高回弹泡沫组合料配方设计

很难想象没有软泡沫的现代工业

高回弹泡沫组合料配方设计

原文作者：屈立年

冷固化高回弹泡沫(HR 泡沫)以其优良的生产工艺和物理性能, 已在汽车、家具等领域获得广泛应用。

在冷固化HR 泡沫组合料生产技术中，其生产工艺、工艺流程、生产装置及有关的工艺控制参数等因素的影响。除需要高水平的软件技术以外, 还需要高水准的硬件, 才能生产出品质优良的HR 泡沫组合料。

原料与助剂-聚醚多元醇

高分子量、高活性聚醚多元醇是生产冷固化HR 泡沫的关键性原料之一, 其质量决定HR 泡沫生产工艺及物理性能。

伯羟基含量和分子量分布指数至关重要。高伯羟基和低伯羟基含量聚醚多元醇相比(如75%和65%), 泡沫后期固化速度明显不同, 前者比后者快10%左右; 低分布指数与高分布指数相比(1.6与2.2), 泡沫体的回弹性相差很远, 前者回弹率高达67%, 后者因聚醚中含有较多的低分子量、二官能度的成分，回弹率仅为58%如果是改性MDI 基配方体系, 泡沫回弹率仅为53%。

不同配方体系对聚醚多元醇分子量有不同的要求。以TDI/MDI混合异氰酸酯为基的配方, 聚醚多元醇分子量在5000左右, 以改性MDI异氰酸酯为基的配方, 聚醚多元醇分子量在6000左右较为理想。

在高分子量、高活性聚醚多元醇分子链段上引入乙烯基聚合体或聚脲分散体, 即聚合物多元醇或聚脲多元醇。由于它们在配方中的独特作用, 如改善工艺性能和提高泡沫强度等性能。其质量除应保留母体质量以外，还应有非常优良的分散性和稳定性。

原料与助剂-催化剂

冷固化HR 泡沫配方中常用的胺类催化剂品种有双(二甲胺基乙基) 醚(A-1) 、三乙烯二胺(DABCO)、四甲基丁二胺(TMBDA)、二甲基乙醇胺(DMEA)及它们的胺盐(延迟性催化剂) 等。

在组合料配方中, 催化体系的选择除应考虑生产工艺和泡沫制品性能以外，还应考虑催化剂品种与聚醚多元醇等组分的相溶性及其本身的稳定性。

原料与助剂-交联剂

交联剂通常是低分子量、官能度大于2的多元醇或多元胺类化合物, 常用的品种有甘油、二乙醇胺、三乙醇胺等。它们在HR 泡沫配方中的主要作用是: (1) 增加发泡配方体系的稳定性; (2) 改性发泡工艺, 提高泡沫固化速度; (3) 调节高分子链软段一硬段之比,改性泡沫硬度及其它性能。

原料与助剂-泡沫稳定剂与开孔剂

泡沫稳定剂和开孔剂是两种不同类型聚合物, 前者在配方中起到稳定剂、乳化剂、泡孔调节剂和开孔剂的作用。后者仅起开孔作用。

在高用水量发泡配方或改性MDI 配方体系中, 单独使用泡沫稳定剂来提高开孔率是不够的, 需另外加入开孔剂, 才能制得高开孔率的泡沫体。

原料与助剂-发泡剂

在无氟、全水发泡配方中, 发泡剂用量决定泡沫体密度、硬度、回弹率、压缩变定等物理性能。

在组合料生产中, 发泡剂的计量精度决定组合料的稳定性。如批次间的重复性将影响发泡工艺中各种参数的控制，导致泡沫物理性能的变化。因此, 需要严格控制计量精度, 才能生产出高稳定性的组合料。

原料与助剂-其它助剂

在配方中加入色浆、发烟抑制剂、阻燃剂及防老剂等助剂. 能够制出五颜六色、低发烟量、阻燃、耐老化等特性的泡沫制品。由于这些助剂化学结构的特征, 很容易与组合料中其它助剂发生化学作用或物理作用。如色浆易于沉淀、阻燃剂易于降解、发烟抑制剂对催化剂的抑制作用等, 从而导致组合料不稳定。当需要时应采用现配现用的方法, 减少不利影响, 生产出符合用户特殊要求的泡沫制品。

生产装置及生产工艺流程（待续）

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