)泡沫制作。

運(yùn)動(dòng)器具要求堅(jiān)固耐用，要能經(jīng)受極高的機(jī)械荷載而不損壞，具有耐候性，并在嚴(yán)寒酷暑不會(huì)脆化。使用整皮硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料制造的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)鞋底、風(fēng)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(shè)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(qiáng)度高，搬運(yùn)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(hù)層。

六、灌封材料及礦井材料等

PU硬泡材料能夠方便地對(duì)電線等進(jìn)行灌注密封保護(hù)，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(jī)械強(qiáng)度、阻燃自熄、耐腐蝕、無(wú)環(huán)境污染、固化體無(wú)毒等特點(diǎn)，電性能指標(biāo)滿足要求，適宜井下現(xiàn)場(chǎng)澆注。

液態(tài)聚氨酯泡沫料作為錨固材料，在使用時(shí)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(jié)成一體從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)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(wú)回波暗室的吸波材料的基體，常用于國(guó)防及有關(guān)研究領(lǐng)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(yù)定形狀、浸漬吸波劑后烘干而成。

美國(guó)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(jié)構(gòu)，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(wú)回波暗室。

聚氨酯泡沫塑料吸波材料還可用在隱身飛機(jī)的機(jī)身和機(jī)翼上;可用來建造無(wú)回波箱，用以覆蓋測(cè)試環(huán)境中的反射物體，如雷達(dá)天線倉(cāng)、天線支架、轉(zhuǎn)臺(tái)、試驗(yàn)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(shè)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(xué)偵察、防熱紅外偵察和防雷達(dá)偵察的材料，可模擬天然地表狀態(tài)，達(dá)到“隱真示假” 的偽裝目的。

PU硬泡還用作宇航飛機(jī)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(xué)機(jī)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(xué)玻璃元件、不銹鋼、寶石、半導(dǎo)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(xué)、摩擦學(xué)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(guó)Rodel公司生產(chǎn)的IC1000型圓形拋光墊，其標(biāo)準(zhǔn)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(guó)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。