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聚氨酯泡沫塑料原料及發泡助劑簡介
華月精致建材
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聚氨酯泡沫(PU foam)的主要成分是聚氨酯，原料主要是多異氰酸酯和多元醇。通過添加適當的添加劑，其中最重要的是壹系列與發泡有關的發泡添加劑，在反應產物中生成大量泡沫，從而得到PU泡沫產品。本文將簡要介紹生產聚氨酯泡沫的原料和發泡助劑。
壹.多異氰酸酯
聚氨酯泡沫工業生產中最常用的多異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯(TDI)、多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和液化MDI (L-MDI)。
TDI在泡沫塑料行業主要用於生產聚氨酯軟泡。MDI的反應性比TDI高，揮發性毒性較低。壹些液化改性MDI可用作生產軟質聚氨酯泡沫(如高密度軟質聚氨酯泡沫和半硬質泡沫或微孔聚氨酯彈性材料)中TDI的替代品。
PAPI也被稱為粗MDI和聚合MDI。典型PAPI產品的平均分子量在30~400之間，其NCO質量分數為365，438+0% ~ 32%。低粘度PAPI的平均官能度通常在2.5和2.9之間。
在泡沫塑料領域，PAPI和改性PAPI主要用於生產各種硬質聚氨酯泡沫，少量用於生產高回彈軟質泡沫、全皮泡沫和半硬質泡沫。PAPI可以與TDI混合制成冷固化高彈性泡沫。
第二，聚醚和聚酯多元醇
1.聚醚多元醇
用於生產聚氨酯軟質泡沫的聚醚多元醇通常是長鏈和低官能度的聚醚。軟泡配方中聚醚多元醇的官能度壹般為2~3，平均分子量在2000~6500之間。聚醚三醇在軟泡中應用最廣泛，壹般由1，2-環氧丙烷開環聚合或以甘油為引發劑與少量環氧乙烷聚合得到，分子量壹般為3000~7000。
其中，高活性聚醚主要用於高回彈軟質泡沫，也可用於半硬質泡沫及其他泡沫制品。少量的聚醚多元醇可以作為輔助原料，在軟泡配方中與聚醚三元醇混合。低不飽和度和高分子量的聚醚多元醇可用於生產軟質泡沫，減少TDI的用量。
通常，具有高官能度和高羥值的聚醚多元醇用於硬質泡沫配方，以產生足夠的交聯度和剛性。剛性聚醚多元醇的羥值壹般為350~ 650mg KOH/g，平均官能度在3以上。壹般硬質泡沫配方中混合兩種聚醚，平均羥值在4000 mg KOH/g左右。
半剛性泡沫配方通常使用壹些高分子量聚醚，尤其是壹些高活性聚醚多元醇和壹些高官能度、低分子量的剛性泡沫聚醚。
2.聚酯多元醇
普通的低粘度脂肪族聚酯多元醇，如羥值約為56mg KOH/g的聚己二酸二甘醇酯，或帶少量支鏈的聚酯多元醇，可用於制作聚酯型聚氨酯軟泡。聚酯多元醇具有高反應性。目前，聚酯PU塊狀泡沫僅用於服裝輔料等少數領域。
由二元酸(如鄰苯二甲酸酐、對苯二甲酸等)合成的芳香族多元醇。)和小分子二醇(如二甘醇等。)或多元醇，其中具有高羥值的那些可用於生產聚氨酯硬質泡沫和聚異氰脲酸酯硬質泡沫。羥值較低的鄰苯二甲酸酐聚酯醇還可用於高回彈軟質泡沫、全皮泡沫和半硬質泡沫以及非發泡聚氨酯材料。
3.聚合物多元醇
聚合物多元醇(接枝聚醚多元醇)包含苯乙烯和丙烯腈的剛性均聚物，以及* * *聚合物和接枝聚合物。這些乙烯基聚合物起到有機“填料”的作用，以提高承載能力。
聚合物多元醇可用於生產高硬度軟質泡沫、高彈性泡沫、熱成型軟質泡沫、半硬質泡沫、自結皮泡沫、反應註射成型(RIM)產品等。可以減少產品厚度，降低泡沫密度，降低成本，還可以增加泡沫塑料的開放性，賦予產品壹定的阻燃性。
