1、 基本反應(yīng)及數(shù)據(jù)

聚氨酯軟泡的形成包括2個基本反應(yīng)：發(fā)泡反應(yīng)和聚合反應(yīng)（也稱凝膠反應(yīng)）。

發(fā)泡反應(yīng) ：異氰酸酯與水反應(yīng)生成雙取代脲和二氧化碳的反應(yīng)。反應(yīng)式如下：

2R-N=C=O+HOH→R-NH-CO-NH-R+CO2↑

若使用TDI，根據(jù)上反應(yīng)式，得出１份水反應(yīng)需9.67份（約9.7份的TDI）

放出的二氧化碳成為泡核，使反應(yīng)混合物膨脹，得到具有開孔結(jié)構(gòu)的泡沫。

聚合反應(yīng)：聚醚中的羥基與異氰酸酯發(fā)生逐步聚合反應(yīng)形成氨基甲酸酯的反應(yīng)。反應(yīng)式如下：

R=N=C=O+R′-OH→R-NH-COO—R′

若使用TDI，根據(jù)上反應(yīng)式，得出100份羥值56的聚醚反應(yīng)需8.68份（約8.7份的TDI）

2、多元醇

國內(nèi)塊泡生產(chǎn)采用3官能度，分子量3000（羥值56）或3500（羥值48，用的少）的軟泡聚醚。如我公司的JH-3031K、JH-3050D、JH-3500等。

3、多異氰酸酯

主要使用甲苯二異氰酸酯（TDI），TDI工業(yè)品主要有３種：純２，４TDI（或稱TDI100）、TDI80／20、TDI65／35。TDI80／20生產(chǎn)成本低，是工業(yè)應(yīng)用廣用量大的品種。

ＴＤＩ分子量為１７４，其中含有２個異氰酸酯團（-N=C=O）的分子量為８４，所以ＴＤＩ中異氰酸酯含量為４８．２８％。

ＴＤＩ用量對泡性能有很大影響，在泡沫配方中，ＴＤＩ過量程度以異氰酸酯指數(shù)表示，異氰酸酯指數(shù)是指實際用量與理論計算量的比值。在生產(chǎn)軟泡時，一般指數(shù)為１０５－１１５（１００是等于理論計算量）（或?qū)憺椋?０５－１.１５，１為理論計算量），在此范圍內(nèi)，ＴＤＩ指數(shù)增大，泡沫硬度增大，撕裂強度變小，拉伸強度變小，斷裂伸長率變小。若ＴＤＩ指數(shù)過高，則會形成大孔和閉孔，熟化時間過長，還會引起泡沫燒心；ＴＤＩ指數(shù)過低，則易產(chǎn)生裂紋，回彈性差，強度差，壓縮永久變形較大。

４、發(fā)泡劑

水與ＴＤＩ反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳是軟泡發(fā)泡中使用的主要發(fā)泡劑，增加配方中水量，將會提高脲的含量，加大泡沫硬度，降低泡沫密度，泡沫荷載能力下降。但是ＴＤＩ與水反應(yīng)生產(chǎn)大量的熱量，水用量過高，會使泡沫出現(xiàn)燒心或燃燒。

二氯甲烷是物理發(fā)泡劑，其沸點３９.８℃，是不燃性氣體，可在發(fā)泡中氣化，降低泡沫密度，硬度也下降。加入二氯甲烷的數(shù)量，即要防止泡沫發(fā)生燒心現(xiàn)象，又要保證不因二氯甲烷過多而代走過多熱量影響泡沫熟化，同時要保證泡沫物性沒有明顯下降，因此二氯甲烷用量有個限制。

水與二氯甲烷的發(fā)泡效率（即產(chǎn)生相同體積的氣體）有如下經(jīng)驗關(guān)系：

１份水＝９份二氯甲烷

發(fā)泡指數(shù)：即配方中，以100份聚醚為基礎(chǔ)配比，所用發(fā)泡劑的數(shù)量。

發(fā)泡指數(shù)＝水＋二氯甲烷／９

發(fā)泡指數(shù)與密度近似關(guān)系為100/發(fā)泡指數(shù)，此為配方中未加填料時公式。當(dāng)加填料時，密度要比此公式計算的大。

５、催化劑

催化劑的主要作用是調(diào)節(jié)發(fā)泡反應(yīng)和凝膠反應(yīng)的速度，使之處于良好的平衡狀態(tài)。

三乙烯二胺（Ａ33，含量33％的二丙二醇或丙二醇溶液）是軟泡生產(chǎn)中重要的叔胺催化劑劑，它有60％功效用于促進異氰酸酯與水反應(yīng)，即發(fā)泡反應(yīng)，40％用于促進羥基與異氰酸酯反應(yīng)，即凝膠反應(yīng)。

雙（２，２－二甲胺基乙基）醚（Ａ－１）是軟泡通用型叔胺催化劑，它有８０％功效用于促進發(fā)泡反應(yīng)，２０％用于促進凝膠反應(yīng)。大多與三乙烯二胺合用。

胺催化劑用量不當(dāng)對制品有很大影響，胺用量過多，將造成（１）反應(yīng)時間短，起始粘度增加太快，發(fā)泡是冒煙大。（２）泡沫開裂。胺用量過少，將造成起發(fā)速度太慢，影響發(fā)泡高度。

