聚氨酯軟泡是指具有一定彈性的柔軟性聚氨酯泡沫塑料，俗稱聚氨酯海綿、泡棉。這類泡沫塑料彈性好，一般具有密度低、彈性回複好、吸音、透氣、保溫等性能，主要應用於(yu) 各種熱材、緩衝(chong) 材料，如車船及家具沙發座椅的...
聚氨酯軟泡是指具有一定彈性的柔軟性聚氨酯泡沫塑料，俗稱聚氨酯海綿、泡棉。這類泡沫塑料彈性好，一般具有密度低、彈性回複好、吸音、透氣、保溫等性能，主要應用於(yu) 各種熱材、緩衝(chong) 材料，如車船及家具沙發座椅的坐墊、靠墊及扶手、床墊、服裝襯墊等。工業(ye) 和民用上也把軟泡用作過濾材料、隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱保溫材料等。
其中，軟泡片材與(yu) 各種紡織麵料製成的層壓複合材料，是軟泡的經典應用領域之一。複合薄片質輕，具有良好的隔熱性和透氣性，特別適合用作服裝內(nei) 襯。例如用作服裝墊肩、胸罩海綿墊、各類鞋的襯裏以及手提包等的襯裏等。
此外，由於(yu) PU軟泡透氣透濕性好，還適合製作床墊。例如，在我國稱為(wei) “席夢思”的床墊，大多數由PU軟泡片材、彈簧及麵料等製成。同時，因為(wei) PU軟泡具有良好的吸聲消震性能，同樣可用作設備內(nei) 隔音材料。
由此可見，PU軟泡的應用無處不在，是生活中必不可少的重要材料。青島德達誌成化工作為(wei) 專(zhuan) 業(ye) 的特種助劑供應商，已在聚氨酯助劑領域積累多年經驗，能夠為(wei) 客戶提供聚氨酯發泡塑料改性劑各類解決(jue) 方案。
對聚氨酯軟泡研發的新型產(chan) 品，作為(wei) 新一代無酚亞(ya) 磷酸酯抗氧化劑，AN6133不含酚、壬基酚、雙酚A等遊離酚類物質。具有低揮發性、耐熱性和耐水解性好的優(you) 點，可以有效提高聚氨酯泡綿的熱穩定性和抗煙熏（NOX）黃變性能。並且可廣泛用於(yu) PVC、橡膠、塑料、油品等聚合物中。
同時，作為(wei) 高效的輔助穩定劑和螯合劑用於(yu) 軟/硬質PVC材料中，有效提高其加工熱穩定性及光穩定性，保持製品的顏色穩定和透明度。是ABS、SBS、SIS、SEBS等橡膠材料的高效抗氧劑。
聚氨酯軟泡多為(wei) 開孔結構，具有密度低、彈性回複好、吸音、透氣、保溫等性能，主要用作家具墊材、床墊、交通工具座椅坐墊等墊材，工業(ye) 和民用上也把軟泡用作過濾材料、隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱材料等。目前來看，高回彈、慢回彈、自結皮、高阻燃的泡沫等在各領域的應用會(hui) 越來越廣泛。
化學發泡劑
作為(wei) 化學發泡劑使用的物質種類很多，按化學結構分主要有N-亞(ya) 硝化合物，如N，N-二亞(ya) 硝基五次甲基四胺(DPT)、N，N-二甲基-N，N-二亞(ya) 對二甲酰胺(NTA)等;偶氮化合物，如偶氮二甲酰胺(ADC)、偶氮二異丁腈、偶氮二甲酸異丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、二偶氮氨基、偶氮二甲酸鋇等;酰肼類化合物，如4，4-二磺酰肼二醚(OBSH)、對磺酰肼、3，3-二磺酰肼二碸、4，4-二二磺酰肼、1，3-二磺酰肼、1，4-二磺酰肼等。主要使用的品種有發泡劑ADC、DPT、DBSH等，其中ADC在國外占化學發泡劑的90%，在我國占95%以上。
(1)ADC發泡劑
