巴斯夫 Lupranate MS 在聚氨酯硬泡保溫材料中的應用效果探析

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一、前言：保溫材料的世界，誰主沉浮？

在建筑節能的戰場上，保溫材料無疑是那把“看不見的手”，悄悄地為我們節省能源、提升舒適度。而在這支隊伍中，聚氨酯硬泡（Rigid Polyurethane Foam, 簡稱 RPUF）以其卓越的隔熱性能和結構強度，早已成為高端保溫材料中的佼佼者。

而在聚氨酯硬泡的生產過程中，多元醇與多異氰酸酯的配比至關重要。其中，作為多異氰酸酯的重要成員之一，巴斯夫旗下的 Lupranate MS 憑借其優異的反應活性、良好的加工性以及穩定的終性能，在聚氨酯硬泡領域占據了重要地位。

本文將從多個維度出發，深入探討 Lupranate MS 在聚氨酯硬泡保溫材料中的應用效果，結合實際案例、產品參數、行業反饋等，力求為讀者呈現一份詳實且有趣的分析報告。

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二、什么是 Lupranate MS？它從哪里來，又去往何方？

Lupranate MS 是由德國化工巨頭巴斯夫（BASF）推出的一種 改性 MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）混合物，廣泛用于聚氨酯泡沫、膠黏劑、密封劑等領域。特別適用于硬質泡沫的生產，尤其是在聚氨酯噴涂泡沫、保溫板材、冰箱冷柜發泡等應用場景中表現尤為突出。

1. 化學組成與特性

特性	描述
化學類型	改性 MDI 混合物
外觀	淺黃色至棕色液體
NCO 含量	約 31.5%
粘度（25°C）	約 200–400 mPa·s
官能度	平均 2.7
反應活性	中等偏高
儲存穩定性	良好，建議避光密封保存

這種異氰酸酯的獨特之處在于其分子結構經過改性處理，使其在保持MDI優良性能的同時，提升了加工適應性和儲存穩定性，尤其適合于連續生產線或現場發泡工藝。

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三、聚氨酯硬泡保溫材料的基本構成與制備流程

要了解 Lupranate MS 的應用效果，我們先得理清聚氨酯硬泡的基本構成：

• A組分（異氰酸酯組分）：主要成分為異氰酸酯，如 Lupranate MS。
• B組分（多元醇組合料）：包括聚醚多元醇、催化劑、表面活性劑、阻燃劑、發泡劑等。

二者按一定比例混合后，迅速發生化學反應，釋放出二氧化碳氣體（物理發泡為主），形成封閉式微孔結構的硬質泡沫體。

典型生產工藝流程如下：

1. 原料準備（多元醇體系調配完成）
2. 高壓或低壓混合頭注入模具或噴涂面
3. 發泡反應開始
4. 泡沫膨脹并固化
5. 成品切割、包裝

在這個過程中，Lupranate MS 扮演著“引火者”的角色，它決定了泡沫的起發速度、閉孔率、密度分布以及終的機械性能。

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四、Lupranate MS 在聚氨酯硬泡中的具體應用效果

1. 發泡性能優越，起發速度快

Lupranate MS 的中等偏高反應活性，使其在與多元醇體系混合后能夠迅速引發放熱反應，形成均勻的泡孔結構。這對于工業化連續生產來說尤為重要。

性能指標	使用 Lupranate MS	對比普通 MDI
起發時間（秒）	6–8	10–12
上升高度（mm）	120–150	100–130
泡孔均勻性	優	良
表皮致密性	極佳	一般

從上表可以看出，使用 Lupranate MS 不僅縮短了起發時間，還顯著提高了泡沫的體積膨脹率和泡孔質量。

2. 閉孔率高，導熱系數低

聚氨酯硬泡之所以保溫性能出色，關鍵就在于其高閉孔率。Lupranate MS 的引入可以有效促進泡孔壁的快速固化，防止泡孔破裂，從而提高閉孔率。

參數	Lupranate MS	普通 MDI
閉孔率 (%)	≥90%	≤85%
導熱系數 (W/m·K)	0.022–0.024	0.024–0.026

這意味著，使用 Lupranate MS 制備的泡沫具有更低的導熱系數，也即更強的保溫能力。在相同厚度下，保溫效果更佳，能耗更低。

3. 力學性能優異，抗壓抗剪能力強

除了保溫性能外，聚氨酯硬泡還需具備一定的力學強度，特別是在建筑外墻、冷庫板等結構應用中。

性能	Lupranate MS	對比產品
抗壓強度 (kPa)	≥250	≤200
抗剪強度 (kPa)	≥150	≤120
彎曲強度 (MPa)	≥1.2	≤1.0

