_聚氨酯软泡有机硅匀泡剂的研制
聚氨酯有机硅匀泡剂的研究及应用
（ 渭南师范学院 化学化工系 ， 陕西 渭南
、
７４０ ） １０ ０
摘
要 ： 了近年来 有机硅表面活性剂聚二 甲基硅氧烷 、 综述 聚醚改性 聚硅氧 烷作 为聚氨酯 泡沫 塑料匀泡 剂的研究
进展 ， 重点介绍 了其 主要 品种 ｓ—ｃ型聚醚改性聚硅 氧烷在无 溶剂工 艺、 化剂 的制备及 聚醚 配方优化 等方面 的 ｉ 催 进展 ， 指出 目前 提高国产 软泡匀泡剂的产品质量是聚氨酯有机硅匀泡剂研究 的发展 方向。
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第３ 第２ ５卷 期
２０ ０６年 ２月
应
用
化
工
Ｖ０ ． ５ ＮＯ ２ １３ ． Ｆｅ ． ０ｏ ｂ２ ６
Ａｐ ￣ ｄ Ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ ｐ ｅ ｈ ｍｉ ａ ｎ ｕ ｔ ｙ
聚 氨 酯 有 机 硅 匀 泡 剂 的 研 究 及 应 用
Ａｂ ｔ ａ ｔ： ｅ ｒ ｃ ｎ ｍｇ ｅ ｓｏ ｉｉｏ ｅ ａ ｔｖ ｇ ｎ ｓ ｂ ｔ ｏ ｙ ｉ ｔｙ ｉ ｘ ｎｅ ａ ｘ ａｋ ｌ ｎ ｉｏ — ｓｒ ｃ Ｔｈ ｅ ｅ ｔｐ ｒ ｓ ｆｓｌｃ ｎ ｃｉ ｅ ａ ｅ ｔ ｏｈ ｐ ｌ ｄｍｅｈ ｌｓｌ ａ ｎｄ ｏ ｙ ｙ ｅ ｅ ｓｌｘ ｏ ｌ
在 一 步法 生 产 工 艺 中 ， 醚改 性 聚硅 氧 烷具 有 聚 优 异 的稳泡性 能 ， 其结 构 是 聚氧 化烯 烃一 聚硅 氧烷 相
塑料 中最 重要 的稳 定剂 ， 硬 质 和软 质 泡 沫 塑料 制 在
造 中具有广 泛 的应 用 。
嵌共聚物， 属于非离子 型表 面活性剂。在相嵌共聚 物中， 聚氧化烯 烃 醚是 亲水 基 团 ， 硅氧烷 是疏水基 聚 团， 它兼具水溶、 油溶性 ， 且易于调节， 既具有传统硅 氧烷 类 产品优 异性 能 ， 耐高温 、 低温 、 老化 、 如 耐 抗 疏 水、 电绝 缘 、 表 面 张力 等 ， 时 又具 有 聚 醚链 段 提 低 同 供润滑作用、 柔软效果 、 良好铺展性和乳化稳定性等 特殊 性质 ， 因而得 到 广 泛 研 究 与 应用 。在 实 际使用 时， 为获得 最好 效果 ， 以调节 聚硅 氧烷长 度和聚 醚 可
有机硅匀泡剂在聚氨酯硬泡中的应用评价
２ ９ ９ ，活性 物质 量分 数 １ ０ ０ ％ ， 自制 Ｊ 。
１ ． ２ 聚氨 酯硬 泡 的制 备
司具有 规模 化生 产有 机硅 原料 的Байду номын сангаас力 ，因此 ，研 制 硬泡 用有 机硅 匀泡 剂更 具优 势 。 目前 ，国 内家 电行 业 已普 遍采 用环 境友 好 的
剂 ：自 配 ；匀 泡 剂 ： Ｘ ＨＧ 一２ ９ ５和 Ｘ ＨＧ 一
据 《 聚氨酯 工业 “ 十二 五”规 划建 议 》 预测 ，
２ ０ １ ５年我 国硬 泡需 求量 将 达 到 ２ ０ ０ ０ ｋ ｔ ／ ａ ，市 场 规 模 巨大 。 目前 ，国 内有 机 硅匀 泡剂 生产 厂家 使
料 ，广泛应 用于冰箱冷柜 、建筑 节能 、工业设 备等
２ ０ ０ ，烟 台万 华 聚氨 酯股份 有 限公 司 ；异氰 酸 酯 ：
Ｓ Ｕ Ｐ ５ ０ ０ ５ Ｊ ，亨 斯 迈 聚 氨 酯 （ 中国）有 限公 司 ； 环戊 烷 ； 国药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司 ；二 氯 甲
匀泡剂 Ｘ ＨＧ一２ ９ ５和 Ｘ Ｈ Ｇ一２ ９ ９ 。本 实 验 对 比了 添加 这两种 有 机硅 匀泡 剂与 国内外 主流匀 泡剂 的