我國是全球大的ADC生產(chan) 國與(yu) 供應國，年生產(chan) 能力達到15萬(wan) 噸，約占全球總生產(chan) 的50%，1995～2003年生產(chan) 能力年均增長率約為(wei) 18%，呈現了快速的發展勢頭。生產(chan) 廠家有30多家，遍布全國30個(ge) 省市，其中江蘇索普集團、浙江巨化集團公司、江西電化廠、寧夏電化廠年生產(chan) 能力都達到萬(wan) 噸級水平;生產(chan) 設備有許多改進，如次氯酸鈉生產(chan) 設備大型化、連續化;縮合釜、氧化釜大型化;改用連續幹燥工藝等。優(you) 化了合成水合肼工藝、氧化工序的控製參數，提高各工序收率，副產(chan) 品的綜合利用等。目前國內(nei) ADC發泡劑的消費結構為(wei) ;聚氯乙烯約占40%、聚乙烯35%，聚丙烯12%、橡膠5%、其他8%。每年有5000～6000噸的出口量，產(chan) 品主要出口到東(dong) 南亞(ya) 、日本、韓國和俄羅斯等地。
盡管我國ADC生產(chan) 能力和工藝技術有較大進步，但是仍普遍采用尿素法合成水合肼為(wei) 原料，資源浪費和環境汙染嚴(yan) 重;而國外主要采用酮氮法或過氧化氫法原料生產(chan) ADC發泡劑。其中差距明顯的是國內(nei) 隻能生產(chan) ADC純品，隻有極少數廠家開發生產(chan) 有限的改性ADC發泡劑品種，但產(chan) 量不高、性能不穩定、應用範圍窄。
隨著塑料工業(ye) 的發展，單一的ADC發泡劑已不能滿足需求，因此改性ADC發泡劑應運而生。豐(feng) 富的改性方法導致ADC品種多樣化、專(zhuan) 用化、係列化，改性研究已成為(wei) ADC發展的關(guan) 鍵，而且ADC改性工藝基本沒有三廢、投資少、經濟和社會(hui) 效益可觀。近年來上海向陽化工廠生產(chan) 係列化ADC改性產(chan) 品AC-K，用於(yu) PVC人造革時，工藝易控製，泡孔細密;巨化集團也開發出3種改性產(chan) 品。但與(yu) 國外相比仍存在較大差距，目前國外已開發出數百個(ge) 品種，每年仍有大量專(zhuan) 利報道，許多新品種不斷問世主導市場，而我國主要是以ADC原粉銷售和出口，為(wei) 發達國家提供初級的原料，因此將汙染留在國內(nei) ，將利潤送給國外，行業(ye) 發展缺乏後勁。
ADC產(chan) 品的改性就是對發泡劑的發氣量、顆粒度、顏色、熱分解溫度進行優(you) 化，其途徑主要有:在製備過程中改變一定反應條件或添加一定的助劑;ADC粒子微細化;在ADC原粉中加入添加劑;將不同類型的發泡劑複配以達到改性效果。
目前主要的改性產(chan) 品類型有：(A)粒子微細化型。目前國內(nei) 的ADC粒子粗、牌號少，國外按顆粒度不同有多種牌號，以適應不同合成材料的發泡需要。主要是對發泡劑的原粉進行粉碎、分級。(B)低溫型。普通ADC分解溫度一般高於(yu) 200℃，許多軟化點低和受熱易老化的樹脂希望能夠有低溫分解型的產(chan) 品。
目前開發低溫型ADC是其改性領域的主要研究課題之一。主要是選擇一種或多種活化劑，與(yu) ADC以一定比例組合，活化劑可選用鉻、鋅、鉛等金屬化合物、尿素衍生物和硝基胍等，改性後ADC發泡劑低分解溫度可達到80℃。(C)高分散性型。要得到均勻無孔洞、具有光滑表麵的聚合物，就要求發泡劑在聚合物內(nei) 能完全按比例分散開。一般ADC發泡劑易受靜電等因素影響，附聚成團，影響產(chan) 品質量。此開發高分散性的產(chan) 品非常重要，可將ADC發泡劑與(yu) 某些惰性無機化合物的細粉混合，另外可以在ADC產(chan) 品中添加表麵活性劑等製得高分散型產(chan) 品。(D)抑製發泡型。