全水发泡体系的聚氨脂泡沫塑料

全水发泡聚氨酯泡沫塑料综述朱吕民（南京四寰合成材料研究所江苏南京210013）摘要：首先对CFC替代技术的现状进行了简要的介绍，从全水发泡软质聚氨酯泡沫塑料(包括负压发泡技术、强制冷却技术和液态CO2发泡技术)、全水发泡聚氨酯自结皮泡沫、高水量低密度高回弹聚氨酯泡沫塑料和全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料这几个方面详细论述了全水发泡的工艺特点，并列举了几个实例。关键词：全水发泡；聚氨酯；泡沫塑料；CFC替代1前言聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯合成材料中占主要地位的大品种。2002年全球聚氨酯产量为860万吨；国内聚氨酯合成材料总计100多万吨，其中泡沫塑料占50%左右，以2000年统计，软质泡沫塑料约26万吨占泡沫塑料的60%，硬质泡沫塑料约18万吨占泡沫总量的40%。所以说，聚氨酯泡沫塑料是消耗CFC和HCFC系列发泡剂的大户。众所周知，CFC系列产品对大气臭氧层具破坏作用，形成温室效应，使全球气温回暖、皮肤癌患者增多，所以保护人类赖以生存的臭氧层已刻不容缓。1991年我国参与了国际蒙特利尔公约，限制及禁止使用CFC-11成为我国一项政策性措施。计划到2005年，CFC-11消费减少50%，2023年削减85%，2023年实现CFC-11零消费。2001年12月我国又获蒙特利尔多边基金赠款，作为泡沫行业ODS整体淘汰计划的费用，确保2023年以前全面淘汰CFC。这是一个利好消息，将促进我国PU工业的发展，并能达到与国外先进水平接轨。PUF用CFC-11的替代品或发泡体系新技术的开发，已成为当今世界聚氨酯工业界进行技术创新的主潮流。归纳起来有如下几个开发研究领域：1）HFC系列化学品的开发研究可用于PU泡沫塑料发泡剂的HFC产品物性见表1。其中被人们看好的是HFC-245fa（1,1,1,3,5-五氟丙烷），HFC-365mfc（1,1,1,3,3-五氟丁烷）及HFC-356（1,1,1,4,4,4-六氟丁烷）三个品种。表1可用于PU泡沫塑料发泡剂的HFC产品物性升HF凤C-愤15私2a谣HF诸C-锋13痕4a茎HF承C-孩36器5m糖fc趟HF具C-冰24谨5f驼a伸HF昏C-刑35愈6舞分子闭式键CH圣3皱CH较F圈3厌CH评2李FC爽F绿3属CH则3住CF暂2李CH灰2涨CF姜3汇CF卧3世CH革2串CH昌F流CF嚼3档(C工H秀2诱)偏2重CF冲3轨相对招分子耳质量稿66退.0多5拣10系2.赤0妈14过8男13缠4吉16片6毅沸点爹/伟℃遮－滩24语.7钉－部26畏.5滴40炸.2仇15肥.2篮24刚.6久20士℃首蒸汽垦压/穷Pa涝5.障15哭5.生72划0.矮47西1.融24划84演.1瓶λ愁(2掀5递℃假)令/气mW冈·胸(忽m晃·荣K貌)尽-1捉14特.3扫13名.7愤10刺.6舍12消.2恼9.律5(扯20巨℃呀)茅爆炸发极限晨(奔V稻/V绸)宴/凯%颈3.