聚氨酯发泡工艺的种类介绍

聚氨酯发泡的配方工艺因产品性能需求差异分为多种类型，以下是常见三大类的详细优化解析：
一、软质泡沫配方工艺
核心特性：高弹性、开孔结构、柔软触感
1.主要原料：
- 聚醚多元醇：高活性聚醚（如330N，官能度3，分子量3000-6000），羟基含量高，反应活性强，赋予泡沫高回弹性能。
- 异氰酸酯：以TDI（甲苯二异氰酸酯，80/20异构体）为主，异氰酸酯指数通常为0.8-1.0，控制交联密度以保持柔软性。
2. 助剂：
- 发泡剂：水（化学发泡剂），用量3%-5%，与TDI反应生成CO2并释放热量，同时参与链增长；部分低密度泡沫（＜15kg/m3）可搭配少量二氯甲烷（物理发泡剂，用量1%-3%）。
- 催化剂（T9\A33)：
- 叔胺类：促进发泡反应（水与TDI），用量0.1%-0.5%；
- 有机锡类：催化凝胶反应（聚醚与TDI），用量0.05%-0.2%。
- 表面活性剂(硅油）：用量0.5%-1.5%，稳定气泡结构，防止破孔，形成均匀开孔。
2. 工艺要点
- 一步法生产：所有原料一次性混合，高速搅拌（1000-3000转/分钟）10-30秒，引发发泡与凝胶反应，适用于连续式发泡机生产沙发垫、床垫等。
- 关键控制：
- 环境温湿度：温度20-25℃，湿度50%-70%，确保发泡速度与凝胶速度匹配；
- 泡沫密度：通过调节水与物理发泡剂比例，控制密度在10-100kg/m3（普通软泡30-50kg/m3，高回弹泡40-80kg/m3）。
3. 典型应用
- 家具行业：沙发坐垫（高回弹泡，回弹率＞60%）、床垫填充（超柔泡，压陷硬度30-80N）；
- 家纺领域：枕头（慢回弹记忆棉，属改性软泡，添加特殊聚醚与MDI）。
二、硬质泡沫配方工艺
核心特性：闭孔结构、高硬度、低导热系数
主要原料：

- 聚醚多元醇：低活性聚醚（如4110，官能度4-8，分子量200-1000），高官能度带来高交联密度，提升硬度；
- 异氰酸酯：以MDI（聚合MDI）为主，异氰酸酯指数1.0-1.2，确保过量NCO基团促进交联。
- 助剂：
- 发泡剂：
- 物理发泡剂：HCFC-141b（已逐步淘汰）、环戊烷（常用，易燃易爆）、二氧化碳（CO2，环保型），用量8%-15%，形成闭孔结构；
- 化学发泡剂：水（用量0.5%-1.5%，辅助发泡并调节密度）。
- 催化剂：
- 叔胺类：强发泡催化剂，用量0.1%-0.3%；
- 有机锡类：少量添加（0.01%-0.05%），调节凝胶速度，避免泡沫开裂。
- 稳定剂（硅油）：聚酯型表面活性剂，用量0.5%-1.0%，稳定气泡防止合并，提升闭孔率（＞90%）。
2. 工艺要点
- 模塑发泡：原料混合后注入模具，加热（50-80℃）固化30-60分钟，适用于冰箱保温层、建筑夹芯板等定型产品。
- 关键控制：
闭孔率：通过提高物理发泡剂比例与快速凝胶，闭孔率可达95%以上，导热系数低至0.02W/(m·K)；
阻燃性能：添加溴系阻燃剂或磷系阻燃剂（如磷酸酯），阻燃等级可达B1级。
3. 典型应用
- 建筑保温：外墙保温板（密度30-50kg/m3）、地暖隔热层；
- 冷链设备：冷藏车厢、保温箱（耐低温-30℃，导热系数＜0.03W/(m·K)）。
三、半硬质泡沫配方工艺
核心特性：刚柔平衡、抗冲击性强、尺寸稳定性好
1. 原料组成
- 主要原料：
聚醚多元醇：中活性聚醚（官能度3-4，分子量2000-4000），兼顾弹性与强度，如3628聚醚；
- 异氰酸酯：TDI与MDI复配（比例7:3至5:5），异氰酸酯指数0.9-1.1，调节交联度至中等水平。
- 助剂：
- 发泡剂：水（1%-2%）+环戊烷（3%-5%），混合发泡控制密度在40-80kg/m3
- 催化剂：仲胺类（如二甲基乙醇胺）为主，用量0.2%-0.6%，平衡发泡与凝胶速度；
- 填充剂：碳酸钙、滑石粉（用量5%-10%），提升强度与尺寸稳定性，降低成本。
2. 工艺要点
冷模塑工艺：原料混合后注入常温模具，依靠反应放热固化（无需外部加热），生产周期短（10-20分钟），适用于汽车内饰件。
关键控制：
- 压缩永久变形：≤15%（70℃×22h），确保长期使用不变形；
- 硬度范围：邵氏硬度20-60，通过调整聚醚分子量与异氰酸酯比例精准调控。
3. 典型应用
- 汽车工业：仪表盘表皮（密度50-70kg/m3，抗冲击性强）、车门内衬；
- 包装领域：精密仪器缓冲材（替代EPS，回弹性更佳）、运动护具衬垫。