浅析生成硬质聚氨酯泡沫塑料三种基本方法

       硬质聚氨酯泡沫塑料以其轻质、良好的隔热保温性能、优良的吸音及缓冲抗震性,较高的压缩强度和较好的尺寸稳定性,加工方式灵活,成型施工方便,固化速度快,而广泛应用于国防及建筑、交通等国民经济各部门。生成硬质聚氨酯泡沫塑料有三种基本方法：预聚法、半预聚法和一步法。

       1、预聚法

       预聚法是把全部的聚醚多元醇（和聚酯多元醇）和异氰酸酯应应生成预聚体；在催化剂的作用下，预聚体与水反应生成泡沫塑料。泡沫塑料的密度取决于游离异氰酸酯基（NCO）的含量和水的用量。预聚体黏度很高，室温下黏度可达100Pa·s。由于预聚体黏度过高，预聚法在聚氨酯硬泡生产中实用性很小，即使采用，也是采用半预聚法。

       2、半预聚法制备预聚体

       半预聚法制备预聚体，首先把过量的多异氰酸酯和配方中的部分多元醇反应，所得预聚体的游离NCO含量范围20%～35%间。发泡时，把预聚体和剩余的聚醚多元醇（或聚酯多元醇）、发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂等混合，反应而得到泡沫塑料。半预聚法所用的多异氰酸酯，一般是甲苯二异氰酸酯，如2,4—TDI与2,6—TDI质量之比为80︰20的产品。

       异氰酸酯基和羟基的摩尔比通常是4︰1。制备预聚体的条件一般是：温度为40～100℃，反应时间为1～2小时。预聚体的制备与保存过程中，要注意干燥，否则，预聚体中的异氰酸酯基很容易和空气中的水分起反应，使预聚体失效。半预聚法制得的预聚体的黏度，一般在10Pa·s以下。该法在20世纪50年代聚氨酯硬泡开发初期曾广泛使用。

       3、一步法

       所谓“一步法”是在聚氨酯生产技术不断深入研究的基础上,在各种新型的催化剂、泡沫稳定剂等助剂不断开发的基础上发展起来的，一步法发泡就是将聚醚多元醇、多异氰酸酯、水、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂等一次加入,使链增长，气体发生及交联反应等在短时间内几乎同时进行,几分钟内便发泡完毕。该方法最主要的优点是工艺简单、缩短流程、节省时间。目前,许多厂家将聚醚多元醇、水、发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂、 扩链剂等混合起来作为一组份,异氰酸酯作为另一组分,直接以二组分原料方式提供给泡沫生产厂家,使得泡沫的生产成本大幅度下降,从而使一步法发泡工艺得到了更广泛的应用,有力地推动了聚氨酯泡沫塑料产品的高速发展。