聚氨酯发泡工艺技术解析

一、核心原料体系

聚氨酯发泡反应的核心原料由双组分构成：

- A组分（俗称黑料）：以多异氰酸酯（MDI或TDI）为主体的反应基团

- B组分（俗称白料）：包含聚醚/聚酯多元醇、发泡剂、催化剂、表面活性剂及功能助剂的复合体系

二、工业化生产工艺流程

1. 原料预处理阶段

- 多元醇预混：将发泡剂（HCFC-141b、环戊烷或水等）、催化剂（胺类/金属类）、泡沫稳定剂（硅油类）按配方比例与多元醇预混合

- 温控系统：原料温度维持在20-25℃以保证最佳反应活性

2. 高压撞击混合

采用高压发泡机（工作压力120-200bar）使A、B料流经精密计量系统：

- 流量精度控制在±1.5%以内

- 混合头转速达6000-12000rpm实现微观均质混合

3. 发泡成型工艺

- 浇注成型：适用于复杂模塑件，固化时间3-8分钟

- 连续板材生产：双钢带线速度4-12m/min，板厚20-200mm可调

- 喷涂施工：出料温度50-65℃，雾化压力8-12MPa，瞬间成型

三、工艺控制关键参数

1. 指数控制：NCO指数严格控制在1.05-1.15范围

2. 乳白时间：通过催化剂配比调节在8-25秒区间

3. 凝胶时间：根据产品需求控制在45-120秒

4. 脱模时间：模温40-60℃时约5-10分钟

四、特种发泡技术发展

1. 全水发泡技术：ODP为零的环保工艺，密度范围28-45kg/m³

2. 物理发泡剂体系：采用液态CO₂或LBA等低GWP发泡剂

3. 反应注射成型（RIM）：闭模成型周期<3分钟

4. 真空辅助发泡：制品密度降低15%同时提升尺寸稳定性

聚氨酯发泡成为塑料中应用范围最广的品种之一。聚氨酯软泡主要应用于家具、床具及其他家用品，如沙发和座椅、靠背垫，床垫和枕头；聚氨酯硬泡主要用于绝热保温，冷藏冷冻设备及冷库，绝热板材，墙体保温，管道保温，储罐的绝热，单组分泡沫填缝材料等。