聚醚组 合料 的乳 化性 能 和流 动性 能 ，及其 聚 氨酯 硬 泡 的吸水 率 和尺寸 稳定 性 。
注 ：１ ）家 电用聚醚组合料所用匀 泡剂为 Ｘ Ｈ Ｇ一 ２ ９ ５、
．
３ ８ ・
喷 机 ． １ 材 料
第２ ７ 卷
按表 １ 配 制 聚醚组 合料 ，然 后 与异氰 酸酯 混 合 ，快 速搅 拌 数秒 ，待泡 体完 全熟 化后 测定 物理
27502277
对 于 聚 氨 酯 软 泡 材 料 应 用 的 匀 泡 剂 ，在 泡 沫 材 料 成 型 的
度 ，以获得稳定 的发泡体 系。２ 纪 ６ Ｏ世 ０年代 以后 ，由于新 型
按使用 目的 和要求 ，可以将 聚氨 酯匀 泡剂 分为 硬泡 型匀
泡剂 和 软 泡 型 匀 泡 剂 。这 二 者 的 主 要 差 异 之 一 在 于 匀 泡 剂 是 否具有气泡 连通作用。
３ 聚氨 酯 匀泡剂 的应 用
早期 聚氨 酯 泡沫 的生 产 工 艺采 用 两 步法 ，即预 聚 体法 ， 这是为 了使泡 沫发 泡过程 稳定 ，需要预 先将 聚醚 或 聚酯 多元 醇与二异氰酸 酯反应 ，制成 预 聚体 ，通 过预 先提 高组 分 的粘
（）气 泡稳 定作 用 ３
在聚氨酯 反应 体系 物料粘 度增 长 的进程 中，形 成 的气泡
的泡壁非 常薄 ，由于排液 、并合 、碰撞等 可能导致 泡壁破 裂 ，
匀泡剂对泡壁厚 度差 异起 到匀 化修 复作 用 ，有 助于泡 壁 张力 趋于均匀 ；聚氨酯 反应 体系 发泡过 程 中生成 的 聚脲 不利 于气 泡稳定 ，匀泡剂会 溶解 聚脲 和使 聚脲 的浓度分 布 均匀 ，从 而
的有 机硅匀泡剂 。有 机硅 匀泡 剂 的添 加量 也要 依据 原料 配方
组分 、生 产设 备 的大小 、制 品 的形状 尺寸 以及 环境 与工 艺条
最后阶段还起到气 泡连 通 的作用 。聚氨 酯发 泡过程 中泡核膨 张在形 成凝 胶化 之前 的瞬 问 ，由于 温度 上 升泡 核 内压增 大 ， 育可能使泡 壁破裂 ，匀 泡 剂 的适 当表 面张力 作 用 ，造成 在体
聚氨酯软泡配方汇总大全
聚氨酯软泡配方汇总大全一、前言聚氨酯软泡系列产品主要包括块状.连续.海绵、高回弹泡沫(HR)、自结皮泡沫、慢回弹泡沫、微孔泡沫以及半硬质吸能泡沫等。
这类泡沫仍占聚氨酯产品总量的50%左右。
应用面日渐扩大的一个大品种，它已涉及到国民经济的各个领域：家电、汽车、家装、家具、火车、轮船、航天等诸多领域。
PU软泡自上世纪50年代问世以来，尤其是进入21世纪之后，不论技术上还是品种与产品产量上都有一个飞跃发展。
突出的是：环保型PU软泡，即绿色聚氨酯产品;低VOC值PU软泡;低雾化PU软泡;全水PU软泡;全MDI系列软泡;难燃、低烟、全MDI系列泡沫;反应型高分子量催化剂、稳定剂、阻燃剂以及防老剂等新品种助剂;低不饱和度、低单醇含量的多元醇;超低密度的优异物性的PU软泡;低共振频率、低传递性PU软泡;聚碳酸酯二元醇、聚ε-己内酯多元醇、聚丁二烯二醇、聚四氢呋喃等特种多元醇;液态CO2发泡技术、负压发泡技术等。
·总之，新品种、新技术的出现，促进了PU软泡进一步发展。
二、成泡原理：若要合成出理想的符合要求的PU软泡，必须了解泡沫体系的化学反应原理，才能选择合适的主辅原料与制造工艺。
聚氨酯工业发展到今天，已不是仿制阶段，而是根据最终制品的性能要求，通过原料结构、合成技术手段，才能达到，为此，掌握好成泡原理至关重要。
聚氨酯泡沫塑料在合成过程中参与化学变化，影响泡沫结构性能的变化因素较复杂，其中不仅涉及异氰酸酯与聚醚(酯)醇、水之间的化学反应，而且也涉及到起泡的胶体化学，其化学反应有扩链、起泡与交联等过程。
它又与参加反应的物质结构、官能度、分子量等均有影响。
