聚氨酯软泡配方汇总及影响因子

1.基本反应

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↑

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′

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。

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带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。

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。

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℃）下，原料温度控制在25±3℃，好±1℃范围内。也有控制在28-30℃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。