1、 基本反應及數據聚氨酯軟泡的形成包括2個(ge) 基本反應:發泡反應和聚合反應(也稱凝膠反應)。發泡反應 :異氰酸酯與(yu) 水反應生成雙取代脲和二氧化碳的反應。反應式如下:2R-N=C=O+HOH→R-NH-CO-NH-R+CO2...
1、 基本反應及數據
聚氨酯軟泡的形成包括2個(ge) 基本反應:發泡反應和聚合反應(也稱凝膠反應)。
發泡反應 :異氰酸酯與(yu) 水反應生成雙取代脲和二氧化碳的反應。反應式如下:
2R-N=C=O+HOH→R-NH-CO-NH-R+CO2↑
若使用TDI,根據上反應式,得出1份水反應需9.67份(約9.7份的TDI)
放出的二氧化碳成為(wei) 泡核,使反應混合物膨脹,得到具有開孔結構的泡沫。
聚合反應:聚醚中的羥基與(yu) 異氰酸酯發生逐步聚合反應形成氨基甲酸酯的反應。反應式如下:
R=N=C=O+R′-OH→R-NH-COO—R′
若使用TDI,根據上反應式,得出100份羥值56的聚醚反應需8.68份(約8.7份的TDI)

2、多元醇
國內(nei) 塊泡生產(chan) 采用3官能度,分子量3000(羥值56)或3500(羥值48,用的少)的軟泡聚醚。如我公司的JH-3031K、JH-3050D、JH-3500等。
3、多異氰酸酯
主要使用二異氰酸酯(TDI),TDI工業(ye) 品主要有3種:純2,4TDI(或稱TDI100)、TDI80/20、TDI65/35。TDI80/20生產(chan) 成本低,是工業(ye) 應用廣用量大的品種。
TDI分子量為(wei) 174,其中含有2個(ge) 異氰酸酯團(-N=C=O)的分子量為(wei) 84,所以TDI中異氰酸酯含量為(wei) 48.28%。
TDI用量對泡性能有很大影響,在泡沫配方中,TDI過量程度以異氰酸酯指數表示,異氰酸酯指數是指實際用量與(yu) 理論計算量的比值。在生產(chan) 軟泡時,一般指數為(wei) 105-115(100是等於(yu) 理論計算量)(或寫(xie) 為(wei) 1.05-1.15,1為(wei) 理論計算量),在此範圍內(nei) ,TDI指數增大,泡沫硬度增大,撕裂強度變小,拉伸強度變小,斷裂伸長率變小。若TDI指數過高,則會(hui) 形成大孔和閉孔,熟化時間過長,還會(hui) 引起泡沫燒心;TDI指數過低,則易產(chan) 生裂紋,回彈性差,強度差,壓縮永久變形較大。
4、發泡劑
水與(yu) TDI反應產(chan) 生二氧化碳是軟泡發泡中使用的主要發泡劑,增加配方中水量,將會(hui) 提高脲的含量,加大泡沫硬度,降低泡沫密度,泡沫荷載能力下降。但是TDI與(yu) 水反應生產(chan) 大量的熱量,水用量過高,會(hui) 使泡沫出現燒心或燃燒。
二氯甲烷是物理發泡劑,其沸點39.8℃,是不燃性氣體(ti) ,可在發泡中氣化,降低泡沫密度,硬度也下降。加入二氯甲烷的數量,即要防止泡沫發生燒心現象,又要保證不因二氯甲烷過多而代走過多熱量影響泡沫熟化,同時要保證泡沫物性沒有明顯下降,因此二氯甲烷用量有個(ge) 限製。
水與(yu) 二氯甲烷的發泡效率(即產(chan) 生相同體(ti) 積的氣體(ti) )有如下經驗關(guan) 係:
1份水=9份二氯甲烷
發泡指數:即配方中,以100份聚醚為(wei) 基礎配比,所用發泡劑的數量。
發泡指數=水+二氯甲烷/9
發泡指數與(yu) 密度近似關(guan) 係為(wei) 100/發泡指數,此為(wei) 配方中未加填料時公式。當加填料時,密度要比此公式計算的大。