一般聚氨酯泡沫塑料合成的总反应可用下面公式表示：但实际情况较为复杂,现就重要反应归纳如下：1、扩链多官能度的异氰酸酯与聚醚(酯)醇，尤其是二官能度化合物，其扩链按下式进行：发泡体系中，一般异氰酸酯用量是大于含活泼氢化合物的，即所讲的反应指数是大于1，通常取1.05，所以发泡过程中扩链最终产品末端应是异氰酸酯基团。
聚氨酯软泡有机硅匀泡剂的研制
Ｔ１０８３ ０９测 定 羟 值 ， 值 不 再 降 低 则 反 ２０ ．＿２０ 羟 应完 成 ， 降温后 减压 蒸馏 除 去低分 子物 质 ， 得 乙 制 基酯化 封 端聚 醚 。封端率 按 下式计 算 ：
封率圭立耋 端 ＝量 ｉ 童
×％ ・ ０ ｏ
１ ３ 有机 硅 匀泡剂 的合 成 ． 在 ５ ０ｍ ０ Ｌ三 口玻璃 烧瓶 中 ， 入 一定量 的封 加
２１ ０ ２年 ６月
曾 平等． 聚氨酯 软泡有机硅匀泡剂的研制
４ ５
聚 氨 酯 软 泡 有 机 硅 匀 泡 剂 的 研 制
曾 平， 谢维跃 ， 张岳花 ， 汤志球 ， 蒋佑清 ， 冯章 明
（ 湖南轻工研究 院有 限责任公 司 ， 长沙 ４ ０ １ ） １０ ５ ［ 摘 要 ］ 以烯丙基 聚醚和含氢硅油为主要 原料 ， 经烯 丙基 聚醚封端 、 氢加成两 步主要 反 硅
匀泡剂
烯丙被证 实是 聚氨 酯泡 沫生 产 中关键 组 分 之 一 ， 主要 作 用 是 使 配 方 中各组 分 成 核 和乳 其 化 ， 成 品气 孔 细 密 均匀 。 由于 聚 氨酯 软泡 一 般 使 用 水 作 发 泡剂 ， 反应 初 期 有 大量 聚脲 生 成 ， 因此 ， 软 泡匀 泡 剂另 一 作 用 是在 发泡 初 期 溶 解 聚 脲 ， 在 发 泡后 期 帮助 开孔 和爆 孔 ¨ 。 目前 聚氨 酯 软泡 Ｊ 匀 泡剂 均 为耐 水 解 的 Ｓ —Ｃ型 ， 成 路 线 主 要 包 ｉ 合 括 含氢 硅 油 的调 聚 、 丙基 聚醚 的合 成及 封端 、 烯 硅 氢 加 成三 步主 要 反 应 ， 其 合 成 与 应用 研 究 主要 对 为含 氢硅 油链 节 、 丙 基 聚醚 Ｅ 烯 Ｏ与 Ｐ Ｏ的嵌段 比 及 相对 分子 质 量 的组合 。由于不 同 的发 泡配 方 常 需对 匀泡 剂 的单一 分 子结构 及 相对 分子 质量 等进 行调 整 ， 需进 行大 量 的 比对 实验 ， 发过 程较 开 长 。 目前 国内对含 氢硅 油 的调 聚和烯 丙基 聚醚 的 合成 具有 较成 熟 的技 术及 生 产 设备 ， 少 生产 企 不 业 根 据客 户设 计 的分子 结 构及相 对 分子 质量 要求 提 供 样 品及批 量生 产 。本 实验选 用 几种 含氢 硅油 与烯 丙基 聚醚 进 行 复 合 ， 产 品匀 泡 性 能 进行 了 对 评 价 和筛 选 ， 为生 产企 业提 供一 种 开发周 期 短 、 筛 选 较 便捷 的匀 泡剂 产 品 的途径 。
聚氨酯泡沫塑料的配方设计
聚氨酯泡沫塑料的配方设计1，建筑用PU夹芯发泡板材配方组成（质量分）聚醚9506 30 AC发泡剂 0.5 聚酯P3152 60 添加型/反应型复合 17泡沫稳定剂 2.5 HCFC-141b 25-27复配催化剂 3.2 PAPI(44V20) 230加工条件：1，环境温度：24-25℃2，搅拌速度：2900r/min3，搅拌时间：9-10s4，模具温度：40-45℃5，熟化温度：90-100℃相关性能：泡沫密度0.038g/cm3；压缩强度235MPa；拉伸强度255MPa；热导率0.019W/M .K;粘接强度312MPa。
