聚氨酯硬泡仿木材料是20世纪70年代中期发展起来的一种新型合成材料,由于它具有很高的刚性和机械强度,成型工艺简单、生产效率高、制品外形美观,深爱用户的欢迎。所以近几年来国内外发展迅速。结构泡沫材料中可以密度区分三大类制品:制品密度≤400/m3的装饰合成材料;密度在400~600kg/m3的结构合成木材类;密度≥600kg/m3的增强结构材料。
聚氨酯仿木材料的性能特点:
聚氨酯仿木材料,或者聚氨酯合成木材,从聚氨酯材料学科的角度来说,是一类中高密度的结构性硬质聚氨酯泡沫塑料(简称聚氨酯硬泡)。它具有微细泡孔结构,具有比常规保温用硬质聚氨酯泡沫塑料高得多的密度,密度通常高于0,2g/cm3(200kg/m3),特殊的仿木材料密度也可低于这个值:大多数用于合成木材的聚氨酯结构泡沫塑料,具有致密坚韧的表皮,属于整皮(或称自结皮)硬质泡沫塑料,致密的表皮使这种合成材料不仅具有木材的外观和密度范围,而且强度较高,不易擦伤,而制件的芯部可做到较低的密度,舅此可减轻制件重量,同时具有较高的整体强度:具有较高的抗压强度,拉伸强度,抗冲击强度和弯曲强度,密度300——600kg/m3的聚氨酯泡沫塑料仿木材料,拉伸强度一般在6——25Mpa,弯曲强度8——80MPA,冲击强度8——20KJ/M,压缩强度5——20MPA;当然,由于聚氨酯泡沫塑料的发泡方向强度的各向异性,大型制品内部泡沫芯的纵向和横向的强度不同,不过整皮硬泡制品的坚硬表皮可消除这些差异;较低密度的聚氨酯仿木材料具有聚氨酯硬泡的高隔热性能优点;用于高承载场合的聚氨酯仿木材料,为了获得较高强度,除适当提高密度外,还可以用玻璃纤维或天然纤维等进行增强,使得弯曲强度成倍提高;硬质聚氨酯泡沫塑料具有闭孔的泡孔结构,透气性差,吸水率比较低,有研究表明密度0.5G/CM3的高密度聚氨酯硬质泡沫塑料(150MM*150MM*40MM)的体积吸水率和质量吸水率分别为0.93%和1.89%,然而木材吸水率较高,吸水后强度明显下降。
聚氨酯仿木材料与然木材相比明显的优点是可以通过模具设计,模塑成型批量生产各种形状,特别是具有雕刻花纹图案的仿木雕制品,形态逼真,制品的重复模塑性能极为优良,成型工艺简单,省时高效;外观与性能与木材相近,强度可比天然木材高,密度可比天然木材低,可刨,锯,钉,钻;耐酸碱性和防腐性能优良,另外在制造聚氨酯仿木材料时一般需要添加阻燃剂,材料具有阻燃性能,还有防虫蛀;若制造时添加所需颜色的色浆,制得地仿木材可无须油漆。
聚氨酯仿木材料是由聚氨酯组合料经共混、搅拌、发泡、注模、熟化、脱模等加工工艺制得的一种中高密度的硬质聚氨酯泡沫塑料(简称聚氨酯硬泡),具有光滑、坚韧的高密度外表皮层和低密度内芯泡沫体的材料,属自结皮型聚氨酯硬质泡沫体。因其具有木材的特性及较高的刚性和机械强度,因而又常被称为"合成木材"或"PU仿木"'卜31。自20世纪60年代起,聚氨酯硬泡开始作为仿木材料被广泛应用于家具的装饰部件上[4-5。其一般是双组分原料体系,即组合聚醚组分(白料)和多异氰酸酯组分(黑料),其中组合聚醚组分(白料)是以聚醚多元醇为主,并配有发泡剂、催化剂、稳定剂、阻燃剂等的混合物。为了改善聚氨酯仿木制品的密度、硬度及阻燃、补强、耐热等物理力学性能,同时降低生产成本,通常需要在聚氨酯仿木制品生产过程中加入有机或无机填料。
在硬质聚氨酯发泡过程中,催化剂主要是对凝胶反应和发泡反应起平衡与催化作用。因此,催化剂的类型与加入量会对反应速率和发泡工艺参数有影响,尤其是对反应混合物的流动性、泡沫体表皮区的形成与空隙生成、以及制成品的物理力学性能等影响很大。因此,可以通过催化剂种类选择和用量的调整,在不影响凝胶时间的前提下达到延迟泡沫乳白时间。