5、催化劑
催化劑的主要作用是調節發泡反應和凝膠反應的速度,使之處於(yu) 良好的平衡狀態。
三乙烯二胺(A33,含量33%的二丙二醇或丙二醇溶液)是軟泡生產(chan) 中重要的叔胺催化劑劑,它有60%功效用於(yu) 促進異氰酸酯與(yu) 水反應,即發泡反應,40%用於(yu) 促進羥基與(yu) 異氰酸酯反應,即凝膠反應。
雙(2,2-二甲胺基乙基)醚(A-1)是軟泡通用型叔胺催化劑,它有80%功效用於(yu) 促進發泡反應,20%用於(yu) 促進凝膠反應。大多與(yu) 三乙烯二胺合用。
胺催化劑用量不當對製品有很大影響,胺用量過多,將造成(1)反應時間短,起始粘度增加太快,發泡是冒煙大。(2)泡沫開裂。胺用量過少,將造成起發速度太慢,影響發泡高度。
辛酸亞(ya) 錫是常用的有機錫催化劑,它在含水及叔胺催化劑的聚醚混合物中極容易水解和氧化。
泡沫密度越低,辛酸亞(ya) 錫的可調範圍越窄,錫用量對泡沫影響如下:
用量太少:泡沫開裂。
用量太多:粘度增加快,泡沫形成閉孔而收縮,形成底皮和邊皮。
6、泡沫穩定劑(又稱矽油)
泡沫穩定劑可降低發泡體(ti) 係混合料的表麵張力,從(cong) 而穩定泡孔,防止泡沫倒塌,並控製拋空的大小和均勻度。
將矽油用量由低量提高到適當程度,可獲得良好開孔的泡沫塑料。當用量偏高時泡沫閉孔率增加。其用量與(yu) 密度關(guan) 係如下:
泡沫密度(kg/立方米) 100份聚醚矽油用量
35 0.7-1.0
25 0.8-1.2
20 1.0-1.5
小於(yu) 20 1.5-2.0
7、其他影響因素
除配方外,工藝參數,環境等對泡沫性能有一定影響。
原料溫度:在比較正常的環境溫度(20-28度)下,原料溫度控製在25±3度,好正負1度範圍內(nei) 。也有控製在28-30度範圍的。
原料溫度上升或降低對發泡和凝膠反應的速度影響不一樣。溫度升高,聚合反應增加值比發泡反應增加值要大的多。溫度變化催化劑要調整。

對同一配方而言,使用相同數量的發泡劑,泡沫密度與(yu) 海拔高度也有關(guan) ,在海拔高的地區時,泡沫密度明顯降低。
8、一些參考配方(來自相關(guan) 資料,未經實驗驗證,供參考了解)
1)密度為(wei) 8Kg/立方米的軟泡配方
重量份
聚醚 100
水 7
矽油 2.8
辛酸亞(ya) 錫 0.7
胺催化劑 0.17
二氯甲烷 30
TDI指數 117(即78*9.7+8.7=76.6*1.17=89.6)
2)密度為(wei) 12Kg/立方米的軟泡配方
重量份
聚醚 100
水 6
矽油 1.5
辛酸亞(ya) 錫 0.3
胺催化劑 0.14
二氯甲烷 15
TDI指數 120
3)密度為(wei) 16Kg/立方米的軟泡配方
重量份
聚醚 100
水 4.9
矽油 (L-580) 1.3
辛酸亞(ya) 錫 0.3
A33催化劑 0.12
二氯甲烷 9.3
填料 8
TDI 62
4)密度為(wei) 18Kg/立方米的軟泡配方
重量份
聚醚 100
水 4.6
矽油 (L-580) 1.2
辛酸亞(ya) 錫 0.26
A33催化劑 0.12
二氯甲烷 4.9
填料 8
TDI 58
5)密度為(wei) 20Kg/立方米的高承載軟泡配方
重量份
聚醚 100
聚合物多元醇 20
水 4.5
矽油 (L-580) 1.3
辛酸亞(ya) 錫 0.26
A33催化劑 0.1
二氯甲烷 4.0
TDI指數 55.4
6)密度為(wei) 23Kg/立方米的軟泡配方
重量份
聚醚 100
水 3.6
矽油 1.14
辛酸亞(ya) 錫 0.35
A33 0.06
A-1 0.02
二氯甲烷 3.5
TDI指數 106(即3.6*9.7+8.7=43.62*1.09=47.55)
7)密度為(wei) 26Kg/立方米的軟泡配方
重量份
聚醚 100
水 3.6
矽油 1.0
辛酸亞(ya) 錫 0.15
A33 0.3
二氯甲烷 0
TDI指數 107(即3.68*9.7+8.7=43.63*1.07=46.67)
8)密度為(wei) 30Kg/立方米的軟泡配方
重量份
聚醚 100
水 3.3
矽油 1.1
辛酸亞(ya) 錫 0.23
A33 0.34
TCPP 5.0
TDI指數 107
9)密度為(wei) 35Kg/立方米的軟泡配方
重量份
聚醚 100
水 2.5
矽油 1.0
辛酸亞(ya) 錫 0.30
胺催化劑 0.10
TDI指數 105