二元羧酸及其酰肼、酚類、胺類和三唑類等物質能抑製ADC的分解，當有金屬離子型活化劑時其抑製效果更好。如加人抑製發泡型發泡劑材料，會(hui) 因發泡效果的差異而造成花紋凹凸不平，由此生產(chan) 發泡牆紙等室內(nei) 裝潢材料等。(E)複合型。可以把具有特定功能的其它助劑與(yu) ADC混合，或幾種發泡劑互相混合，根據各種助劑之間協同作用的原理，複合成為(wei) 一體(ti) 。複合型助劑已成為(wei) 目前塑料助劑工業(ye) 的發展的主流。(F)發泡劑母粒。與(yu) 其他合成材料助劑發展趨勢一樣，母粒化成為(wei) 發泡劑ADC的改性趨勢之一。將ADC、發泡助劑、聚合物進行混煉得到母粒，有效解決(jue) 了分散性和粉塵汙染等問題，目前國內(nei) 尚沒有開發。AMERICHEM公司是世界上著名的發泡劑母粒生產(chan) 商，供應專(zhuan) 用的ADC產(chan) 品係列牌號為(wei) SUPERCELL;美國HENLY公司推出的EXOCEROL等係列發泡劑，均為(wei) 母粒形式，如EXOCER01232和LAB010是吸熱型和放熱型的共混物，A038是幾種放熱發泡劑的混合物等。因此今後ADC發泡劑關(guan) 鍵在於(yu) 借鑒國外經驗，大力開發吸熱型、吸熱/放熱型以及高溫分解型發泡劑品種，並通過母料化和表麵改性降低發泡劑的粉塵汙染等。
(2)發泡劑OBSH
OBSH發泡劑化學名稱為(wei) 4，4′-二-磺酰肼二醚，是塑料和橡膠工業(ye) 常用的低溫發泡劑，主要由二醚磺化後與(yu) 水合肼反應而得，早是由日本開發使用，尤其在超高頻電線電纜領域得到青睞和廣泛應用。OBSH發泡劑優(you) 點為(wei) 分解溫度較低，不需要加分解助劑;適合各種合成材料;毒性極低，適用於(yu) 接觸食品的包裝材料;電絕緣性能好;有硫化劑和發泡劑雙重作用;泡孔細密均勻。
目前國外已經開發出多種OBSH發泡劑的改性係列化產(chan) 品，如日本永和化成的N#3000、5000、100S、100M等OBSH發泡劑改性產(chan) 品。我國也對OBSH發泡劑進行了研究開發，目前山西化工研究院、杭州海虹公司等建有小規模的生產(chan) 裝置。OBSH發泡劑由於(yu) 價(jia) 格相對較高，應用受到一定限製。
(3)發泡劑DPT
化學名稱N，N’-二亞(ya) 硝基五次甲基四胺，主要用作橡膠發泡劑，分解熱大，常加入尿素、脲的衍生物、三聚氰胺等防止刺激性氣味產(chan) 生，基本上不用於(yu) 塑料發泡使用，國內(nei) 有多家生產(chan) 企業(ye) ，如北京化工三廠、上海助劑廠、南京化學助劑廠、蘇州助劑廠、衡陽有機合成化工廠等，消費量不高。
物理發泡劑
物理發泡劑種類較多，如脂肪烴、氯代烴、氟氯烴和二氧化碳氣體(ti) 等，自20世紀50年代，一氟三氯甲烷(CFC-11)作為(wei) 聚氨酯首選的發泡劑被廣泛應用，因其對大氣臭氧層有破壞作用，為(wei) 了保護地球生態環境，必須禁止使用CFCS類化合物。多年來國內(nei) 外一直在尋找和開發理想的替代產(chan) 品，替代發泡劑除考慮發泡劑本身的性質外，一般還需要對聚醚多元醇、勻泡劑、催化劑等原料進行適當調整與(yu) 改善，使配方體(ti) 係達到優(you) 化，因此物理發泡劑的關(guan) 鍵在於(yu) 替代產(chan) 品的開發與(yu) 應用研究。到目前為(wei) 止，對發泡劑CFC～11的替代主要有以下四種方案。
(1)二氧化碳發泡劑
