洛阳市聚氨酯软泡发泡配方汇总

1、 基本反应及数据

聚氨酯软泡的形成包括2个基本反应：发泡反应和聚合反应（也称凝胶反应）。

发泡反应 ：异氰酸酯与水反应生成双取代脲和二氧化碳的反应。反应式如下：

2R-N=C=O+HOH→R-NH-CO-NH-R+CO2↑

若使用TDI，根据上反应式，得出１份水反应需9.67份（约9.7份的TDI）

放出的二氧化碳成为泡核，使反应混合物膨胀，得到具有开孔结构的泡沫。

聚合反应：聚醚中的羟基与异氰酸酯发生逐步聚合反应形成氨基甲酸酯的反应。反应式如下：

R=N=C=O+R′-OH→R-NH-COO—R′

若使用TDI，根据上反应式，得出100份羟值56的聚醚反应需8.68份（约8.7份的TDI）

2、多元醇

国内块泡生产采用3官能度，分子量3000（羟值56）或3500（羟值48，用的少）的软泡聚醚。如我公司的JH-3031K、JH-3050D、JH-3500等。

3、多异氰酸酯

主要使用甲苯二异氰酸酯（TDI），TDI工业品主要有３种：纯２，４TDI（或称TDI100）、TDI80／20、TDI65／35。TDI80／20生产成本低，是工业应用广用量大的品种。

ＴＤＩ分子量为１７４，其中含有２个异氰酸酯团（-N=C=O）的分子量为８４，所以ＴＤＩ中异氰酸酯含量为４８．２８％。

ＴＤＩ用量对泡性能有很大影响，在泡沫配方中，ＴＤＩ过量程度以异氰酸酯指数表示，异氰酸酯指数是指实际用量与理论计算量的比值。在生产软泡时，一般指数为１０５－１１５（１００是等于理论计算量）（或写为１.０５－１.１５，１为理论计算量），在此范围内，ＴＤＩ指数增大，泡沫硬度增大，撕裂强度变小，拉伸强度变小，断裂伸长率变小。若ＴＤＩ指数过高，则会形成大孔和闭孔，熟化时间过长，还会引起泡沫烧心；ＴＤＩ指数过低，则易产生裂纹，回弹性差，强度差，压缩永久变形较大。

４、发泡剂

水与ＴＤＩ反应产生二氧化碳是软泡发泡中使用的主要发泡剂，增加配方中水量，将会提高脲的含量，加大泡沫硬度，降低泡沫密度，泡沫荷载能力下降。但是ＴＤＩ与水反应生产大量的热量，水用量过高，会使泡沫出现烧心或燃烧。

二氯甲烷是物理发泡剂，其沸点３９.８℃，是不燃性气体，可在发泡中气化，降低泡沫密度，硬度也下降。加入二氯甲烷的数量，即要防止泡沫发生烧心现象，又要保证不因二氯甲烷过多而代走过多热量影响泡沫熟化，同时要保证泡沫物性没有明显下降，因此二氯甲烷用量有个限制。

水与二氯甲烷的发泡效率（即产生相同体积的气体）有如下经验关系：

１份水＝９份二氯甲烷

发泡指数：即配方中，以100份聚醚为基础配比，所用发泡剂的数量。

发泡指数＝水＋二氯甲烷／９

发泡指数与密度近似关系为100/发泡指数，此为配方中未加填料时公式。当加填料时，密度要比此公式计算的大。

５、催化剂

催化剂的主要作用是调节发泡反应和凝胶反应的速度，使之处于良好的平衡状态。

三乙烯二胺（Ａ33，含量33％的二丙二醇或丙二醇溶液）是软泡生产中重要的叔胺催化剂剂，它有60％功效用于促进异氰酸酯与水反应，即发泡反应，40％用于促进羟基与异氰酸酯反应，即凝胶反应。

双（２，２－二甲胺基乙基）醚（Ａ－１）是软泡通用型叔胺催化剂，它有８０％功效用于促进发泡反应，２０％用于促进凝胶反应。大多与三乙烯二胺合用。

胺催化剂用量不当对制品有很大影响，胺用量过多，将造成（１）反应时间短，起始粘度增加太快，发泡是冒烟大。（２）泡沫开裂。胺用量过少，将造成起发速度太慢，影响发泡高度。

