硬質聚氨酯泡沫塑料(PU硬泡)的應用
Release date：2022-11-04
低密度PU硬泡主要用作隔熱材料，高密度PU硬泡可用作結構材料(仿木)。
PU硬泡的導熱系數低于聚苯乙烯、其他泡沫塑料和天然保溫材料，保溫效果優異。可現場澆注或噴涂，與保溫材料結合，保溫效果更佳。因此，在隔熱領域，聚氨酯泡沫塑料是[敏感詞]材料，具有廣泛的應用。
聚氨酯硬質泡沫塑料的主要用途如下
一、家用電器和食品工業制冷設備
PU硬泡是制冷、冷凍設備最理想的保溫材料，能達到理想的保溫效率。
冰箱、冰柜是家庭、食品行業等行業常用的電器。采用聚氨酯硬泡做保溫層的冰箱、冰柜，保溫層薄。在外部尺寸相等的情況下，有效體積遠大于作為絕緣層的其他材料，電器自重減輕。
PU硬泡強度高，澆注在冰箱外殼和內膽之間，形成一個整體，沒有“熱橋”，保證了冰箱和冷柜整體優異的保溫效果。硬質聚氨酯泡沫保溫材料一般用于家用熱水器、太陽能熱水器、啤酒桶的夾層。PU硬質泡沫還用于制造便攜式保溫箱，用于運輸需要低溫保存的生物制品、藥品、食品等。
隨著漁業和肉類加工業的發展，這些食品往往就地加工、速凍、冷藏，以減少腐敗變質，提高資源利用率。漁業、肉類等食品加工業等企業的冷藏室、大型冷庫常采用聚氨酯泡沫作為保溫材料，用硬質泡沫金屬夾芯板組裝，方便快捷。
二、工業設備和管道保溫
許多釀造、化工、儲運企業對保溫和保冷的要求不同。聚氨酯硬泡是一種很好的保溫材料，施工方便，衛生，保溫效果好。
儲罐和管道是工業生產中常用的設備，廣泛應用于石油、天然氣、煉油、化工、輕工等行業。為防止儲罐儲存或運輸過程中熱能或冷能的損失，冷/熱儲罐及管道必須采取保溫措施。
儲罐形狀為球形和圓柱形，PU硬泡可采用噴涂、澆注、粘貼預制泡沫的方式施工。噴涂法適用于大型儲罐。或者，可以先在儲罐外面加一個金屬片外殼，然后澆注成型。規則的圓柱形儲罐可以采用在罐外壁粘貼預制的硬質泡沫塊的工藝。
通常，儲存低溫介質的儲罐必須在硬質泡沫塑料上設置防潮層。對于儲運液化石油氣、液化天然氣的低溫儲罐(溫度低于-30℃)，在金屬罐內或罐外設置PU硬質泡沫，[敏感詞]采用玻璃纖維增強硬質泡沫。
聚氨酯硬泡作為管道保溫材料，廣泛應用于原油管道、石化管道等行業的保溫，并已成功替代珍珠巖等吸水材料。
城市和工廠集中供熱工程的熱水管一般采用PU硬質泡沫塑料作為保溫材料，要求長期耐100℃。其中主管道要求耐130℃甚至更高。為此，已經開發了一些耐高溫的聚氨酯硬質泡沫產品。集中供熱管道應盡可能埋在地下，并有一定的抗壓能力和較長的使用壽命。
三。建筑材料
建筑是聚氨酯硬泡最重要的應用領域之一。在美國等[敏感詞]，建筑用聚氨酯硬泡約占硬泡總消費量的一半，是冰箱、冰柜等硬泡消費量的兩倍以上。世界上許多[敏感詞]對建筑能耗都有明確的規定，促進了硬質泡沫塑料在建筑施工中的應用。美國建筑用聚氨酯泡沫的年消費量約為30萬噸，占建筑泡沫市場的65%(其余為聚苯乙烯和酚醛泡沫)，占PU硬質泡沫總量的50%左右。
在中國，硬質泡沫塑料已廣泛應用于住宅建筑和辦公樓屋頂的保溫和防水、墻體的保溫以及冷庫和糧庫的保溫材料。屋頂采用噴涂硬泡，有保護層，具有隔熱防水的雙重效果。