政8~竭21久.8轰无驻3.狭5~兵9应无呼无艘GW纵P(镰CO赵2越＝壳1)裂14嫂0骨13立00掉84筒0肿82居0仙53舅0茂大气迫层中剥寿命辨1.妖5续年纸14揭天麻10病.8晓年莲7.攀4败年熟15播4尘天HFC化合物的ODP值为零，GWP值比CFC-11的小得多，且不燃、低毒，在PUF中有较低的气体扩散速度，确保了聚氨酯泡沫塑料的导热系数λ值耐老化性好。但是其成本高，目前靠进口，业界人士难以接受。粱2）秀聚醚萌、聚惹酯多时元醇腿新品脸的开柳发研峡究酒聚氨众酯泡丹沫塑孤料的折性能碧，很签大程禁度上味取决云于聚栗醚或冠聚酯口多元有醇的长结构杆，它碑是确姿保废光除C央FC圣-1乔1之已关键洪。发凭泡体勉系中摸合适蛮的多寻元醇尘可使元混合摘体系破具有敲良好经流动啦性以虫及与悟其它蛋助剂末的互劝溶性颠，泡轿孔微士细结匹构，尺泡沫社尺寸绵稳定残性优嗽良。铁CF斧C替奴代体贿系聚宴醚多叨元醇跳的开异发趋史势是器合成餐具芳撑烃结滑构、蕉粘度五小、倒与水蚊和H际FC粮互溶剑性好年的品冒种。霜3）促新型掉有机惑硅表璃面活疼性剂脱及特牵殊催固化剂如的开尸发研猪究副有机夜硅表继面活咐性剂照(泡毅沫稳黑定剂非，俗俊称夺“恋硅油辨”辫)及叠催化与剂等榴助剂手，用代量虽蒸少，坟只有壳聚醚闸多元俊醇用闹量的份1%骡左右世，但肢其起待到非粥常大品的作聪用，究可改熊善发察泡料英的流逼动性蠢，增势加软乏泡开锻孔度改、降袍低硬慕泡的辈导热辰系数需，应邀引起摊重视封。陶目前话国内充家电丸行业诸，由去于实锐力雄盲厚，凉采取葵一步鸟到位龟，实医施设盒备改县造，塞加强么防爆三、防活火措澡施，满直接左采用亚戊烷领系列秃的发堂泡剂礼，但假是戊喘烷类甘发泡闪剂的真特殊先性，矿对于奇中小武企业驴难以题实施瓦，戊坡烷类输发泡稿剂也李不能污应用眯现场归施工役，如波冷库兔、管东道、镜车辆叠等喷省涂保竭温，划工艺飞有一痒定的秋局限摩性。柜HC蚂FC衔-寺14某1陪b该是一逝种过脏渡性宁替代那品，羞寿命好不长立；H盲FC略系列语品种里国内毛没有升，且摔价格炊太贵妹。为拍此，哈作者锦主张它大力候开发可研究沿全水谱发泡瓦体系赏聚氨像酯泡幻沫塑份料，巴以适雕应满释足我绞国中陈小企调业及条各种嫁发泡链现场躲施工葵的需喇要。萝2六全顷水发搁泡软节质聚脑氨酯饭泡沫磁塑料涉软质句聚氨听酯块鱼状泡值沫塑办料有吉二类阻产品银：一既种是盲小企赚业生蚂产的简所谓厘“追箱式榆”霸发泡尼的块改状P宽U软牧泡，粱简称邀“锋箱泡争”衡，以丰间歇朗法方抢式生强产；猾另一即种是乳连续专机械残发泡互生产浮的块巴状泡踪沫。白对于脾中、尽高密滋度P刚U软香泡，脉因用联水量察少，秘泡沫座中心骑温度萄不会杆超过却17能0绝℃弃，不介会造能成泡女沫燃拒烧及朴火灾缠问题肢。对昼于低房密度赢块状容PU炎海绵纠即泡信沫密续度低幅于1洞8简kg斤/m耍3但以下摸的泡魂沫，瓣通常杏水用敞量超芒过杜4.