二氧化碳發泡劑有兩(liang) 種，一種是異氰酸酯和水反應生成二氧化碳(水發泡)作為(wei) 發泡劑，另一種是液體(ti) 二氧化碳。水發泡與(yu) CFC-11相比優(you) 點在於(yu) ，二氧化碳ODP(臭氧損耗值)為(wei) 零，無毒、安全、不存在回收利用問題，不需要投資改造發泡設備;缺點是發泡過程中多元醇組份粘度較高，發泡壓力與(yu) 泡沫溫度都較高，泡沫塑料與(yu) 基材粘接性變差，尤其是硬泡產(chan) 品的熱導率高;由於(yu) 二氧化碳從(cong) 泡孔中擴散速度較快，而空氣進入泡孔較慢，從(cong) 而影響泡沫塑料尺寸穩定性，雖然可以通過改性有所改進，但是仍然不如CFC-11發泡材料。
目前主要用於(yu) 對絕熱性要求不高的供熱管道保溫、包裝泡沫塑料和農(nong) 用泡沫塑料等領域;液體(ti) 二氧化碳發泡優(you) 缺點與(yu) 水發泡相同，目前主要用於(yu) 聚氨酯軟泡，用於(yu) 硬泡可以克服水發泡增加了異氰酸酯的消耗量、泡沫塑料發脆和與(yu) 基材粘接性差等缺點。但是液體(ti) 發泡要對發泡機進行改進，液體(ti) 二氧化碳儲(chu) 運費用增加，目前液體(ti) 二氧化碳發泡技術尚在不斷研究與(yu) 發展之中。
(2)氫化氟氯烴發泡劑
氫化氟氯烴(HCFC)類發泡劑，分子中含有氫，化學特性不穩定，比較容易分解，因此其ODP要遠遠小於(yu) CFC-11，所以HCFC被當作CFC發泡劑代替代產(chan) 品，在過渡時期內(nei) 暫時使用，應盡可能在短時間內(nei) 被無氯化合物所取代。
目前歐盟、美國、日本禁止使用HCFC類發泡劑的時間為(wei) 2004年底，我國截止使用年限為(wei) 2030年。目前商業(ye) 上可以替代CFC-11成熟的產(chan) 品為(wei) HCFC-14LB，它與(yu) 多元醇和異氰酸酯的相溶性好，在不增加設備的條件下可以直接用HCFC-14LB代替CFC-11，在達到同樣密度和相近的物理特性泡沫體(ti) 時用量要少於(yu) CFC-11。HCFC-141B的缺陷在於(yu) 原料價(jia) 格較高，對某些ABS和高抗衝(chong) 擊性聚乙烯具有溶解性，且其導熱係數比CFC-11高，因此需要得到的泡沫體(ti) 密度較高，才可以達到隔熱效果。
另外一類代替CFC-11的氫化氟氯烴產(chan) 品為(wei) 60:40的HCFC-22/HCFC-14LB混合物，這類混合物是工業(ye) 生產(chan) 中常用的溶劑，生產(chan) 技術成熟，價(jia) 格適中，缺點在於(yu) HCFC-22/HCFC-141B體(ti) 係在一般多元醇中的溶解度相對較低，加工含有HCFC-22的多元醇相對困難。另外HCFC-124的ODP值僅(jin) 為(wei) HCFC-141B的1/5，允許使用年限更久，國外一些企業(ye) 計劃將其用於(yu) 建築和冰箱器具泡沫中，與(yu) 較高成本的氫化氟烷烴(HFC)進行競爭(zheng) 。
(3)烴類發泡劑
用於(yu) 聚氨酯發泡劑的烴類化合物主要是環戊烷，特別是環戊烷的硬泡體(ti) 係具有導熱係數較低和抗老化性能，ODP值為(wei) 零等優(you) 點，常被用於(yu) 冰箱、冷庫和建築的隔熱保溫等領域，已經成為(wei) 我國硬泡CFC-11替代品的首選。
另外以正丁烷、異丁烷作為(wei) 輔助發泡劑，製備環戊烷聚氨酯硬泡必須解決(jue) 以下兩(liang) 個(ge) 問題，選用防爆設備解決(jue) 環戊烷易燃、易爆的問題;采用一定措施如正戊烷、異戊烷與(yu) 環戊烷一起使用，可以改善泡沫流動性，從(cong) 而解決(jue) 環戊烷在聚醚多元醇中溶解性差的問題。