金屬硬質聚氨酯夾芯板是以阻燃硬質聚氨酯泡沫(PU和PIR兩種不同配方)為芯材，以彩涂鋼板為面材，由PU或PIR發泡連續成型。也叫復合板。它集輕質、高強、隔熱、防水、裝飾于一體，是一種易于生產、施工和安裝的新型多功能建筑材料。
目前，國內金屬表面硬質聚氨酯夾芯板廣泛應用于工業廠房、倉庫、體育場館、住宅、別墅、活動板房、組合式冷庫建筑等。，作為屋頂板和墻板。因其具有輕質、隔熱、防水、裝飾等特點，運輸(安裝)方便，施工進度快，深受設計者、建設者和開發商的喜愛。
空心磚中填充聚氨酯硬泡可制成硬泡填充空心磚，具有良好的保溫隔熱效果。也可制成PU硬質泡沫混凝土，密度約200kg/m3，抗壓強度0.59~0.78MPa，導熱系數約64mw/(m·k)，可制成大尺寸建筑構件。
PU硬質泡沫板可制成各種折疊式活動房屋，可作為野外臨時房屋使用。比如10mm厚的PU硬泡表面覆蓋聚乙烯，可以做成折疊式房屋，也可以噴涂PU硬泡做成全PU硬泡球形臨時房屋。
混凝土大壩等水利設施冬季施工需要保溫措施，可在新混凝土表面噴涂PU硬泡作為保溫層。聚氨酯保溫板可以作為嚴寒地區渠道襯砌的防凍材料，減少凍脹對渠道剛性襯砌材料的破壞，保證襯砌的穩定性和渠道的安全使用。
四、運輸和水材料
除了上述用于冷藏車的隔熱材料之外，硬質聚氨酯泡沫還應用于車輛的其它部分，例如汽車、火車和輪船。
目前，聚氨酯硬泡廣泛應用于汽車頂篷和內飾件。以前是用織物或PVC膜和聚氨酯軟泡做成的。目前基本采用PU硬質泡沫材料，如澆注硬質泡沫、噴涂硬質泡沫、玻璃纖維增強硬質泡沫以及熱成型硬質泡沫片材與裝飾織物的熱壓復合。特別是開孔泡沫制成的熱塑性復合硬質泡沫，提高了車輛的裝配效率，其強度、尺寸穩定性、隔熱性、吸聲性均可滿足使用要求。
聚氨酯泡沫用于多種汽車部件，如門板、行李箱板、發動機板等。具有彈性的半硬質聚氨酯泡沫用作汽車減震器。列車車廂采用PU硬質泡沫保溫，效果顯著。
聚氨酯硬泡也用作冷藏車、冷藏集裝箱等的保溫材料。，可以保證冷凍食品在長途運輸過程中溫度在要求的范圍內。也可作為空調車廂的保溫材料。
硬質泡沫塑料也用作液化氣船和液化氣儲罐的低溫絕熱材料，氣化率低，比礦棉好很多。
在多年凍土和季節性凍土地區修建鐵路和公路時，必須采取相應的防凍措施，避免因道路基因凍脹或融沉破壞而造成巨大損失。在我國青康公路和青藏鐵路凍土地區，硬質聚氨酯泡沫塑料已被用作路基保溫材料。硬質聚氨酯泡沫塑料應用于路基有兩種施工方法:鋪設粘結片和現場噴涂。
閉孔聚氨酯硬泡可用作救生圈的填充物，具有重量輕、強度高、耐水等優點。填充聚氨酯護舷(球靠泊)是一種輕型浮動護舷系統，使用輕質、堅韌和高彈性泡沫作為緩沖介質。與充氣護舷相比，具有更好的吸能性、輕便性和靈活性，廣泛應用于游艇、小型船舶、海軍艦艇等船舶的靠泊作業。
5.仿木材料及運動、休閑和娛樂設備
高密度(密度300~700kg/m3)PU硬質泡沫或玻璃纖維增強硬質泡沫是結構泡沫，也稱仿木材料。模塑聚氨酯結構硬泡通常為全表皮硬泡，具有強度高、韌性好、結皮致密堅韌、成型工藝簡單、生產效率高等特點。其強度高于天然木材，密度低于木材。可作為各種[敏感詞]型材、板材、體育用品、裝飾材料、家具、畫框、照明配件的管支架、仿木工藝品等的木材替代品。且產品外觀顏色可根據需要進行調整，具有廣闊的市場前景。