侨5符份（例每1接00督份多帆元醇迁），惩TD绩I用徐量超患过5歼5份改，在泥此情欧况下咏，泡搜沫的各散热泪问题琴就非警常突扒出，撞由于紧泡沫岩内部驻的热细量不妇易散段发，葛在发愤泡过愧程中因温度掘自动黎升温绸超过非18绍0耻℃养，会佛引起祸泡沫输自燃品，导炭致火泄灾危满险。炸国内雅外解孔决办隔法有雄三个伪，即就负压腐发泡负技术掏、强茎制冷跌却技弊术和蔬液态视CO模2碰发泡敲技术遍。社2.陕1侨负誉压发死泡技寸术笋通常报，泡还沫发曲泡过生程中宪，泡险孔要指承受史大气助压、秆泡沫集自身笨重量锁和发脱泡时衬的气柔体膨歌胀力源这三咐种压很力。漫泡沫饺中的瓜泡孔您受到晒的压垒力分找布示茂意图至见图签1。井图1辱聚泡孔倡B受政压力盈分布等图1置中，她P银1千为大傍气压露力，眯P捞2均为泡倘孔内捧部气好体膨灰胀而随使泡风孔受咸到的赞向外态膨胀赠压力唤，该G欧为此辽泡孔芒上方垫的泡坐沫体欺重量错。桂在缺P撇≥暑P搅1卸＋葱G薯＋季P寿2姿下，篇泡沫洁才能厚上升喘。怕在负毒压下甚，联P壮1荡是一委个变补量，慢P坚2该是受决P面1狼影响淋的变针量。振根据花我们役实验身：一售旦在彻发泡济时泡补沫料版所受静的外与部压柔力减槐少3晓0%散（即辉低于扯大气促压力占30槐%）孔，泡熊沫塑病料的蛋密度亡可以敞降低政15骗％～轻20皱％；粒当泡秤沫外于界压锋力减街少5鸡0%蓬时，号泡沫盏密度丘能降绕低2据5％清～3企0％病。一更般，蕉在0狂.1瓶M惠Pa握（1剪a死tm谨）下圣，用胁水量洽在耳4.欧3沟份(旺每1乐00懒份聚圣醚多归元醇部)情敞况下等，可睡制得录密度耽为2繁4步kg走/m趋3多左右范的块旬泡；辞当外忠界压甲力降量为趟0.荐0惜5街M我Pa掌时，倍同样萄4.猪3持份水术可制锈得密陆度为拨16楚轧kg雨/m施3顾的块巨泡。功值得破注意豆的是阁，必给须适饰当调戚整泡章沫的申上升佛及凝泰固时宜间，甩即延涌长上弦升时屡间、讲缓迟详凝固向时间朋，以裙保证慢泡沫门在负答压下狠有充喂分的钳发泡殃机会嘉。左对于色连续武平顶杂块状作海绵曾，钳“赵负压慧发泡抛”洁的设扒备投碌资大甘，中夕小企桶业难翁以承遗受，洪但对罪于坊“乒箱式尊发泡最”担，其此投资于成本叛不会塞太大劲。兆建议遭：建歪一个帖圆筒非型真梳空房阴，形夜似酒“针真空愧干燥袍箱损”欣，再地添一析台抽野气量博大的澡真空显泵，右以保修证在眉30嘱s惯内达侦到所沸需的适真空惭度。盼2.兄2浮强品制冷同却技错术尚本技该术的嗽特点畏是保叙证软接质泡荣沫塑咱料体它的中还心温巷度不退超过烈17最0起℃栏，避望免自跪燃及孤火灾扛的发股生。馋强制盯冷却钟的目券的是浅在采令用高丝含水诸量条毫件下大生产凉出低那密度笨海绵春时，昆保证圾泡沫源体内吊部温罢度不鸭超过申临界晴温度包17裂0吸℃兵。图竟2为楼不同倍水量边的P泉U软招泡发农泡过抬程中饿泡沫俩中心胁温度云的变移化情良况。恒图2导渔强制盯冷却值系统柜对海公绵中余心温哭度之呈作用冻从图慌2看法出，贩强制拉冷却罢可明翁显降舞低泡浸沫内疫部温萌度。皮在操剑作上统，这务种方杰法是嚷可行慨的。糊只要鹊控制忌好发深泡时摄间不竞超过淘30踏m金in贷，将掠大块籍泡沫秧移入收强制此冷却彻室，扫使泡盏沫继职续熟宿化，枕即可朽达到货目的笼。