软质聚氨酯泡沫塑料生产工艺及应用范围的可研报告

第一节  软质聚氨酯泡沫塑料的简介

软质聚氨酯泡沫塑料（简称聚氨酯软泡）是指具有一定弹性的一类柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是用量最大的一种聚氨酯产品。产品主要有高回弹泡沫(HRF)、块状海绵、慢回弹泡沫、自结皮泡沫(ISF)、和半硬质吸能泡沫等。聚氨酯软泡的泡孔结构多为开孔的。一般具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要用作家具垫材、交通工具座椅垫材、各种软性衬垫层压复合材料。工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热保温材料等。（可研报告）

第二节 软质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺

主要原料及添加剂

(1)多异氰酸酯(如TDI、MDI、PAPI等)一一主要原料; 

(2)聚醚、聚酯或其它多元醇一一主要原料;

(3)胺类或有机锡类催化剂一一加快发气和凝胶反应;

(4)泡沫稳定剂一一稳定泡沫并控制泡孔孔径;

(5)扩链剂一一提高制品的力学性能，如弹性等;

(6)物理发泡剂一一汽化后作为气泡来源，同时吸收反应热量，防止泡沫 “焦烧”，

(7)水一一链增长剂，同时产生CO2气体;

(8)阻燃剂一一赋予材料阻燃性;

(9)颜料一一提供各种色泽;

(10)脱模剂。

制备过程

在制备聚氨酯泡沫塑料时有三个显著特点：反应速度快，2-4分钟内基本完成；放出大量的热，体系的反应温度迅速上升到70-150℃不等；体积变化大，迅速膨胀20-50倍。虽然整个发泡过程只需短短几分钟，但是仍然可以分为四个基本过程：气泡成核(bubble nucleation)、气泡生长(bubble growth)、微相分离(microphase separation)和化学凝胶(polymerization)。其中前两个阶段决定了聚氨酯泡沫制品的泡孔数目和孔径大小；微相分离决定了聚氨酯泡沫制品的开孔率；而化学凝胶决定了高聚物的网络结构，它和微相分离共同决定了制品的结构，并最终制约了泡沫制品的各种力学性能。

第三节  软质聚氨酯泡沫塑料的种类及应用范围

按制品的软硬程度，分为超柔软泡沫、普通泡沫、高回弹泡沫、聚氨酯软泡高承载型软泡等。按软硬程度即耐负荷性能的不同，聚氨酯软泡可分为普通软泡、超柔软泡沫、高承载型软泡、高回弹泡沫等。高回弹泡沫、高承载软泡一般用于制造座垫、床垫。

聚氨酯软泡按生产工艺可分为块状泡沫及模塑软泡，前者是通过连续法工艺生产的大体积泡沫再切割成所需形状的泡沫制品，而模塑软泡一般为间隙法生产，原料直接在模具中发泡成型，即制成所需形状的泡沫制品。模塑泡沫按熟化方式分，可分为热熟化软泡和冷熟化软泡。

以采用的多元醇原料分类，可分为聚酯型软泡和聚醚型软泡。最早的软质聚氨酯泡沫塑料是用聚酯多元醇和TDI-65/35通过箱式发泡工艺生产的。现在，聚酯型软泡产量已很小，它已被弹性更好的聚醚型软泡所代替。单应用于某些特殊场合的聚酯型聚氨酯软泡仍有生产。例如，用低支化度聚酯多元醇和TDI-65或TDI-80制造的高伸长率软泡主要用于防止拼的夹层中。聚酯型软泡拉伸强度和撕裂强度较好，也比较坚挺。单回弹性较差，这种泡沫有良好的耐候性和耐溶剂性能，用于纺织和服装复合衬里等领域。但因聚酯本身的耐水解性能不好，泡沫在湿热条件下使用寿命不长。

具有较高硬度的弹性聚氨酯泡沫，可称之为聚氨酯半硬泡，有人把它归于软泡，但其配方与功能一般与一般软泡有一定区别。

应用

聚氨酯软泡多为开孔的，通常具有密度低、透气、吸音、保温、回弹性好等特点。高回弹聚氨酯泡沫主要用作交通工具座椅、家具垫材、各种衬垫层压复合材料，也用作隔音材料、过滤材料、装饰材料、防震材料、包装材料和保温隔热材料等；软质聚氨酯自结皮泡沫塑料制品主要用于汽车方向盘、头枕、扶手、摩托车车座、自行车车座、安乐椅扶手和头靠、门把、阻流板以及保险杠等。

第四节  软质聚氨酯泡沫塑料的发展历史

聚氨酯软泡的生产最早采用预聚体法，即先由聚醚多元醇和过量的TDI反应，制成含有游离NCO基的预聚体，然后再与水、催化剂、稳定剂等混合制成泡沫塑料。预聚法生产流程长，成本高，仅在一些特殊产品的生产中采用。

1958年底，美国莫贝公司和联碳公司采用了催化活性高的三亚乙基二胺作为发泡催化剂，并结合采用有机硅表面活性剂配方，开发了“一步法”工艺技术。这是泡沫生产技术的重大突破，至今还在广为采用。目前的普通聚氨酯软泡几乎都是用一步法生产，即各种物料通过计量直接进入混合头混合，一步制造泡沫塑料。依其生产方式之不同，可分为连续式和间歇式。

进入21世纪，聚氨酯软泡中有90%是用聚醚多元醇生产的，大部分为通用软泡（块状泡沫为主）和高回弹软泡，还有一少部分特种软泡，如超柔软泡沫塑料、高承载泡沫塑料、亲水性软泡、吸音泡沫塑料和过滤用软泡等。

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