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、彈性回復好、吸音、透氣、保溫等性能，主要應用于各種熱材、緩沖材料，如車船及家具沙發(fā)座椅的坐墊、靠墊及扶手、床墊、服裝襯墊等。工業(yè)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，軟泡片材與各種紡織面料制成的層壓復合材料，是軟泡的經(jīng)典應用領域之一。復合薄片質輕，具有良好的隔熱性和透氣性，特別適合用作服裝內(nèi)襯。例如用作服裝墊肩、胸罩海綿墊、各類鞋的襯里以及手提包等的襯里等。

此外，由于PU軟泡透氣透濕性好，還適合制作床墊。例如，在我國稱為“席夢思”的床墊，大多數(shù)由PU軟泡片材、彈簧及面料等制成。同時，因為PU軟泡具有良好的吸聲消震性能，同樣可用作設備內(nèi)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。青島德達志成化工作為專業(yè)的特種助劑供應商，已在聚氨酯助劑領域積累多年經(jīng)驗，能夠為客戶提供聚氨酯發(fā)泡塑料改性劑各類解決方案。

對聚氨酯軟泡研發(fā)的新型產(chǎn)品，作為新一代無酚亞磷酸酯抗氧化劑，AN6133不含苯酚、壬基酚、雙酚A等游離酚類物質。具有低揮發(fā)性、耐熱性和耐水解性好的優(yōu)點，可以有效提高聚氨酯泡綿的熱穩(wěn)定性和抗煙熏（NOX）黃變性能。并且可廣泛用于PVC、橡膠、塑料、油品等聚合物中。

同時，作為高效的輔助穩(wěn)定劑和螯合劑用于軟/硬質PVC材料中，有效提高其加工熱穩(wěn)定性及光穩(wěn)定性，保持制品的顏色穩(wěn)定和透明度。是ABS、SBS、SIS、SEBS等橡膠材料的高效抗氧劑。

聚氨酯軟泡多為開孔結構，具有密度低、彈性回復好、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(yè)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越來越廣泛。

化學發(fā)泡劑

作為化學發(fā)泡劑使用的物質種類很多，按化學結構分主要有N-亞硝化合物，如N，N-二亞硝基五次甲基四胺(DPT)、N，N-二甲基-N，N-二亞對苯二甲酰胺(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、二偶氮氨基苯、偶氮二甲酸鋇等;酰肼類化合物，如4，4-二磺酰肼二苯醚(OBSH)、對苯磺酰肼、3，3-二磺酰肼二苯砜、4，4-二苯二磺酰肼、1，3-苯二磺酰肼、1，4-苯二磺酰肼等。主要使用的品種有發(fā)泡劑ADC、DPT、DBSH等，其中ADC在國外占化學發(fā)泡劑的90%，在我國占95%以上。 

(1)ADC發(fā)泡劑

我國是全球大的ADC生產(chǎn)國與供應國，年生產(chǎn)能力達到15萬噸，約占全球總生產(chǎn)的50%，1995～2003年生產(chǎn)能力年均增長率約為18%，呈現(xiàn)了快速的發(fā)展勢頭。生產(chǎn)廠家有30多家，遍布全國30個省市，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(chǎn)能力都達到萬噸級水平;生產(chǎn)設備有許多改進，如次氯酸鈉生產(chǎn)設備大型化、連續(xù)化;縮合釜、氧化釜大型化;改用連續(xù)干燥工藝等。優(yōu)化了合成水合肼工藝、氧化工序的控制參數(shù)，提高各工序收率，副產(chǎn)品的綜合利用等。目前國內(nèi)ADC發(fā)泡劑的消費結構為;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(chǎn)品主要出口到東南亞、日本、韓國和俄羅斯等地。

盡管我國ADC生產(chǎn)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原料，資源浪費和環(huán)境污染嚴重;而國外主要采用酮氮法或過氧化氫法原料生產(chǎn)ADC發(fā)泡劑。其中差距明顯的是國內(nèi)只能生產(chǎn)ADC純品，只有極少數(shù)廠家開發(fā)生產(chǎn)有限的改性ADC發(fā)泡劑品種，但產(chǎn)量不高、性能不穩(wěn)定、應用范圍窄。 

隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，單一的ADC發(fā)泡劑已不能滿足需求，因此改性ADC發(fā)泡劑應運而生。豐富的改性方法導致ADC品種多樣化、專用化、系列化，改性研究已成為ADC發(fā)展的關鍵，而且ADC改性工藝基本沒有三廢、投資少、經(jīng)濟和社會效益可觀。近年來上海向陽化工廠生產(chǎn)系列化ADC改性產(chǎn)品AC-K，用于PVC人造革時，工藝易控制，泡孔細密;巨化集團也開發(fā)出3種改性產(chǎn)品。但與國外相比仍存在較大差距，目前國外已開發(fā)出數(shù)百個品種，每年仍有大量專利報道，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，為發(fā)達國家提供初級的原料，因此將污染留在國內(nèi)，將利潤送給國外，行業(yè)發(fā)展缺乏后勁。

ADC產(chǎn)品的改性就是對發(fā)泡劑的發(fā)氣量、顆粒度、顏色、熱分解溫度進行優(yōu)化，其途徑主要有:在制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(fā)泡劑復配以達到改性效果。

目前主要的改性產(chǎn)品類型有：(A)粒子微細化型。目前國內(nèi)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(fā)泡需要。主要是對發(fā)泡劑的原粉進行粉碎、分級。(B)低溫型。普通ADC分解溫度一般高于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(chǎn)品。

目前開發(fā)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，改性后ADC發(fā)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、具有光滑表面的聚合物，就要求發(fā)泡劑在聚合物內(nèi)能完全按比例分散開。一般ADC發(fā)泡劑易受靜電等因素影響，附聚成團，影響產(chǎn)品質量。此開發(fā)高分散性的產(chǎn)品非常重要，可將ADC發(fā)泡劑與某些惰性無機化合物的細粉混合，另外可以在ADC產(chǎn)品中添加表面活性劑等制得高分散型產(chǎn)品。(D)抑制發(fā)泡型。二元羧酸及其酰肼、酚類、胺類和三唑類等物質能抑制ADC的分解，當有金屬離子型活化劑時其抑制效果更好。如加人抑制發(fā)泡型發(fā)泡劑材料，會因發(fā)泡效果的差異而造成花紋凹凸不平，由此生產(chǎn)發(fā)泡墻紙等室內(nèi)裝潢材料等。(E)復合型?？梢园丫哂刑囟üδ艿钠渌鷦┡cADC混合，或幾種發(fā)泡劑互相混合，根據(jù)各種助劑之間協(xié)同作用的原理，復合成為一體。復合型助劑已成為目前塑料助劑工業(yè)的發(fā)展的主流。(F)發(fā)泡劑母粒。與其他合成材料助劑發(fā)展趨勢一樣，母粒化成為發(fā)泡劑ADC的改性趨勢之一。將ADC、發(fā)泡助劑、聚合物進行混煉得到母粒，有效解決了分散性和粉塵污染等問題，目前國內(nèi)尚沒有開發(fā)。AMERICHEM公司是世界上著名的發(fā)泡劑母粒生產(chǎn)商，供應專用的ADC產(chǎn)品系列牌號為SUPERCELL;美國HENLY公司推出的EXOCEROL等系列發(fā)泡劑，均為母粒形式，如EXOCER01232和LAB010是吸熱型和放熱型的共混物，A038是幾種放熱發(fā)泡劑的混合物等。因此今后ADC發(fā)泡劑關鍵在于借鑒國外經(jīng)驗，大力開發(fā)吸熱型、吸熱/放熱型以及高溫分解型發(fā)泡劑品種，并通過母料化和表面改性降低發(fā)泡劑的粉塵污染等。

(2)發(fā)泡劑OBSH

OBSH發(fā)泡劑化學名稱為4，4'-二-磺酰肼二苯醚，是塑料和橡膠工業(yè)常用的低溫發(fā)泡劑，主要由二苯醚磺化后與水合肼反應而得，早是由日本開發(fā)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(fā)泡劑優(yōu)點為分解溫度較低，不需要加分解助劑;適合各種合成材料;毒性極低，適用于接觸食品的包裝材料;電絕緣性能好;有硫化劑和發(fā)泡劑雙重作用;泡孔細密均勻。

目前國外已經(jīng)開發(fā)出多種OBSH發(fā)泡劑的改性系列化產(chǎn)品，如日本永和化成的N#3000、5000、100S、100M等OBSH發(fā)泡劑改性產(chǎn)品。我國也對OBSH發(fā)泡劑進行了研究開發(fā)，目前山西化工研究院、杭州海虹公司等建有小規(guī)模的生產(chǎn)裝置。OBSH發(fā)泡劑由于價格相對較高，應用受到一定限制。 

