軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)工藝

主要原料及添加劑

(1)多異氰酸酯(如TDI、MDI、PAPI等)一一主要原料;

(2)聚醚、聚酯或其它多元醇一一主要原料;

(3)胺類或有機(jī)錫類催化劑一一加快發(fā)氣和凝膠反應(yīng);

(4)泡沫穩(wěn)定劑一一穩(wěn)定泡沫并控制泡孔孔徑;

(5)擴(kuò)鏈劑一一提高制品的力學(xué)性能，如彈性等;

(6)物理發(fā)泡劑一一汽化后作為氣泡來源，同時(shí)吸收反應(yīng)熱量，防止泡沫 “焦燒”，

(7)水一一鏈增長劑，同時(shí)產(chǎn)生CO₂氣體;

(8)阻燃劑一一賦予材料阻燃性;

(9)顏料一一提供各種色澤;

(10)脫模劑。

制備過程

在制備聚氨酯泡沫塑料時(shí)有三個(gè)顯著特點(diǎn)：反應(yīng)速度快，2-4分鐘內(nèi)基本完成；放出大量的熱，體系的反應(yīng)溫度迅速上升到70-150℃不等；體積變化大，迅速膨脹20-50倍。雖然整個(gè)發(fā)泡過程只需短短幾分鐘，但是仍然可以分為四個(gè)基本過程：氣泡成核(bubble nucleation)、氣泡生長(bubble growth)、微相分離(microphase separation)和化學(xué)凝膠(polymerization)。其中前兩個(gè)階段決定了聚氨酯泡沫制品的泡孔數(shù)目和孔徑大?。晃⑾喾蛛x決定了聚氨酯泡沫制品的開孔率；而化學(xué)凝膠決定了高聚物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它和微相分離共同決定了制品的結(jié)構(gòu)，并最終制約了泡沫制品的各種力學(xué)性能。

聚氨酯軟泡多為開孔的，通常具有密度低、透氣、吸音、保溫、回彈性好等特點(diǎn)。高回彈聚氨酯泡沫主要用作交通工具座椅、家具墊材、各種襯墊層壓復(fù)合材料，也用作隔音材料、過濾材料、裝飾材料、防震材料、包裝材料和保溫隔熱材料等；軟質(zhì)聚氨酯自結(jié)皮泡沫塑料制品主要用于汽車方向盤、頭枕、扶手、摩托車車座、自行車車座、安樂椅扶手和頭靠、門把、阻流板以及保險(xiǎn)杠等。

按制品的軟硬程度，分為超柔軟泡沫、普通泡沫、高回彈泡沫、聚氨酯軟泡高承載型軟泡等。按軟硬程度即耐負(fù)荷性能的不同，聚氨酯軟泡可分為普通軟泡、超柔軟泡沫、高承載型軟泡、高回彈泡沫等。高回彈泡沫、高承載軟泡一般用于制造座墊、床墊。

聚氨酯軟泡按生產(chǎn)工藝可分為塊狀泡沫及模塑軟泡，前者是通過連續(xù)法工藝生產(chǎn)的大體積泡沫再切割成所需形狀的泡沫制品，而模塑軟泡一般為間隙法生產(chǎn)，原料直接在模具中發(fā)泡成型，即制成所需形狀的泡沫制品。模塑泡沫按熟化方式分，可分為熱熟化軟泡和冷熟化軟泡。

以采用的多元醇原料分類，可分為聚酯型軟泡和聚醚型軟泡。最早的軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是用聚酯多元醇和TDI-65/35通過箱式發(fā)泡工藝生產(chǎn)的?，F(xiàn)在，聚酯型軟泡產(chǎn)量已很小，它已被彈性更好的聚醚型軟泡所代替。單應(yīng)用于某些特殊場合的聚酯型聚氨酯軟泡仍有生產(chǎn)。例如，用低支化度聚酯多元醇和TDI-65或TDI-80制造的高伸長率軟泡主要用于防止拼的夾層中。聚酯型軟泡拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較好，也比較堅(jiān)挺。單回彈性較差，這種泡沫有良好的耐候性和耐溶劑性能，用于紡織和服裝復(fù)合襯里等領(lǐng)域。但因聚酯本身的耐水解性能不好，泡沫在濕熱條件下使用壽命不長。

具有較高硬度的彈性聚氨酯泡沫，可稱之為聚氨酯半硬泡，有人把它歸于軟泡，但其配方與功能一般與一般軟泡有一定區(qū)別。

聚氨酯軟泡的生產(chǎn)最早采用預(yù)聚體法，即先由聚醚多元醇和過量的TDI反應(yīng)，制成含有游離NCO基的預(yù)聚體，然后再與水、催化劑、穩(wěn)定劑等混合制成泡沫塑料。預(yù)聚法生產(chǎn)流程長，成本高，僅在一些特殊產(chǎn)品的生產(chǎn)中采用。