2，冰箱用聚氨酯硬质泡沫塑料配方组成（质量份）聚醚HBL-06 90-96 泡沫稳定剂 1.5-2.5聚酯HBL-16 4-10 水 1.5-2.5二甲基环己胺 2-4 HFC-245fa 30-40六氢化三奈 1-2 PAPI 150相关性能：泡沫密度0.0346g/cm3，热导率20.2mW/m.K3,开孔型微孔泡沫芯材配方配方组成（质量份）聚醚多元醇 100 复合催化剂 3-6泡沫稳定剂 0.5-1.0 发泡剂 7-10开孔机 0.5-1.04，环戊烷发泡的组合聚醚配方组成（质量份）聚醚多元醇 100 水 1.8-2.4匀泡剂 2 环戊烷 12-14催化剂 1.2-2.0 PAPI 1.05-1.105，组合聚醚WF101配方配方组成（质量份）硬泡聚醚NH-4201 100 交联剂 2-4泡沫稳定剂 1.5-3 水 1-3乳化剂 1-2 异戊烷 6-16催化剂 1-26，复合面料泡沫垫配方组成（质量份）聚醚三元醇（MN=6000) 100 有机硅表面活性剂 0.5山梨醇聚醚多元醇 1 水 3.2胺催化剂NIAX-1 0.18 MDI 52胺催化剂NIAX-4 0.45 异氰酸酯 1007，软质PU泡沫塑料配方组成（质量份）1# 2# 3# 4# 5# 6#聚醚多元醇 100 100 100 100 100 100异氰酸酯 37.5 51.1 51.1 53.5 51.1 64.6水 2.7 4.0 4.0 4.2 4.0 5.0F11硅油表面活性剂 0.8 0.9 0.9 1.1 1.1 1.3胺催化剂 0.1 0.12 0.1 0.12 0.15 0.15锡催化剂 0.2 0.24 0.24 0.21 0.25 0.25相对密度 0.034 0.028 0.026 0.024 0.020 0.020拉伸强度 0.11 0.10 0.10 0.09 0.08 0.05伸长率 130 120 140 145 160 75压缩变形 3.5 5.0 5.5 4.8 6.9 5.88，聚醚型块状PU软质泡沫塑料配方组成（质量份）聚醚三元醇 100 泡沫稳定剂 0.1TDI80/20 45-47 水 3-4有机锡 0.3-0.5 F-11 0-15叔胺 0.2-0.3相关性能：相对密度0.02-0.025；拉伸强度0.09-0.1MPa；撕裂强度0.3-0.4KN/m；伸长率200%-500%;50$%压缩强度0.006MPa；落球回弹率35-40%9，PU硬质泡沫塑料（配方组成）质量份喷涂配方浇注配方喷涂配方浇注配方2型阻燃醚 100 100 F11 80 -403聚醚70 18 TCEP(发泡剂) 80 6泡沫稳剂 5 5 水-6有机锡0.8 0.1 PAPI 290 1 97三乙烯二胺/乙二醇 8 --10，聚氨酯泡沫塑料配方组成（质量份）聚醚100；硅油1-4； PAPI 140-180；三乙醇胺0.7-1.5；蒸馏水0.4-1.5。
聚氨酯发泡胶生产配方
聚氨酯发泡胶生产配方
聚氨酯发泡胶是一种高性能的材料，具有优良的绝缘、密封和冷却等特性。
以下是一种聚氨酯发泡胶的生产配方：
原材料配方：
聚醚多元醇450g
异氰酸酯300g
水60g
四氢呋喃80g
催化剂40g
助剂15g
制备过程：
1.将聚醚多元醇、异氰酸酯、水、四氢呋喃等原材料按照上述配方分别称量，并进行混合搅拌。
2.将催化剂、助剂和聚合催化剂依次加入到混合物中，并充分搅拌均匀。
3.将混合物倒入发泡机内，并在加热、混合和发泡的过程中控制好温度和压力，待发泡形成后冷却、固化。
4.取出发泡块，并进行切割、修整和包装等后续工序，最终得到聚氨酯发泡胶成品。
注意事项：
1.在制备过程中，应保持清洁卫生，避免杂质污染。
2.控制好发泡机的温度、压力和发泡速度等参数，以保证聚氨酯发泡胶的质量稳定。
3.在使用过程中，应注意保持通风良好，避免聚氨酯发泡胶释放出的异味对人体造成伤害。
聚氨酯实用配方(详细含硅油小料配比)