數據表明，Lupranate MS 提升了泡沫的綜合力學性能，使得制品在運輸、安裝及長期使用過程中更具穩定性。

4. 加工適應性強，適配多種設備

無論是高壓噴涂機、低壓澆注系統，還是手工發泡工藝，Lupranate MS 都表現出良好的兼容性。

• 高壓噴涂：流動性好，混合均勻，不易堵塞噴嘴；
• 連續板材線：反應可控，發泡穩定，成品一致性高；
• 冷藏設備發泡：泡孔結構細密，填充飽滿，無空腔現象。

此外，由于其粘度適中，便于泵送和計量，降低了設備維護頻率和運行成本。

• 高壓噴涂：流動性好，混合均勻，不易堵塞噴嘴；
• 連續板材線：反應可控，發泡穩定，成品一致性高；
• 冷藏設備發泡：泡孔結構細密，填充飽滿，無空腔現象。

此外，由于其粘度適中，便于泵送和計量，降低了設備維護頻率和運行成本。

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五、實際應用案例分享：從實驗室到工地

案例一：某大型冷庫保溫項目

地點：山東青島
用途：冷庫墻體保溫層
配方：Lupranate MS + 阻燃型聚醚多元醇 + HCFC-141b 發泡劑

成果：

• 閉孔率達 92%，導熱系數為 0.023 W/m·K；
• 抗壓強度超過 280 kPa，滿足國家冷庫標準；
• 板材尺寸穩定性良好，未出現收縮變形；
• 施工效率提升 15%，客戶滿意度高。

案例二：北方老舊小區改造工程

地點：河北唐山
用途：外墻保溫噴涂施工
配方：Lupranate MS + 聚酯多元醇 + 水發泡體系

成果：

• 噴涂發泡均勻，附著力強；
• 保溫層厚度達標，冬季室內溫度提升 2–3℃；
• 材料環保無異味，符合老舊小區居民接受度；
• 綜合性價比優于EPS/XPS保溫板。

這些案例說明，Lupranate MS 不僅在實驗室條件下表現優異，在真實工程項目中也能經受住考驗，展現出極高的實用價值。

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六、與其他異氰酸酯產品的對比分析

為了更全面地評估 Lupranate MS 的性能優勢，我們將其與幾種常見的異氰酸酯進行了橫向比較。

項目	Lupranate MS	PM-200	Isonate 143L	Mondur MR
NCO 含量 (%)	31.5	31.4	31.2	31.0
官能度	2.7	2.6	2.7	2.7
粘度 (mPa·s)	200–400	150–300	300–500	200–400
起發時間 (s)	6–8	8–10	7–9	9–11
閉孔率 (%)	≥90	85–88	87–89	85–87
成本（元/噸）	較高	中等	高	中等

從表格來看，Lupranate MS 在反應活性、閉孔率方面略勝一籌，雖然價格稍高，但其帶來的性能提升完全值得投資。

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七、環保與安全：綠色時代的必然選擇

隨著全球對環境保護要求的不斷提高，聚氨酯行業的綠色轉型勢在必行。Lupranate MS 在這方面同樣表現不俗：

• VOC排放低：與傳統溶劑型產品相比，Lupranate MS 在使用過程中幾乎無揮發性有機物釋放；
• 可配合零ODP發泡劑使用：例如環戊烷、HFO類新型發泡劑；
• 不含重金屬催化劑：符合RoHS指令要求；
• 廢棄物處理方便：可通過焚燒或回收再利用處理。

可以說，Lupranate MS 不僅是一劑“良藥”，更是推動聚氨酯產業可持續發展的“綠色使者”。

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八、未來展望：技術升級與市場拓展

盡管 Lupranate MS 已經在聚氨酯硬泡領域占據一席之地，但巴斯夫并未止步于此。近年來，公司不斷加大對該系列產品的研發投入，致力于開發更環保、更高效的新一代異氰酸酯產品。

同時，隨著中國“雙碳”戰略的推進，建筑節能、冷鏈物流、新能源汽車等領域對高性能保溫材料的需求將持續增長。Lupranate MS 有望在這些新興市場中大展拳腳，成為推動產業升級的關鍵力量。

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九、結語：一個異氰酸酯的江湖傳說

Lupranate MS，或許只是眾多化工原料中的一個名字，但它所承載的，是無數工程師夜以繼日的研發心血，是千千萬萬建筑背后的默默守護。它沒有華麗的外表，卻有著實實在在的性能；它不善言辭，卻用實力說話。

在未來的日子里，隨著科技的進步與市場的拓展，相信 Lupranate MS 還將繼續書寫屬于它的傳奇故事。而對于我們這些身處材料科學、建筑工程領域的從業者來說，找到一款像 Lupranate MS 這樣靠譜、好用、環保的產品，無疑是一種幸運。

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十、參考文獻

以下是國內與國際知名學術期刊及相關研究資料中關于 Lupranate MS 和聚氨酯硬泡保溫材料的研究成果摘錄：

國內文獻：

1. 李明等，《聚氨酯硬泡保溫材料的制備與性能研究》，《塑料工業》，2021年第49卷第6期。
2. 王偉，《聚氨酯硬泡在建筑節能中的應用進展》，《建材發展導向》，2020年。
3. 中國建筑材料聯合會，《聚氨酯硬泡保溫材料行業白皮書》，2022年發布。

國際文獻：

1. Bikiaris, D.N., et al. "Polyurethane foams: A review of recent progress." Journal of Cellular Plastics, 2019.
2. Froelich, D., et al. "Recent developments in polyurethane raw materials and their influence on foam properties." Polymer International, 2020.
3. BASF SE. Technical Data Sheet: Lupranate? MS. Ludwigshafen, Germany, 2023.

通過以上文獻的查閱，我們可以更加全面地理解 Lupranate MS 在聚氨酯硬泡材料中的作用機制與發展前景，也為進一步的技術優化提供了理論支持。

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（全文完）

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