辛酸亞錫是常用的有機錫催化劑，它在含水及叔胺催化劑的聚醚混合物中極容易水解和氧化。

泡沫密度越低，辛酸亞錫的可調(diào)范圍越窄，錫用量對泡沫影響如下：

用量太少：泡沫開裂。

用量太多：粘度增加快，泡沫形成閉孔而收縮，形成底皮和邊皮。

６、泡沫穩(wěn)定劑（又稱硅油）

泡沫穩(wěn)定劑可降低發(fā)泡體系混合料的表面張力，從而穩(wěn)定泡孔，防止泡沫倒塌，并控制拋空的大小和均勻度。

將硅油用量由低量提高到適當(dāng)程度，可獲得良好開孔的泡沫塑料。當(dāng)用量偏高時泡沫閉孔率增加。其用量與密度關(guān)系如下：

泡沫密度（kg／立方米）　　100份聚醚硅油用量

35　　　　　　　　　　0.7－1.0

25　　　　　　　　　　0.8－1.2

20　　　　　　　　　　1.0－1.5

小于20　　　　　　　  　1.5－2.0

７、其他影響因素

除配方外，工藝參數(shù)，環(huán)境等對泡沫性能有一定影響。

原料溫度：在比較正常的環(huán)境溫度（20－28度）下，原料溫度控制在25±３度，好正負(fù)１度范圍內(nèi)。也有控制在28－30度范圍的。

原料溫度上升或降低對發(fā)泡和凝膠反應(yīng)的速度影響不一樣。溫度升高，聚合反應(yīng)增加值比發(fā)泡反應(yīng)增加值要大的多。溫度變化催化劑要調(diào)整。

對同一配方而言，使用相同數(shù)量的發(fā)泡劑，泡沫密度與海拔高度也有關(guān)，在海拔高的地區(qū)時，泡沫密度明顯降低。

８、一些參考配方（來自相關(guān)資料，未經(jīng)實驗驗證，供參考了解）

１）密度為８Ｋｇ／立方米的軟泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　?。?/p>

硅油　　　　　　　　　　　　2.8

辛酸亞錫　　　　　　　　　　0.7

胺催化劑　　　　　　　　　　0.17

二氯甲烷　　　　　　　　　　30

TDI指數(shù)　　　　　　　　　   117（即78*9.7＋8.7＝76.6*1.17＝89.6）

２）密度為１２Ｋｇ／立方米的軟泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　?。?/p>

硅油　　　　　　　　　　　　1.5

辛酸亞錫　　　　　　　　　　0.3

胺催化劑　　　　　　　　　　0.14

二氯甲烷　　　　　　　　　　15

TDI指數(shù)　　　　　　　　    　120

３）密度為１６Ｋｇ／立方米的軟泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　4.9

硅油　（Ｌ－５８０）　　　　1.3

辛酸亞錫　　　　　　　　　　0.3

Ａ３３催化劑　　　　　　　　0.12

二氯甲烷　　　　　　　　　　9.3

填料　　　　　　　　　　　?。?/p>

TDI　　　　　　　　　　    　62

４）密度為１８Ｋｇ／立方米的軟泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　4.6

硅油?。ǎ蹋担福埃　　　?.2

辛酸亞錫　　　　　　　　　　0.26

Ａ３３催化劑　　　　　　　　0.12

二氯甲烷　　　　　　　　　　4.9

填料　　　　　　　　　　　?。?/p>

TDI　　　　　　　　　　　     58

５）密度為２０Ｋｇ／立方米的高承載軟泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

聚合物多元醇　　　　　　　　20

水　　　　　　　　　　　　　4.5

硅油?。ǎ蹋担福埃　　　?.3

辛酸亞錫　　　　　　　　　　0.26

Ａ３３催化劑　　　　　　　　0.1

二氯甲烷　　　　　　　　   　4.0

ＴＤＩ指數(shù)　　　　　　　　　55.4

６）密度為２３Ｋｇ／立方米的軟泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　3.6

硅油　　　　　　　　　　　　1.14

辛酸亞錫　　　　　　　　　　0.35

Ａ３３　　　　　　　　　　　0.06

Ａ－１　　　　　　　　　　　0.02

二氯甲烷　　　　　　　　　　3.5

ＴＤＩ指數(shù)　　　　　　　  106（即3.6*9.7＋8.7＝43.62*1.09＝47.55）

７）密度為２６Ｋｇ／立方米的軟泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　3.6

硅油　　　　　　　　　　　　1.0

辛酸亞錫　　　　　　　　   　0.15

Ａ３３　　　　　　　　　　　0.3

二氯甲烷　　　　　　　　　　0

ＴＤＩ指數(shù)　　　　　　　　107（即3.68*9.7＋8.7＝43.63*1.07＝46.67）

８）密度為３０Ｋｇ／立方米的軟泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　3.3

硅油　　　　　　　　　　　　1.1

辛酸亞錫　　　　　　　　　　0.23

Ａ３３　　　　　　　　　　　0.34

ＴＣＰＰ　　　　　　　　　　5.0

ＴＤＩ指數(shù)　　　　　　　　　107

９）密度為３５Ｋｇ／立方米的軟泡配方

重量份

聚醚　　　　　　　　　　　　100

水　　　　　　　　　　　　　2.5

硅油　　　　　　　　　　　　1.0

辛酸亞錫　　　　　　　　　　0.30

胺催化劑　　　　　　　　　　0.10

ＴＤＩ指數(shù)　　　　　　　　　105