聚脲多元醇(PHD分散體)也是壹種特殊的聚合物改性多元醇，可用於高回彈軟質泡沫、半硬質泡沫和軟質泡沫，目前市場上產品較少。
還有壹些用於生產聚氨酯泡沫的特殊多元醇，如植物油多元醇、松香聚酯多元醇和聚合物聚酯多元醇。
第三，發泡助劑
發泡助劑是聚氨酯泡沫制造中必不可少的，包括催化劑、泡沫穩定劑(泡沫勻化劑)、發泡劑等。壹些助劑是可選的，必要時使用，如阻燃劑、擴鏈劑/交聯劑、抗氧劑、光穩定劑、泡沫軟化劑、造孔劑、填料、色漿、抗靜電劑、水解穩定劑、泡沫組合物儲存穩定劑等。
1.發泡劑
水是聚氨酯材料生產中重要的發泡劑，屬於化學發泡劑。通過與異氰酸酯反應產生的二氧化碳氣體，使粘彈性泡沫材料膨脹、發泡、固化，得到各種聚氨酯泡沫。
由於二氧化碳的高導熱性和滲透性，具有高隔熱性能的硬質聚氨酯泡沫配方必須使用物理發泡劑。因為在硬泡生產的混料初期，幾十秒內產生大量的熱量，需要發泡劑吸收壹部分熱量，同時發泡劑的氣化使泡沫膨脹發泡。
在聚氨酯軟質泡沫塑料的生產中，為了獲得低密度的軟質泡沫塑料，又不至於因水分過多而造成泡沫硬挺，壹般需要控制水量，添加適量的物理發泡劑作為輔助發泡劑。
CFC-11(三氯氟甲烷)於20世紀20年代後期工業化。CFC-11不燃、沸點適宜、易氣化、氣相導熱系數低、毒性低、與聚氨酯原料相容性好、無腐蝕性、價格低廉、發泡工藝簡單，是聚氨酯泡沫生產中的理想發泡劑。
從20世紀60年代到90年代初，CFC-11被廣泛用作聚氨酯泡沫的發泡劑。但在20世紀70年代，科學家發現排放到大氣中的CFC-11可以慢慢破壞臭氧層，引起了全球環保人士的關註。目前作為CFC-11的替代品，主要的發泡劑有HCFC(氫氯氟烴)、HFC(氫氟烴)、HC(烷烴)、液態CO2和水。
2.泡沫穩定劑
泡沫穩定劑(或泡沫勻化劑)是聚氨酯泡沫生產中不可缺少的成分。能增加各組分的互溶性，具有乳化泡沫材料、穩定泡沫、調節泡沫泡孔的作用。泡沫穩定劑屬於表面活性劑，包括非矽化合物和有機矽化合物。
目前使用的泡沫穩定劑多為聚矽氧烷氧化烯嵌段聚合物，屬於聚醚改性有機矽表面活性劑，業內有時俗稱“矽油”。聚醚改性有機矽表面活性劑因其結構組成變化範圍廣，應用效果好，被廣泛用作聚氨酯泡沫塑料行業的泡沫穩定劑。
3.開孔劑
獲得開孔聚氨酯泡沫的方法；
采用合適的催化劑使凝膠反應和發泡反應達到所需的平衡。當泡沫材料上升到最高點時，氣泡孔的壁膜強度不足以將氣泡封閉在裏面，氣體突破壁面形成開放的泡沫結構。
使用合適的聚醚多元醇原料形成開孔泡沫；
當催化劑和主要原料不足以解決問題時，用少量的致孔劑分散水發泡形成的尿素，以獲得具有壹定孔隙率的泡沫塑料。
開孔劑是壹類特殊的表面活性劑，壹般含有疏水和親水的鏈段或基團。其作用是降低泡沫的表面張力，促進泡孔破裂，提高聚氨酯泡沫的開孔率，改善閉孔引起的軟質、半硬質和硬質泡沫制品的收縮。
通常，硬質聚氨酯泡沫具有閉孔結構，因為其在發泡過程中具有高交聯密度和高胞壁膜強度。但加入開孔劑後，可用於制造開孔型硬質聚氨酯泡沫，用於降噪、過濾等用途。
早期的疏水性液體石蠟、聚丁二烯、二甲基聚矽氧烷等。可用作泡沫穩定劑和開孔劑，石蠟分散體和聚氧化乙烯也可用作開孔劑。目前，多采用具有特殊化學組成的聚環氧丙烷-環氧乙烷聚醚和聚氧化烯-聚矽氧烷聚合物作為開孔劑。
4.柔軟劑
在高水配方聚氨酯軟泡生產中使用柔軟劑，可以抑制尿素基團過多造成的泡沫硬挺度。泡沫軟化改性劑具有軟化作用，軟化劑的使用可以減少異氰酸酯的用量，進而降低泡沫硬度，用於生產軟質聚氨酯泡沫。市售柔軟劑壹般含有特種聚醚、特種多元醇和水。
編輯於2018-08-23版權歸作者所有。
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