1958年底，美國莫貝公司和聯(lián)碳公司采用了催化活性高的三亞乙基二胺作為發(fā)泡催化劑，并結(jié)合采用有機(jī)硅表面活性劑配方，開發(fā)了“一步法”工藝技術(shù)。這是泡沫生產(chǎn)技術(shù)的重大突破，至今還在廣為采用。目前的普通聚氨酯軟泡幾乎都是用一步法生產(chǎn)，即各種物料通過計(jì)量直接進(jìn)入混合頭混合，一步制造泡沫塑料。依其生產(chǎn)方式之不同，可分為連續(xù)式和間歇式。

進(jìn)入21世紀(jì)，聚氨酯軟泡中有90%是用聚醚多元醇生產(chǎn)的，大部分為通用軟泡（塊狀泡沫為主）和高回彈軟泡，還有一少部分特種軟泡，如超柔軟泡沫塑料、高承載泡沫塑料、親水性軟泡、吸音泡沫塑料和過濾用軟泡等。

《再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料》（GB/T 35452-2017）規(guī)定了再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的要求、試驗(yàn)方法，檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志，包裝、運(yùn)輸和貯存?！对偕澈宪涃|(zhì)聚氨酯泡沫塑料》（GB/T 35452-2017）適用于軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的邊腳料經(jīng)粉碎、粘合，壓制成型的軟質(zhì)泡沫塑料。

再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料制定背景

中國再生粘合海綿生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模實(shí)力及綜合素質(zhì)參差不齊，產(chǎn)品質(zhì)量也良莠不齊。由于一直沒有對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，缺少評判依據(jù)，導(dǎo)致下游企業(yè)對再生粘合海綿產(chǎn)品產(chǎn)生誤解，質(zhì)量好的粘合泡沫產(chǎn)品也不敢使用。這樣將會(huì)導(dǎo)致大量的邊角廢料得不到有效利用，不能產(chǎn)生積極的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，制定再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料》（GB/T 35452-2017）國家標(biāo)準(zhǔn)。

再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料編制進(jìn)程

2013年2月18日，國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料》（20121878-T-607）下達(dá)，項(xiàng)目周期12個(gè)月，由TC48（全國塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）歸口上報(bào)，TC48SC2（全國塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)泡沫塑料分會(huì)）執(zhí)行，主管部門為中國輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)。全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺顯示，該計(jì)劃已完成網(wǎng)上公示、起草、征求意見、審查、批準(zhǔn)、發(fā)布工作。

2017年12月29日，國家標(biāo)準(zhǔn)《再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料》（GB/T 35452-2017）由中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布。

2018年7月1日，國家標(biāo)準(zhǔn)《再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料》（GB/T 35452-2017）實(shí)施。

再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料制定依據(jù)

國家標(biāo)準(zhǔn)《再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料》（GB/T 35452-2017）依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則—第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。該標(biāo)準(zhǔn)使用重新起草法參考《軟質(zhì)泡沫聚合材料除地毯襯墊外承載用聚氨酯泡沫規(guī)范》（ISO 5999：2013）中再生粘合軟質(zhì)聚氨酚泡沫塑料的相關(guān)部分編制。

再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料起草工作

主要起草單位：浙江圣諾盟顧家海綿有限公司、江蘇省化工研究所有限公司、北京工商大學(xué)、夢百合家居科技股份有限公司、江蘇省聚氨酯產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測站。

主要起草人：錢洪祥、吳昊、陳倩、倪張根、倪新星。

《再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料》（GB/T 35452-2017）能夠?yàn)橄嚓P(guān)企業(yè)組織生產(chǎn)、銷售和產(chǎn)品檢驗(yàn)提供了依據(jù)，促進(jìn)了市場有序競爭和行業(yè)進(jìn)步，推動(dòng)了再生粘合海綿生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和質(zhì)量提高，也進(jìn)一步促進(jìn)了資源回收利用。

《再生粘合軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料》（GB/T 35452-2017）的制定，統(tǒng)一了產(chǎn)品名稱，規(guī)范了技術(shù)指標(biāo)，確定了統(tǒng)一的試驗(yàn)方法，使生產(chǎn)、用戶、科研、質(zhì)檢各方都有章可循。生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量有了可比性，規(guī)范再生粘合海綿市場有了依據(jù)，從而保證了再生粘合海綿的產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)再生粘合海綿在更大范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用。該標(biāo)準(zhǔn)的最大特點(diǎn)是與產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密，必將推動(dòng)中國軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的進(jìn)一步快速發(fā)展。