添加阻燃劑制成的結構硬質泡沫比木材阻燃性高得多。仿木裝飾線裝飾材料、花盆、工藝品等。用低成本的模具制成的硬質泡沫具有制造簡單、成本低、藝術風格獨特的優點。窗戶、窗扇、窗框、門框和其他部件可以由聚氨酯結構泡沫制成。
運動器材應該是耐用的，能夠承受極高的機械負荷而不損壞，不受天氣影響，并且在嚴寒和酷暑中不會變脆。全皮硬質聚氨酯泡沫制成的運動器材完全可以滿足上述要求，如雪橇(芯材)、高爾夫球、球拍、滑雪板、運動鞋底、帆板、沖浪板、保齡球(芯材)、壘球芯材、高爾夫球桿、游泳池器材等。
一些玩具和雕塑也可以用聚氨酯整皮半硬質泡沫和硬質泡沫制作。聚氨酯制作的假山等人造景觀，重量輕，強度高，便于攜帶。各種電影道具也可以用聚氨酯泡沫制作，在電影道具模型外噴涂聚氨酯脲保護層。
六、灌封材料和礦山材料等。
PU硬質泡沫材料可以方便地澆注和密封電線等，如用于煤礦井下電纜接線盒的發泡填充料。它具有機械強度高、阻燃、自熄、耐腐蝕、不污染環境、固化體無毒的特點。其電氣性能指標符合要求，適用于地下現場澆注。
液態聚氨酯泡沫作為一種錨固材料，使用時可與兩種組分混合發泡膨脹，并能滲透到裂縫中。固化后會將煤巖體粘結成一個整體，從而達到加固的目的。此外，PU硬泡還可作為鈾礦山控制氡的密閉材料和礦洞的隔爆材料。
七。軍事和航空航天
聚氨酯泡沫也可作為無回聲暗室吸波材料的基體，常用于國防及相關研究領域。聚氨酯硬質泡沫吸波材料是在聚氨酯硬質泡沫復合材料中添加吸收劑而成型的。基于柔性聚氨酯泡沫的吸波材料通過將塊狀泡沫切割成預定形狀、將其浸泡在吸波劑中并干燥而制成。
早在20世紀60年代，美國Rantic公司就開發了適用于60MHz~40GHz超寬帶的EMC系列吸波材料。這種吸波體采用軟質聚氨酯泡沫滲碳結構，形狀多為楔形，高度在0.6-2.5m之間，適用于建造不同用途的消聲暗室。
聚氨酯泡沫吸波材料也可以用在隱身飛機的機身和機翼上；可用于搭建無回波箱，覆蓋測試環境中的反射物體，如雷達天線倉、天線支架、轉臺、測試臺等。聚氨酯泡沫基吸波材料也可用于建造微波吸收墻，消除微波污染。
聚氨酯泡沫也用于偽裝材料，一種軍事設施。它是以噴涂PU硬質泡沫材料為基體，添加不同的添加劑和填料制成的一種反光學偵察、抗熱紅外偵察和反雷達偵察材料。可以模擬自然表面狀態，達到“藏真露假”的偽裝目的。
聚氨酯硬泡也被用作航空航天飛機的隔熱材料。聚氨酯硬泡在-45~100℃的溫度范圍內具有優異的耐溫、耐寒和隔熱性能，非常適合用作航空航天工業的隔熱材料。
八、拋光墊片
拋光墊是化學機械拋光(CMP)系統的重要組成部分，也是主要耗材。用于拋光各種光學玻璃元件、不銹鋼、寶石、半導體單晶片等。聚氨酯拋光墊是一種化學和摩擦學性能穩定的硬質多孔聚氨酯材料，是一種高性能的拋光材料。在拋光過程中，聚氨酯拋光墊表面的微孔可以軟化和粗糙化拋光墊表面，并可以將磨粒保留在拋光液中。
眾所周知的聚氨酯拋光墊是美國Rodel公司生產的IC1000圓形拋光墊。其標準厚度為1。27mm(50mils)和2.0m，硬度低至D57，壓縮率為2.25%，密度在0.63-0.80g/cm3之間。國內有廠家生產各種規格的圓形和方形聚氨酯拋光片，厚度0.5~5.0mm，邵氏A硬度55~96，都含有磨料，有的產品不含填料。