(3)發(fā)泡劑DPT

化學名稱N，N'-二亞硝基五次甲基四胺，主要用作橡膠發(fā)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(chǎn)生，基本上不用于塑料發(fā)泡使用，國內(nèi)有多家生產(chǎn)企業(yè)，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(fā)泡劑

物理發(fā)泡劑種類較多，如脂肪烴、氯代烴、氟氯烴和二氧化碳氣體等，自20世紀50年代，一氟三氯甲烷(CFC-11)作為聚氨酯首選的發(fā)泡劑被廣泛應用，因其對大氣臭氧層有破壞作用，為了保護地球生態(tài)環(huán)境，必須禁止使用CFCS類化合物。多年來國內(nèi)外一直在尋找和開發(fā)理想的替代產(chǎn)品，替代發(fā)泡劑除考慮發(fā)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(diào)整與改善，使配方體系達到優(yōu)化，因此物理發(fā)泡劑的關鍵在于替代產(chǎn)品的開發(fā)與應用研究。到目前為止，對發(fā)泡劑CFC～11的替代主要有以下四種方案。 

(1)二氧化碳發(fā)泡劑

二氧化碳發(fā)泡劑有兩種，一種是異氰酸酯和水反應生成二氧化碳(水發(fā)泡)作為發(fā)泡劑，另一種是液體二氧化碳。水發(fā)泡與CFC-11相比優(yōu)點在于，二氧化碳ODP(臭氧損耗值)為零，無毒、安全、不存在回收利用問題，不需要投資改造發(fā)泡設備;缺點是發(fā)泡過程中多元醇組份粘度較高，發(fā)泡壓力與泡沫溫度都較高，泡沫塑料與基材粘接性變差，尤其是硬泡產(chǎn)品的熱導率高;由于二氧化碳從泡孔中擴散速度較快，而空氣進入泡孔較慢，從而影響泡沫塑料尺寸穩(wěn)定性，雖然可以通過改性有所改進，但是仍然不如CFC-11發(fā)泡材料。 

目前主要用于對絕熱性要求不高的供熱管道保溫、包裝泡沫塑料和農(nóng)用泡沫塑料等領域;液體二氧化碳發(fā)泡優(yōu)缺點與水發(fā)泡相同，目前主要用于聚氨酯軟泡，用于硬泡可以克服水發(fā)泡增加了異氰酸酯的消耗量、泡沫塑料發(fā)脆和與基材粘接性差等缺點。但是液體發(fā)泡要對發(fā)泡機進行改進，液體二氧化碳儲運費用增加，目前液體二氧化碳發(fā)泡技術尚在不斷研究與發(fā)展之中。 

(2)氫化氟氯烴發(fā)泡劑

氫化氟氯烴(HCFC)類發(fā)泡劑，分子中含有氫，化學特性不穩(wěn)定，比較容易分解，因此其ODP要遠遠小于CFC-11，所以HCFC被當作CFC發(fā)泡劑代替代產(chǎn)品，在過渡時期內(nèi)暫時使用，應盡可能在短時間內(nèi)被無氯化合物所取代。 

目前歐盟、美國、日本禁止使用HCFC類發(fā)泡劑的時間為2004年底，我國截止使用年限為2030年。目前商業(yè)上可以替代CFC-11成熟的產(chǎn)品為HCFC-14LB，它與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時用量要少于CFC-11。HCFC-141B的缺陷在于原料價格較高，對某些ABS和高抗沖擊性聚苯乙烯具有溶解性，且其導熱系數(shù)比CFC-11高，因此需要得到的泡沫體密度較高，才可以達到隔熱效果。 

另外一類代替CFC-11的氫化氟氯烴產(chǎn)品為60:40的HCFC-22/HCFC-14LB混合物，這類混合物是工業(yè)生產(chǎn)中常用的溶劑，生產(chǎn)技術成熟，價格適中，缺點在于HCFC-22/HCFC-141B體系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值僅為HCFC-141B的1/5，允許使用年限更久，國外一些企業(yè)計劃將其用于建筑和冰箱器具泡沫中，與較高成本的氫化氟烷烴(HFC)進行競爭。