聚氨酯实用配方(详细含硅油小料配比)聚氨酯硬泡配方计算方法（实用）一：硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例（重量比）是不是合理，另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”是否合理，翻译成土话就是“按重量比例混合的白料和黑料要完全反应完”。
因此，白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该考虑在内。
理论各组分消耗的-NCO摩尔量计算如下㈠主料：聚醚、聚酯、硅油（普通硬泡硅油都有羟值，因为加了二甘醇之类的稀释，部分泡沫稳定剂型硅油还含有氨基）配方数乘以各自的羟值，然后相加得数Q，S1 = Q÷56100㈡水：水的配方量W S2 = W÷9㈢参与消耗-NCO的小分子物：配方量为K，其分子量为M，官能度为N S3 =K× N/M（用了两种以上小分子的需要各自计算再相加） S = S1+S2+S3 基础配方所需粗MDI份量[（S×42）÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.05）其实以上计算只是一个最基本的消耗量，由于黑白料反应过程复杂，实际-NCO消耗量肯定不止这个数，比如有三聚催化剂的情况，到底额外消耗了多少-NCO，这个没人说得清楚。
另外，聚醚里有水分，偏高0.1%就很严重；聚醚羟值也是看人家宣传单的，我见过有聚醚羟值范围跨度90mgKOH/g，那个计算数出来后只能参考，不能认真![试验设计]之“冰箱、冷柜”类本组合料体系重要要求及说明1、流动性要好，密度分布“尽量”均匀。
首先要考虑粘度，只有4、相溶性。
指“聚醚、聚酯/硅油/水/催化剂/物理发泡剂”所组成的体系要互溶性好，均相稳定-----至少存放一段时间不能分层。
1)官能度构成及骨架类型。
原则上说官能度越高，所发泡体的物理性能数值（尺寸稳定、抗压强度等）就越“理想”，但往往官能度高的聚醚粘度偏大（多挂PO也能降低粘度，价格又下不来），所以，平均一下，4个官能度马马虎虎可以对付了；另外，如果聚醚体系中有芳香结构（苯环）引入，无疑也会提升泡体的物理性能。
聚氨酯发泡工艺详解
聚氨酯发泡工艺详解(总28页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March聚氨酯发泡工艺聚氨酯发泡工艺聚氨酯发泡工艺一、发泡聚氨酯的优点/Article26079.html发泡聚氨酯由双组分组成，甲组分为多元醇，乙组分为异氰酸酯，施工时两组分进入喷涂机械中混合喷出，呈雾状，一分钟发泡凝固成型。
这种材料近几年才引进，用于建筑保温防水经过二、三年的使用，有较多的了解，优点很多，使用范围很广。
1.保温性能好。
导热系数0. 025左右，比聚苯板还好，是目前建筑保温较好的材料。
2.防水性能好。
泡沫孔是封闭的，封闭率达95% ,雨水不会从孔间渗过去。
3.因现场喷涂，形成整体防水层，没有接缝，任何高分子卷材所不及，减少维修工作量。
4.粘结性能好。
能够和木材、金属、砖石、玻璃等材料粘结得非常牢固，不怕大风揭起。
5.用于新作屋面或旧屋面维修都很适宜特别是旧屋面返修，不必铲除原有的防水层和保温层，只需清除表面的灰、砂杂物，即可喷涂。
6.施工简便速度快。
每日每工可喷200多平米，有利于抢进度。
7.收头构造简单。
喷涂发泡聚氨酯收头，不用特别处理，大为简化。
如使用卷材，在女儿墙处，需留凹槽，收头在凹槽内;若不能留凹槽，需用扁铁封钉收头，还要涂嵌缝膏。
8.经济效益好。
如果把保温层和防水层分开，不仅造价高，而且工期长，而发泡聚氨酯一次成活。
9.耐老化好。
