几种特殊聚氨酯泡沫的生产工艺与配方

几种特殊聚氨酯泡沫的生产工艺与配方

聚氨酯软质泡沫塑料是指具有一定弹性并且比较柔软的多孔或网状泡沫（海绵）材料，它突出的性能是柔软、回弹好、吸音、透气、保温、缓冲、吸能等，而且根据不同的应用领域还有各种不同特性。

聚氨酯软质泡沫自从1952年拜耳公司聚酯型软质泡沫（海绵）开始工业化生产至今，经过60多年的发展，已经在人们日常生活的方方面面以及很多工业领域得到相当广泛的应用，目前国内软泡的实际产量估计在300多万吨。其主要制品的类型有防震材料，隔音材料，过滤材料，保暖材料，包装材料，装饰材料，服饰材料等。单就从生产的类型分类来说，聚氨酯软质泡沫主要包括：块状泡沫（普通海绵）、高回弹模塑泡沫、自结皮泡沫、慢回弹泡沫等。下面我要介绍的是属于一类特殊聚氨酯软质海绵，具体产品如亲（吸）水泡沫、非黄变泡沫和微孔片材海绵；这些也属于软质聚氨酯泡沫，但与上述普通聚氨酯软质泡沫相比，都各自具有特殊的性能和应用，也是人们日常生活和工业生产不可缺少的产品。本文对这些泡沫的基本原料、生产工艺与配方进行介绍。

第一、亲水聚氨酯软质泡沫的生产配方与工艺

1，其基本特点：对水有很大的亲和力，吸水迅速而且吸水量大，柔软度高（手感很好）、弹性好；微观泡孔细腻而且呈网状开孔结构，另外其出色的生物亲和力和血液相容性拓宽了它在化妆品和医疗领域的广泛应用。

2，目前应用范围：

亲水聚氨酯泡沫的特性也就决定了它在某些领域会有很好的应用，

（1）护理、生理用品 如卧床病人的褥垫，卫生巾的辅料，

（2） 医用辅料，外科手术辅料（吸收血液类似于药棉的作用），

（3）外伤包扎辅料，如创可贴之类的医用消炎用品等

（4）日用清洁块、洗澡块等，

（5）化妆护理用品，如粉扑等，

（6）特殊领域的吸收处理材料。

聚氨酯软质亲（吸）水泡沫主要是其分子链本身具有含有氧化乙烯等类似链段结构具有亲水性；聚酯多元醇和聚醚多元醇只要含有这些或者类似的亲水链段达到一定的程度，都可以做出吸水性的泡沫产品。

单从从材质上说有聚醚型和聚酯型，只是根据产品的应用和具体要求来选择合适的生产方法和原材料。

3，基本原材料：最常用的主要包括如下几种，

（1），多元醇部分主要是聚醚多元醇，即高EO含量的聚醚多元醇，一般要求含量要达到50%以上，无规和嵌段共聚都可以，实际生产中无规较多，官能度 一般为2-3，分子量一般为 1000-8000都可以用，最常用2000-6000。

（2），聚乙二醇（PEG），分子量1000-6000，最常用1000-4000

（3），聚酯多元醇，己二酸系列，高含氧化乙烯类结构的多元醇，官能度2-2.3，分子量 1000-2000

（4），小分子多元醇（扩链剂或交联剂），常用的有乙二醇， 二乙二醇，三乙二醇，丙三醇，TMP等。

（5），异氰酸酯：这里异氰酸酯原料部分包括两类

TDI-100，TDI-80，HDI，IPDI，HMDI

（6），其它助剂

表活剂：硅油系列：L-580， Y10366， B8715，B-8123等，

发泡剂：主要是水，

催化剂：有机锡类，常用如T-9， T-12，T-120，有机胺类，如A-33，五甲基二乙烯三胺, 二氮杂二环（2,2,2）辛烷等，

亲水性树脂：如聚丙烯酸盐类，羟基纤维素等。

6，基本生产方法

目前已经工业化生产或者正在开发的工艺方法主要有两种，一种是一步法（和普通PU泡沫的生产方法相同），另一种是两步法即预聚体法。

这里简单介绍聚醚型两步法的基本工艺（陶氏化学已经有多种牌号的这类预聚体商品牌号在国际市场上全面推进，NCO%含量从3%-13%）

典型的两步法：

（1）预聚体合成基本配方

聚醚多元醇 0-100

小分子多元醇 0-10

催化剂 0.2-0.6

TDI 20-50（非黄变的可以采用HDI、IPDI、HMDI等）

NCO% 3-14%

（2）预聚体合成要点

（a）、多元醇部分必须预先高温120℃真空脱水低于0.05%，

（b）、低活性异氰酸酯需要催化促进反应进程，

（c）、反应温度一般不能低于80℃，

（d）、粘度最好控制在8000 mpa.s/25℃以下，

（e）、对于不同脂肪族异氰酸酯活性不同，工艺条件需要调整。

（f）、采用HMDI预聚体做出的泡沫偏硬，吸水性能会有所降低，高度开孔结构。

（2）泡沫发泡配方

预聚体 100

水 10以上 （根据要求调整）

硅油L580 0.5-2.0

聚醚或多元醇 0-30

其它助剂 2-7

（3），手工发泡工艺要点

搅拌速度3000-5000转/分钟，搅拌时间 4-8 秒，控制温度 25-70℃。

（4），浇注机发泡要求

对计量齿轮泵要求精度较高，搅拌速度不低于5000转/分（生产片材一般厚度2-5mm，宽度500mm），生产线需要烘道一般15-30米， 离型纸可以重复多次使用。

泡沫为开孔型结构，孔径约为120-250微米，常用密度范围 一般为100-200（kg/m3）。

7，聚醚型亲水泡沫的基本物理性能

（1）吸水性能

聚醚型的吸水泡沫有一个明显缺陷那就是吸水后强度下降幅度较大。

对于PEG来说，通常分子量增大，吸水性增强，选择1000-4000分子量为宜，否则粘度太大。