(3)烴類發(fā)泡劑

用于聚氨酯發(fā)泡劑的烴類化合物主要是環(huán)戊烷，特別是環(huán)戊烷的硬泡體系具有導熱系數(shù)較低和抗老化性能，ODP值為零等優(yōu)點，常被用于冰箱、冷庫和建筑的隔熱保溫等領域，已經(jīng)成為我國硬泡CFC-11替代品的首選。 

另外以正丁烷、異丁烷作為輔助發(fā)泡劑，制備環(huán)戊烷聚氨酯硬泡必須解決以下兩個問題，選用防爆設備解決環(huán)戊烷易燃、易爆的問題;采用一定措施如正戊烷、異戊烷與環(huán)戊烷一起使用，可以改善泡沫流動性，從而解決環(huán)戊烷在聚醚多元醇中溶解性差的問題。 

近年來我國環(huán)戊烷的生產(chǎn)開發(fā)取得較大進展，以乙烯裂解副產(chǎn)C5為原料，經(jīng)過解聚、加氫等工藝可以獲得高純度環(huán)戊烷。北京化工研究院承擔的“環(huán)戊烷產(chǎn)品開發(fā)”項目通過鑒定，目前國內(nèi)吉林龍山化工廠、北京東方化工廠、南京紅寶麗股份有限公司等已經(jīng)成功建設環(huán)戊烷生產(chǎn)裝置，并與國內(nèi)多家著名的冰箱生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合，為其提供環(huán)戊烷型組合聚醚用作發(fā)泡材料使用。 

(4)氫化氟烷烴(HFC)發(fā)泡劑

HFC類化合物ODP值為零，在軟質PU泡沫生產(chǎn)中是CFC-11理想的替代產(chǎn)品，早期的HFC類發(fā)泡劑主要是HFC-134A和HFC-152A，這兩種發(fā)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時，用量比CFC-11用量少，并且性能比較穩(wěn)定，但是它們的缺陷在于導熱系數(shù)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(fā)泡設備以滿足加工要求。 

由于這兩種產(chǎn)品的缺點，人們加快了新型HFC類發(fā)泡劑的研究開發(fā)工作。目前研究開發(fā)表明HFC-245FA和FC-365MFC兩個品種非常具有潛力。這兩種產(chǎn)品與CFC-11具有相近的特性，導熱系數(shù)與HCFC-141B在同一范圍內(nèi)，其ODP值為零，毒性極低，尺寸穩(wěn)定性能好，HFC-245FA電絕緣性能優(yōu)異，缺點是沸點較低;HFC-365MFC的沸點高，但是具可燃性。 

目前國內(nèi)外業(yè)界一致認為上述兩種產(chǎn)品是為理想的CFC-11的替代產(chǎn)品，受到特別重視，研究生產(chǎn)步伐迅速，國外已經(jīng)進入工業(yè)化生產(chǎn)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(chǎn)5000T的HFC-245FA裝置，2002年底索爾維公司在法國建設了年產(chǎn)1.5萬噸的HFC-365MFC裝置。預示著高絕緣性能、不破壞臭氧層的高性能發(fā)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(fā)泡劑替代品的研究工作，如日本地球環(huán)境產(chǎn)業(yè)技術研究機構，推出特定的新替代化合物氫化聚醚(HFE)，并開發(fā)出七種系列HFE產(chǎn)品，該產(chǎn)品不破壞臭氧層，在以水為溶劑的情況下，進行醇與氟化烯烴的反應，效果非常不錯。 

另外隨著CFCS替代技術的發(fā)展，聚氨酯泡沫塑料的表面活性劑產(chǎn)品結構也發(fā)生很大變化。由于軟質聚氨酯發(fā)泡過程中，液態(tài)二氧化碳幾乎瞬間就會轉化成氣體，因此要求表面活性劑具有很強的成核能力，否則難以得到泡孔結構優(yōu)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面活性劑產(chǎn)品均適用于液態(tài)二氧化碳發(fā)泡制軟泡聚氨酯產(chǎn)品等。 

我國CFCS替代研究進展較快，目前大量生產(chǎn)HCFC-141B、HCFC-22，并借鑒國外開發(fā)經(jīng)驗開發(fā)出氫化氟烷烴類發(fā)泡劑HFC-134A和HFC-152A，對高性能的HF-245FA和HFC-365MFC也進行研究開發(fā)工作;環(huán)戊烷年生產(chǎn)能力已經(jīng)達到1萬噸，生產(chǎn)技術處于國際先進