舍该技狸术很散适合雷国内颈大中刺小企乎业，食投资不改造婚费用绘少，皆上马非快，谜但聚俗醚生件产厂亮家一性定要辈配合矿工作兰，研段制出宵符合题高水昼量低获密度罢PU翁软泡脆专用饥品种抖。困意大趴利的榜En酿ic沿he摔m橡研究酿中心套开发岩出系怀列聚艇醚多婶元醇直适用拍于高择水量感低密发度P尤U柔亦软级掩、超循软级位、软洽级泡考沫品布牌，厘其商笛品名秆为T订er缺ca猾fl挑ex尼狠9酬91冲2速及P倾U屡PO铅L退99弹17饱。其抚柔软枕级P随U软叶泡物览性见之表2医。掀表2值窑柔软羞级聚充醚型搜聚氨锁酯软苗泡物随性臂泡沫剥编号册16族S叔18侍S奶21践S哨25姨S疫30颂S狱40坡S索配方私(质愚量份忆)协嚼PU助P为OL迹9兰91在7饱13弱13杜13咳13量13施13即Gl镰ed屿io夜n寇FG符3碎50奔5不—浊—烧87惊87质87贞87勺蹦Te商rc牲af验le共x犹99辈12属87按87笋—梁—粗—摩—绣膨水翁5.素3叶5.隐0消4.闷6婚3.造9斜3.悦2沟3.身2酬陆TD雾I-载80穴指数搬98丧98神10吉0蹦10娃0炮10丑3夫10茅3衔续表俊2傲柔练软级碰聚醚歉型聚过氨酯通软泡抓物性夺泡沫含编号泡16兼S拖18厅S熟21软S覆25王S蒜30词S宴40轨S迎泡沫塞密度睁/k显g趁·习m知－3纽16耻.5愁17键.3蒜20拿.3广24压.8雪30席.3鞋40昼.1夕拉伸息强度枣/k胶Pa青88医94敢10毅3登12唤3匪10纸8嚷98派断裂齐伸长柿率/她%桃27报1艰28猴8萌31深6替32禽0育30差3抓28厚0胆75叠%压婆缩永宋久变念形/震%淋6.坦1茶5.山5商4.两6展3.吃1亏2.猎0鼠1.青9沸40虾%压醋痕硬废度/陕N对65悉81疯82辞85涝95蛛99递40恰%压盾缩应愤力/辈kP足a惩1乡.5砌5萍1.仗75奏1.迈83搁1.前95失2.斩05轧2.忘25准落球革回弹艇率/稻%餐36击39佛40映41餐45争50极空气放渗透宵率/绪n熊L课·息mi服n夫－1王20铃0燃14役5景13重8兵12毫5樱11亭5症99锄作者尸认为嗽：为马了适饭用于厚强制镜冷却自技术毛的高延水量烈PU桥软泡熊体系岭，聚码醚多尺元醇尸的相习对分去子质糟量必寻须超袋过3养00肚0，蛇以消河除因世高水膏量所甘引起孙脲键福增加册而导亲致的凤泡沫浪回弹材变差秩、伸唤长率东降低笼、手盏感恶推化的掀缺陷码。同壳时在粥聚醚赚结构捉中引惑入氧倾化乙观烯链读节(退EO琴)的带含量厘要高邮，以济保证躬聚醚齿与大齐量水客的互嫂溶。盾2.搏3退液小态C颈O茧2助发泡放技术向液态梦二氧否化碳伸(L坡CD膛)发租泡技愿术，页早期组由意碑大利届康隆名集团裂公司呢开发讨，称宝之为短“蚕Ca携rD钉io甚”净技术皱，一桐年之臭后，粮德国青拜耳烫集团请公司油的亨适内基丈机械覆公司听也相功继开使发成猾功，看称之竞为临“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