硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是一種絕熱防腐高分子合成材料，用作防腐保溫保冷層，它導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、強(qiáng)度高、吸水性小、絕熱、絕緣、隔音效果好、化學(xué)穩(wěn)定性能好，作為一種絕熱材料，廣泛應(yīng)用于石油、化工、運(yùn)輸、建筑、日常生活等領(lǐng)域，如輸油和輔熱水管道、油庫、貯罐、冷庫、空調(diào)、冰箱、集中供熱供汽管道等設(shè)施的保溫保冷。有數(shù)據(jù)顯示，用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料保溫的管道比傳統(tǒng)的管道可減少熱損失35％，節(jié)約了大量能源，減少了維修費(fèi)用。另外，它還具有優(yōu)良的防水防腐性脂，可直接埋入地下或水中，使用壽命可達(dá)20～30年以上，使用溫度-190～120℃。
　　聚氨酯泡沫塑料有聚酯與聚醚型之分。通常聚酯在強(qiáng)度、耐溫性能等方面較聚醚型為好，但因聚酯原料成本高，所以在應(yīng)用上受到限制。
1．硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的主要性能
　　硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料1000℃火焰溫度下燃燒5 s后離火，在1～2s內(nèi)自熄。耐濃度小于10％的無機(jī)酸，不耐高濃度的無機(jī)酸；耐中等濃度的堿液；耐汽油、機(jī)油，耐酮、耐酯，不耐醇。
　　各種絕熱材料性能對比見表5—1。
表5-1 各種絕熱材料性能
項(xiàng)目 聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料 聚苯乙烯 泡沫玻璃 聚氯乙然泡沫 軟木
密度/kg·m-3 50 50 160～190 60～70 240～250
導(dǎo)熱系數(shù)/W·（m·K）-1 0.023～0.026 0.043 0.055～0.060 0.043 0.058
耐熱度/℃ +130 +75 +400 +80 +100
耐寒度/℃ -110 -80 -270 -35 
吸水率體積/％ 0.2 0.4 <0.2 0.3 
壓縮強(qiáng)度/MPa ≥0.2 0.18 >0.5 0.18 
自熄性 自熄 易燃 不燃 易燃 燃燒

2． 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料原料的性質(zhì)、規(guī)格與選擇
　　硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是以多元羥基化合物和異氰酸酯為主要原料。在催化劑、發(fā)泡劑的作用下，經(jīng)加成聚合發(fā)泡而成。主要反應(yīng)力異氰酸酯與多元羥基化合物中的羥基反應(yīng)生成聚氨酯。催化劑主要有叔胺和有機(jī)錫等。發(fā)袍反應(yīng)為異氰酸酯與水反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w和脲。反應(yīng)產(chǎn)物脲及叔胺等物對此反應(yīng)有催化作用。反應(yīng)所產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w被用來發(fā)泡。但水發(fā)泡的zui大缺點(diǎn)是耗費(fèi)昂貴的異氰酸酯。也常用低沸點(diǎn)氟氯烷化合物（即F-113等），利用聚合過程中的反應(yīng)熱汽化，使物料在逐步固化前形成泡沫，發(fā)泡劑用量可根據(jù)所需泡沫體密度來決定。
　　（1）聚酯。硬質(zhì)泡沫聚氨酯所用的聚酯，其羥值通?？刂圃?00～500之間。456聚酯指標(biāo)如下。
　?。?）Ⅲ型阻火聚醚：是三羥基含磷含氯阻火聚醚。由于分子結(jié)構(gòu)中引入了磷、氯，產(chǎn)品具有阻火性。Ⅲ型阻火授醚質(zhì)量指標(biāo)見表5—2。
Ⅲ型阻火授醚質(zhì)量指標(biāo)
指標(biāo)名稱 一級品 二級品
外觀 黃色透明稠狀液體 黃色透明稠狀液體
羥值（KOH）/mg·g-1 500±20 485±35
酸值（KOH）/mg·g-1 ≤5 ≤5
含磷量/％ ≥3.9 ≥3.5
水分/％ ≤0.2 ≤0.4

　　（3）交聯(lián)劑N-403乙二胺聚醚。化學(xué)名爾四（聚乙—羥丙基）乙二胺。其質(zhì)量指標(biāo)如下。
外觀 淡黃色至棕色透明黏稠液體 水分/％ ≤0.2
羥值（KOH）/mg·g-1 770±35   

　　此交聯(lián)劑可代替部分有機(jī)胺催化劑，又可代替其他羥基聚醚。它有增進(jìn)分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)，改進(jìn)泡沫固化速度，減少泡沫塑料脆性的作用。
　　（4）阻火劑TCER。是β-三氯乙基磷酸酯，其質(zhì)量指標(biāo)如下；
外觀 無色至黃色透明液體 酸值（KOH）/mg·g-1 ≤1.0
相對密度（15～20） 1.410～1.430 水分/％ ≤0.3

　　此阻火劑溶于醇、酮，酯、芳烴、氯仿以及四氯化碳，不溶于脂肪族烴。由于分子中含磷、氯，阻燃作用較顯著。主要作為添加型阻燃劑，除增加塑料具有自熄性外，還有增塑性、耐水、耐候、耐寒性。施工時(shí)還可降低黏度，便于施工。
　　（5）多異氰酸酯PAPIR-NCO。其質(zhì)量指標(biāo)如下。
酸值/％ <0.3 -NCO含量/％ >29
水解氯含量/％ <0.5 黏度（25）/mPa·s <1000

　　多異氰酸酯PAPIR—NCO可延緩塑料反應(yīng)膠凝時(shí)間和發(fā)泡時(shí)間，有利于一步法泡沫模制。對提高塑料的耐熱性、強(qiáng)皮、耐濕性有很大好處。
　?。?）硅油。是一種表面活性劑，也是一種發(fā)泡穩(wěn)定劑。它是一種有機(jī)硅大分子化合物，在組分中仗幾種物質(zhì)均勻互混，作為親水的聚酯和疏水的異氰酸酯、氟碳化合物的乳化劑；其次是穩(wěn)定發(fā)泡，在發(fā)泡過程中降低泡沫表面張力，控制泡孔大小，防止膠凝時(shí)微孔合并，起到控制微孔大小的作用。
　?。?）催化劑。三乙醇胺是一種控制聚氨酯分子交聯(lián)速度和氣體生成速度的化合物。
　　生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫塑料通常選用錫鹽與叔胺類例如二月桂酸二丁基錫，它們的作用是促進(jìn)塑料迅速膠凝或泡沫固化。
　?。?）發(fā)泡劑。分為水或物理發(fā)泡劑、氟碳化臺物發(fā)泡劑。作為聚合物膨脹發(fā)泡，充入泡沫微孔以降低導(dǎo)熱系數(shù)。常用的氟碳化合物為F-11、F-113。