发布[转载]聚氨酯发泡的生产配方与发泡工艺如何实现不变黄[荐]
发布：尹盛良 (营长) 2024/12/7 9:35:41
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| 第九届中国（广州）软泡实战技术交流年会 |
目前大众的聚氨酯软质泡沫（海绵）都是易黄变的，那么现在大家所说的耐黄变泡沫通常是指在发泡生产时添加了抗氧剂、热稳剂和光稳剂，这样能暂时缓解一下泡沫变黄的速度，但是这里有真正有效的解决方式，还请接着往下看。
01变黄的原因
容易黄变主要是因为其中的异氰酸酯上的苯环可以被逐步氧化成醌型结构而呈黄色，另外泡沫大分子链中含有羰基、氨基、偶氮基、烯基等发色基团，当光线射入后会进行选择性吸收，并发射一定波长的光，导致一定程度的软质泡沫黄变。
02黄变的有效解决方案
其中最有效的办法就是要采用不变黄的脂肪族的异氰酸酯进行发泡，脂肪族异氰酸酯，如IPDI，HDI和HMDI等，这些异氰酸酯所形成的氨酯键比较稳定，退一步说即使被分解成脂肪胺也没有苯环共轭结构，不会形成助色基团，并且脂肪胺本身也不易被氧化，不易导致泛黄；因此选用脂肪族异氰酸酯可显著降低泡沫的泛黄性。
03脂肪族异氰酸酯发泡的技术难点
其实多年来很多人进行过这方面的发泡生产尝试，但是大多数人都或多或少的遇到一些技术难题，那就是脂肪族的异氰酸酯普遍活性偏低，发泡过程比较难控制，操作范围或者叫做宽容度很窄，难以做出符合要求的软质泡沫，在发泡过程中常常出现的难题是：塌泡或者局部塌泡、粗泡、表面粉化或者会闭孔，更严重块泡收缩。
这里需要说明的是采用脂肪族异氰酸酯发泡而成的泡沫海绵实际并不是永远一点都不会变黄，而是在长期的光、水、热条件下也会非常缓慢地发生氧化变黄，只是这类的泡沫的黄变速度很低，好像给人们的感觉似乎不变黄。
04主要原料与助剂
（1）多元醇，聚醚多元醇 聚醚210， 220， 560s 等；高活性聚醚多元醇，分子量4500-6000， 如330N， 4701等；小分子多元醇 乙二醇，丙二醇，丁二醇，DEG，DPG
（2）异氰酸酯常用的有HDI、IPDI、HMDI
（3）催化剂，主要是两类催化剂， 其一就是有机胺类，有发泡型和凝胶型，可以使用的主要有：三乙烯二胺，五甲基二乙烯三胺，五甲基二丙烯三胺，三乙胺，二氮杂二环（2,2,2）辛烷，二甲基环己胺，2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚等；金属类催化剂主要有：辛酸亚锡，有机铋，有机锆，有机钛，有机钴。
（4）表活剂，主要包括高活性和中活性两种，如L-580，B-8123，B-8002，L-6900，DC-4900，DC-5169，B-8681，Y-10366。
（5）发泡剂，水及其物理发泡剂
05基本配方
高活性聚醚多元醇 90-100
聚醚560s 0-10
小分子多元醇 0-10
IPDI 25-45
水 1.5-2.5
硅油B 8123 1.0-2.0
上述胺催化剂 0.2-1.5
金属盐催化剂 0.5-1.75
开孔助剂 0.5-3.0 （高回弹用开孔剂如KF-28）
06发泡工艺
不同的人或地区，可能发泡的工艺方法各有不同，主要是配方、催化剂选择与用量不尽相同，方案或方法不是唯一的，我这里方法仅可供参考。
高活性聚醚和其它助剂预先常温混合均匀，然后倒入IPDI搅拌6-15秒均匀后倒入预先预热的发泡箱内，最好是采用不低于30℃烘箱保温并发泡，20-30分钟后将块泡推出并经室温熟化24小时即可切割。泡孔均匀细腻，强度高，弹性好，不会粉化，一般不会收缩，微量收缩时需要轻度按压一下即可。需要特别提醒不要使用接枝聚醚多元醇。
07不同脂肪族异氰酸酯与羟基的反应活性区别
这是脂肪族异氰酸酯泡沫发泡生产的的技术难点，技术的关键是在配方与催化剂的选择与调整上，这里面还是有些技术诀窍的
08泡沫的抗黄变性能
根据ASTM-D-1148耐黄变测试方法，测试条件是：50℃，300瓦疝灯光照结果：从上表的测试结果就能看出脂肪族异氰酸酯泡沫的耐黄变性能是比较优秀的。
纸上并经连续刮成均匀厚度一致再经烘道恒温凝胶固化成型，产品成卷再经过后熟化而成；独特的发泡工艺决定了材料的突出性能。
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