PUR PIR是什么， 有什么区别

2025-04-23
PUR（聚氨酯）和 PIR（聚异氰脲酸酯）均属于异氰酸酯基高分子材料，广泛应用于建筑、工业保温、汽车制造等领域。以下从化学结构、性能特点、应用场景及成本等方面详细解析两者的异同：

一、化学结构与合成原理

  1. PUR（聚氨酯）

    • 结构：由异氰酸酯（R-NCO）与多元醇（如聚醚或聚酯）通过氨基甲酸酯反应生成，分子链以柔性的氨基甲酸酯键（-NH-CO-O-）为主16。

    • 合成条件：异氰酸酯指数（NCO/OH 摩尔比）通常为 100~120，需添加胺类或锡类催化剂促进反应25。

    • 改性：通过调整多元醇类型（如聚醚多元醇）可优化柔韧性和耐化学性，但阻燃性较差，需额外添加卤素或磷系阻燃剂26。

  2. PIR（聚异氰脲酸酯）

    • 结构：由过量异氰酸酯（指数≥250）在羧酸盐催化剂作用下发生三聚反应，形成刚性的异氰脲酸酯六元环（-NCO - 三聚体），并通过聚氨酯链段改性256。

    • 合成条件：需高温（80~120℃）和特殊催化剂（如甲酸钾），反应放热剧烈，生产工艺复杂1011。

    • 特性：分子链中刚性环结构占比高，热稳定性和阻燃性显著优于 PUR914。

二、核心性能对比

性能指标PURPIR
导热系数0.022~0.026 W/(m·K)（25℃）140.018~0.021 W/(m·K)（25℃）915
阻燃性普通型为 B3 级，需添加阻燃剂至 B2 级6天然 B2 级，氧指数≥35%，可达 B1 级69
耐温范围-50℃~+100℃5-196℃~+160℃（长期），短期可达 + 200℃27
机械强度抗压强度 150~300 kPa，柔韧性好9抗压强度 200~400 kPa，脆性较高9
燃烧特性燃烧时产生熔滴，发烟量大，含卤素阻燃剂时释放有毒气体22燃烧时碳化形成致密炭层，发烟量低，毒性小29
吸水率闭孔率 85%~90%，吸水率 0.5%~1.5%9闭孔率≥90%，吸水率≤0.5%9

三、应用领域差异

  1. PUR 的典型应用

    • 建筑保温：冷库、屋顶隔热板（需复合阻燃层）17。

    • 家具与汽车：沙发坐垫、仪表盘、鞋底等柔性或半硬质泡沫13。

    • 工业管道：中低温管道保温（≤100℃）16。

    • 包装材料：缓冲泡沫、防震衬垫1。

  2. PIR 的典型应用

    • 高端建筑：幕墙保温、防火隔离带（B1 级）67。

    • 深冷工程：LNG 储罐、液氧管道（-196℃）719。

    • 高温环境：化工设备、烟囱隔热（+160℃）29。

    • 防火要求高的场景：机场、地铁、船舶内饰69。

四、生产工艺与成本

  1. PUR 生产

    • 工艺：一步法或预聚体法，反应温和，设备投资低10。

    • 成本：原料成本较低，每吨价格约 1.2 万～2.5 万元21。

    • 环保性：传统 PUR 使用 HFC 发泡剂，环保型产品采用水发泡技术24。

  2. PIR 生产

    • 工艺：需高温高压设备，催化剂成本高，生产周期长1011。

    • 成本：价格约 1.8 万～4.5 万元 / 吨，比 PUR 高 30%~50%2021。

    • 环保性：可回收性差，但燃烧时低烟无毒224。

五、关键差异总结

维度PURPIR
核心优势柔韧性好、成本低、应用广泛耐高温、阻燃性强、保温效率高
局限性阻燃性依赖添加剂、耐温性不足脆性大、生产工艺复杂、价格高
适用场景中低温、非防火核心区域高温、深冷、高防火要求场景
典型产品冰箱保温层、汽车座椅海绵LNG 保冷管壳、建筑防火板材

六、如何选择？

  • 优先选 PUR：预算有限、需柔性或半硬质材料、耐温≤100℃、防火要求低。

  • 优先选 PIR：高温 / 深冷环境、高防火等级（如 B1 级）、长期暴露于恶劣条件。

  • 特殊需求：

    • 若需兼顾阻燃与成本，可选用PUR 改性 PIR（如添加少量异氰脲酸酯环）6

    • 若追求环保，选择无卤阻燃 PUR或生物基 PIR2224。


总结

PUR 和 PIR 虽同属聚氨酯家族，但化学结构与性能差异显著。PUR 以性价比和柔韧性见长，PIR 则凭借耐高温、高阻燃和高效保温在高端领域占据优势。实际应用中需根据具体场景的温度、防火、机械性能及预算综合考量，必要时可通过改性或复合技术优化性能

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