据国外已用工程总结和研究测试获知，耐老化年限可达30年之久。
二、发泡聚氨酯的应用1.平屋面防水保温不上人屋面加喷一道彩色涂料，作为保护层;上人屋面，在上坐浆铺面砖。
2.瓦顶坡屋面将发泡聚氨酯喷在望板下沿，瓦块座浆在望板上，不会发生滑动。
3.墙体保温发泡聚氨酯用作墙体保温更具优越性装。
配式大墙板，喷在板肋间，粘结好又严密。
如用空心砌块，可将发泡聚氨酯喷在孔洞内，塞充饱满冻库的墙壁，喷涂尤佳。
文献题录——聚氨酯文献题录(二十)
聚醚多元醇工业现状分析． 河北化 工，０ ５５： — ９ ２ ０ （）１ １． ７ 聚醚 改性 聚硅氧烷 消泡剂的合成及 复配 河北化工，０ ５ ２ ０
（） ０ ２ ． ５： — ３ ２
欧盟 化学品新政策概 况及 其多方反响 ． 聚氨酯及其 弹性
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化学推进剂与高分子材料 ２０ 年第 ４ ０６ 卷第 ３ 期
Ｃｈ ｍｉａ ｒ ｐ ｌ ｎｓ＆ Ｐ ｌｍｅ ｉ Ｍ ａｅｉｌ ｅ ｃ ｌ ｏ ｅｌ ｔ Ｐ ａ ｏｙ ｒ ｔｒ ｓ ｃ ａ
・
文 献 题 录
・
ｆ） ４ ２ ． ４： — ７ ２
玻璃微珠／ 玻璃纤维增 强聚 氨酯泡沫塑料 的研 究． 纤维复 合材料，０ ５４ ： — ８ ２０ （） ５ ２ ． ２
聚氨 酯文 献题 录 （ 十） 二
３． ７
电纺丝聚氨酯的机械性能． 聚氨酯及其 弹性体， ０（） ２ ５ ：１ ０ ４ ３—
化学 交联对嵌段共聚物弹性 的影 响． 聚氨酯译丛，０ ５４： ２０ （）
氯醇化反应过程 中的氯离子对丙烯消耗 的影响 大沽化
－． ０ （） ２ ｌ． Ｅ２ ５４： 一 ５ ０ １
硅氧烷 改性聚氨 酯环氧树脂互 穿响． 塑料科技 ， ０（） ４ ２ ２ ５ ： —８ ０ ５２ 含三甲铵侧基 的阳离子 聚氨酯弹性体 的热性 能、机械性 能和离子导 电性 聚氨酯 及其 弹性 体， ０ （ ： —６ ２ ５５ ２ ３． ０ ）６ 微波技术在分析 化学 中的应用进展 ． 广东 化工，０ ５ ５： ２ ０ （）
１． ８
织物用聚醚改性氨基硅油 柔软剂 的合 成 精细石油化Ｔ，
２ ０ （） ２ ３ ． ０ ５５： － ５ ３
聚氨酯泡沫吸声材料的制备及性能研究
聚氨酯泡沫吸声材料的制备及性能研究王启强【摘要】Identify the one-step molding preparation process parameters of rigid PU foam and its effect on foam e standing wave tube absorption coefficient tester,and open closed pore rate locator,universal testing machine,elec-tron scanner and other machines to test PU's acoustic absorptivity,intensity and microstructure.The results show that when the weight of foaming agent is 8 g,evenly defoamer is 1 .5 g,the reaction temperature is 30 ℃,and the PU's acoustic abso rptivity is 0.42,then the property of sound absorption material would be better after heating at130 ℃ about 10 hours which acoustic absorptivity,intensity is 0.47and 0.68 MPa.SEM shows that it has a uniform distribution to open the pore and obdurate coexist microstructure.%利用一步法制备聚氨酯泡沫吸声材料，探究了配方和发泡工艺对泡沫材料性能的影响，对材料的吸声系数、力学强度和微观结构进行了测试与表征。
