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(dāng)廣泛的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)軟泡的實(shí)際產(chǎn)量估計(jì)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(duì)這些泡沫的基本原料、生產(chǎn)工藝與配方進(jìn)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(diǎn)：對(duì)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(xì)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(huì)有很好的應(yīng)用，

（1）護(hù)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(hù)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(dá)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(dá)到50%以上，無規(guī)和嵌段共聚都可以，實(shí)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(kuò)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(jī)錫類，常用如T-9， T-12，T-120，有機(jī)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(jiǎn)單介紹聚醚型兩步法的基本工藝（陶氏化學(xué)已經(jīng)有多種牌號(hào)的這類預(yù)聚體商品牌號(hào)在國(guó)際市場(chǎng)上全面推進(jìn)，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(diǎn)

（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(jìn)反應(yīng)進(jìn)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(duì)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(huì)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(diǎn)

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

（4），澆注機(jī)發(fā)泡要求

對(duì)計(jì)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(fù)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(gè)明顯缺陷那就是吸水后強(qiáng)度下降幅度較大。

對(duì)于PEG來說，通常分子量增大，吸水性增強(qiáng)，選擇1000-4000分子量為宜，否則粘度太大。