近年來我國環戊烷的生產(chan) 開發取得較大進展，以乙烯裂解副產(chan) C5為(wei) 原料，經過解聚、加氫等工藝可以獲得高純度環戊烷。北京化工研究院承擔的“環戊烷產(chan) 品開發”項目通過鑒定，目前國內(nei) 吉林龍山化工廠、北京東(dong) 方化工廠、南京紅寶麗(li) 股份有限公司等已經成功建設環戊烷生產(chan) 裝置，並與(yu) 國內(nei) 多家著名的冰箱生產(chan) 企業(ye) 聯合，為(wei) 其提供環戊烷型組合聚醚用作發泡材料使用。
(4)氫化氟烷烴(HFC)發泡劑
HFC類化合物ODP值為(wei) 零，在軟質PU泡沫生產(chan) 中是CFC-11理想的替代產(chan) 品，早期的HFC類發泡劑主要是HFC-134A和HFC-152A，這兩(liang) 種發泡劑具有低分子量和低沸點，達到相同密度和相近物理特性泡沫體(ti) 時，用量比CFC-11用量少，並且性能比較穩定，但是它們(men) 的缺陷在於(yu) 導熱係數比較高，且在一般多元醇中的溶解度較低，加工含有HFC-134A和HFC-152A的組合聚醚相對比較困難，另外需要發泡設備以滿足加工要求。
由於(yu) 這兩(liang) 種產(chan) 品的缺點，人們(men) 加快了新型HFC類發泡劑的研究開發工作。目前研究開發表明HFC-245FA和FC-365MFC兩(liang) 個(ge) 品種非常具有潛力。這兩(liang) 種產(chan) 品與(yu) CFC-11具有相近的特性，導熱係數與(yu) HCFC-141B在同一範圍內(nei) ，其ODP值為(wei) 零，毒性極低，尺寸穩定性能好，HFC-245FA電絕緣性能優(you) 異，缺點是沸點較低;HFC-365MFC的沸點高，但是具可燃性。
目前國內(nei) 外業(ye) 界一致認為(wei) 上述兩(liang) 種產(chan) 品是為(wei) 理想的CFC-11的替代產(chan) 品，受到特別重視，研究生產(chan) 步伐迅速，國外已經進入工業(ye) 化生產(chan) 的階段，如2003年10月日本中央玻璃公司化學子公司建設了年產(chan) 5000T的HFC-245FA裝置，2002年底索爾維公司在法國建設了年產(chan) 1.5萬(wan) 噸的HFC-365MFC裝置。預示著高絕緣性能、不破壞臭氧層的高性能發泡劑將在全球推廣使用。
(5)其他
近年來國外許多科研機構加快CFCS發泡劑替代品的研究工作，如日本地球環境產(chan) 業(ye) 技術研究機構，推出特定的新替代化合物氫化聚醚(HFE)，並開發出七種係列HFE產(chan) 品，該產(chan) 品不破壞臭氧層，在以水為(wei) 溶劑的情況下，進行醇與(yu) 氟化烯烴的反應，效果非常不錯。
另外隨著CFCS替代技術的發展，聚氨酯泡沫塑料的表麵活性劑產(chan) 品結構也發生很大變化。由於(yu) 軟質聚氨酯發泡過程中，液態二氧化碳幾乎瞬間就會(hui) 轉化成氣體(ti) ，因此要求表麵活性劑具有很強的成核能力，否則難以得到泡孔結構優(you) 良的成核能力，如德國金施密特公司和美國威特科公司的表麵活性劑產(chan) 品均適用於(yu) 液態二氧化碳發泡製軟泡聚氨酯產(chan) 品等。
我國CFCS替代研究進展較快，目前大量生產(chan) HCFC-141B、HCFC-22，並借鑒國外開發經驗開發出氫化氟烷烴類發泡劑HFC-134A和HFC-152A，對高性能的HF-245FA和HFC-365MFC也進行研究開發工作;環戊烷年生產(chan) 能力已經達到1萬(wan) 噸，生產(chan) 技術處於(yu) 國際先進
