幾種特殊聚氨酯泡沫的生產(chǎn)工藝與配方

聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料是指具有一定彈性并且比較柔軟的多孔或網(wǎng)狀泡沫（海綿）材料，它突出的性能是柔軟、回彈好、吸音、透氣、保溫、緩沖、吸能等，而且根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域還有各種不同特性。

聚氨酯軟質(zhì)泡沫自從1952年拜耳公司聚酯型軟質(zhì)泡沫（海綿）開始工業(yè)化生產(chǎn)至今，經(jīng)過60多年的發(fā)展，已經(jīng)在人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷嬉约昂芏喙I(yè)領(lǐng)域得到相當廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)軟泡的實際產(chǎn)量估計在300多萬噸。其主要制品的類型有防震材料，隔音材料，過濾材料，保暖材料，包裝材料，裝飾材料，服飾材料等。單就從生產(chǎn)的類型分類來說，聚氨酯軟質(zhì)泡沫主要包括：塊狀泡沫（普通海綿）、高回彈模塑泡沫、自結(jié)皮泡沫、慢回彈泡沫等。下面我要介紹的是屬于一類特殊聚氨酯軟質(zhì)海綿，具體產(chǎn)品如親（吸）水泡沫、非黃變泡沫和微孔片材海綿；這些也屬于軟質(zhì)聚氨酯泡沫，但與上述普通聚氨酯軟質(zhì)泡沫相比，都各自具有特殊的性能和應(yīng)用，也是人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)不可缺少的產(chǎn)品。本文對這些泡沫的基本原料、生產(chǎn)工藝與配方進行介紹。

、親水聚氨酯軟質(zhì)泡沫的生產(chǎn)配方與工藝

1，其基本特點：對水有很大的親和力，吸水迅速而且吸水量大，柔軟度高（手感很好）、彈性好；微觀泡孔細膩而且呈網(wǎng)狀開孔結(jié)構(gòu)，另外其出色的生物親和力和血液相容性拓寬了它在化妝品和醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

2，目前應(yīng)用范圍：

親水聚氨酯泡沫的特性也就決定了它在某些領(lǐng)域會有很好的應(yīng)用，

（1）護理、生理用品 如臥床病人的褥墊，衛(wèi)生巾的輔料，

（2） 醫(yī)用輔料，外科手術(shù)輔料（吸收血液類似于藥棉的作用），

（3）外傷包扎輔料，如創(chuàng)可貼之類的醫(yī)用消炎用品等

（4）日用清潔塊、洗澡塊等，

（5）化妝護理用品，如粉撲等，

（6）特殊領(lǐng)域的吸收處理材料。

聚氨酯軟質(zhì)親（吸）水泡沫主要是其分子鏈本身具有含有氧化乙烯等類似鏈段結(jié)構(gòu)具有親水性；聚酯多元醇和聚醚多元醇只要含有這些或者類似的親水鏈段達到一定的程度，都可以做出吸水性的泡沫產(chǎn)品。

單從從材質(zhì)上說有聚醚型和聚酯型，只是根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用和具體要求來選擇合適的生產(chǎn)方法和原材料。

3，基本原材料：常用的主要包括如下幾種，

（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，一般要求含量要達到50%以上，無規(guī)和嵌段共聚都可以，實際生產(chǎn)中無規(guī)較多，官能度 一般為2-3，分子量一般為 1000-8000都可以用，常用2000-6000。

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

（3），聚酯多元醇，己二酸系列，高含氧化乙烯類結(jié)構(gòu)的多元醇，官能度2-2.3，分子量 1000-2000

（4），小分子多元醇（擴鏈劑或交聯(lián)劑），常用的有乙二醇， 二乙二醇，三乙二醇，丙三醇，TMP等。

（5），異氰酸酯：這里異氰酸酯原料部分包括兩類

TDI-100，TDI-80，HDI，IPDI，HMDI

（6），其它助劑

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

發(fā)泡劑：主要是水，

催化劑：有機錫類，常用如T-9， T-12，T-120，有機胺類，如A-33，五甲基二乙烯三胺, 二氮雜二環(huán)（2,2,2）辛烷等，

親水性樹脂：如聚丙烯酸鹽類，羥基纖維素等。

6，基本生產(chǎn)方法

目前已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)或者正在開發(fā)的工藝方法主要有兩種，一種是一步法（和普通PU泡沫的生產(chǎn)方法相同），另一種是兩步法即預(yù)聚體法。

這里簡單介紹聚醚型兩步法的基本工藝（陶氏化學已經(jīng)有多種牌號的這類預(yù)聚體商品牌號在國際市場上全面推進，NCO%含量從3%-13%）

典型的兩步法：

（1）預(yù)聚體合成基本配方

聚醚多元醇 0-100

小分子多元醇 0-10

催化劑 0.2-0.6

TDI 20-50（非黃變的可以采用HDI、IPDI、HMDI等）

NCO% 3-14%

（2）預(yù)聚體合成要點

（a）、多元醇部分必須預(yù)先高溫120℃真空脫水低于0.05%，

（b）、低活性異氰酸酯需要催化促進反應(yīng)進程，

（c）、反應(yīng)溫度一般不能低于80℃，

（d）、粘度好控制在8000 mpa.s/25℃以下，

（e）、對于不同脂肪族異氰酸酯活性不同，工藝條件需要調(diào)整。

（f）、采用HMDI預(yù)聚體做出的泡沫偏硬，吸水性能會有所降低，高度開孔結(jié)構(gòu)。

（2）泡沫發(fā)泡配方

預(yù)聚體 100

水 10以上 （根據(jù)要求調(diào)整）

硅油L580 0.5-2.0

聚醚或多元醇 0-30

其它助劑 2-7

（3），手工發(fā)泡工藝要點

攪拌速度3000-5000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間 4-8 秒，控制溫度 25-70℃。

（4），澆注機發(fā)泡要求

對計量齒輪泵要求精度較高，攪拌速度不低于5000轉(zhuǎn)/分（生產(chǎn)片材一般厚度2-5mm，寬度500mm），生產(chǎn)線需要烘道一般15-30米， 離型紙可以重復多次使用。

泡沫為開孔型結(jié)構(gòu)，孔徑約為120-250微米，常用密度范圍 一般為100-200（kg/m3）。

7，聚醚型親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個明顯缺陷那就是吸水后強度下降幅度較大。

對于PEG來說，通常分子量增大，吸水性增強，選擇1000-4000分子量為宜，否則粘度太大。