辛酸亚锡是常用的有机锡催化剂，它在含水及叔胺催化剂的聚醚混合物中极容易水解和氧化。

泡沫密度越低，辛酸亚锡的可调范围越窄，锡用量对泡沫影响如下：

用量太少：泡沫开裂。

用量太多：粘度增加快，泡沫形成闭孔而收缩，形成底皮和边皮。

６、泡沫稳定剂（又称硅油）

泡沫稳定剂可降低发泡体系混合料的表面张力，从而稳定泡孔，防止泡沫倒塌，并控制抛空的大小和均匀度。

将硅油用量由低量提高到适当程度，可获得良好开孔的泡沫塑料。当用量偏高时泡沫闭孔率增加。其用量与密度关系如下：

泡沫密度（kg／立方米）　　100份聚醚硅油用量

35　　　　　　　　　　0.7－1.0

25　　　　　　　　　　0.8－1.2

20　　　　　　　　　　1.0－1.5

小于20　　　　　　　  　1.5－2.0

７、其他影响因素

除配方外，工艺参数，环境等对泡沫性能有一定影响。

原料温度：在比较正常的环境温度（20－28度）下，原料温度控制在25±３度，好正负１度范围内。也有控制在28－30度范围的。

原料温度上升或降低对发泡和凝胶反应的速度影响不一样。温度升高，聚合反应增加值比发泡反应增加值要大的多。温度变化催化剂要调整。

对同一配方而言，使用相同数量的发泡剂，泡沫密度与海拔高度也有关，在海拔高的地区时，泡沫密度明显降低。

８、一些参考配方（来自相关资料，未经实验验证，供参考了解）

１）密度为８Ｋｇ／立方米的软泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　７

硅油　　　　　　　　　　　　2.8

辛酸亚锡　　　　　　　　　　0.7

胺催化剂　　　　　　　　　　0.17

二氯甲烷　　　　　　　　　　30

TDI指数　　　　　　　　　   117（即78*9.7＋8.7＝76.6*1.17＝89.6）

２）密度为１２Ｋｇ／立方米的软泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　６

硅油　　　　　　　　　　　　1.5

辛酸亚锡　　　　　　　　　　0.3

胺催化剂　　　　　　　　　　0.14

二氯甲烷　　　　　　　　　　15

TDI指数　　　　　　　　    　120

３）密度为１６Ｋｇ／立方米的软泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　4.9

硅油　（Ｌ－５８０）　　　　1.3

辛酸亚锡　　　　　　　　　　0.3

Ａ３３催化剂　　　　　　　　0.12

二氯甲烷　　　　　　　　　　9.3

填料　　　　　　　　　　　　８

TDI　　　　　　　　　　    　62

４）密度为１８Ｋｇ／立方米的软泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　4.6

硅油　（Ｌ－５８０）　　　　1.2

辛酸亚锡　　　　　　　　　　0.26

Ａ３３催化剂　　　　　　　　0.12

二氯甲烷　　　　　　　　　　4.9

填料　　　　　　　　　　　　８

TDI　　　　　　　　　　　     58

５）密度为２０Ｋｇ／立方米的高承载软泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

聚合物多元醇　　　　　　　　20

水　　　　　　　　　　　　　4.5

硅油　（Ｌ－５８０）　　　　1.3

辛酸亚锡　　　　　　　　　　0.26

Ａ３３催化剂　　　　　　　　0.1

二氯甲烷　　　　　　　　   　4.0

ＴＤＩ指数　　　　　　　　　55.4

６）密度为２３Ｋｇ／立方米的软泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　3.6

硅油　　　　　　　　　　　　1.14

辛酸亚锡　　　　　　　　　　0.35

Ａ３３　　　　　　　　　　　0.06

Ａ－１　　　　　　　　　　　0.02

二氯甲烷　　　　　　　　　　3.5

ＴＤＩ指数　　　　　　　  106（即3.6*9.7＋8.7＝43.62*1.09＝47.55）

７）密度为２６Ｋｇ／立方米的软泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　3.6

硅油　　　　　　　　　　　　1.0

辛酸亚锡　　　　　　　　   　0.15

Ａ３３　　　　　　　　　　　0.3

二氯甲烷　　　　　　　　　　0

ＴＤＩ指数　　　　　　　　107（即3.68*9.7＋8.7＝43.63*1.07＝46.67）

８）密度为３０Ｋｇ／立方米的软泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　3.3

硅油　　　　　　　　　　　　1.1

辛酸亚锡　　　　　　　　　　0.23

Ａ３３　　　　　　　　　　　0.34

ＴＣＰＰ　　　　　　　　　　5.0

ＴＤＩ指数　　　　　　　　　107

９）密度为３５Ｋｇ／立方米的软泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　2.5

硅油　　　　　　　　　　　　1.0

辛酸亚锡　　　　　　　　　　0.30

胺催化剂　　　　　　　　　　0.10

ＴＤＩ指数　　　　　　　　　105