发泡聚氨酯的制备
发泡聚氨酯的制备
发泡聚氨酯是一种高分子材料，主要由异氰酸酯（也称为等静比例混合物）、聚醚多元醇、发泡剂等组成。
制备过程中，通常采用以下步骤：
1. 首先将异氰酸酯和聚醚多元醇按照一定的物质配比混合搅拌均匀，其比例根据所需的性能和密度要求进行调整。
2. 接着加入适量的发泡剂，有机硅偏钙碳酸盐等物质可用于加速发泡作用，提高发泡稳定性和质量。
3. 搅拌的同时，将混合物注入模具中，并在一定的条件下进行发泡、固化和脱模等处理。
4. 最后，经过进一步的打磨、整形和表面处理等工艺，制备出高密度、强度和耐用性的发泡聚氨酯制品，如隔音材料、保温管、建筑装饰材料等。
高吸油聚氨酯泡沫的制备
水等为原料制聚氨酯 泡沫的泡孑 Ｌ 结 构 、拉伸 强度 、吸油性能 和吸水
性能的影响 。结果表 明，随着亲油性二元醇用量 的提高 ，聚氨酯泡沫对原油 的吸油倍率先增加后减 小 ，最大 吸油 倍率
达 到了 ４ ８ ． ６ ｇ ／ ｇ 。
ａ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｃ ｙ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｏ ｉ ｌ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｃ ｙ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｄｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｄ ｏ ｓ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｏ ｌ ｅ ｏ ｐ ｈ ｙ ｌ ｉ ｃ ｄ ｉ ｈ ｙ ｄ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｈ ｏ ｌ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｏ ｉ ｌ ａ ｂ ｓ ｏ ｐｔ ｒ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｃ ｈｅ ｄ
Ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｏｉ ｌ ’ ａ ｄｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｏ ｌ ｙ ｕｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎｅ Ｆｏ ａ ｍｓ
ＤＵ Ｆ ｅ ｎ ｇ， ＸＩ ＡＮＧ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ， Ｚ ＯＵ Ｗｅ ｉ 。 ｗ ｅ ｉ ，Ｄ ＵＡＮ Ｊ ｉ ａ 。 ｗｅ ｉ
塑 料 工 业
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第４ ２卷第 ２期
２ ０ １ ４年 ２月
１ ２ ６・
ＣＨＩ ＮＡ Ｐ Ｌ Ａ Ｓ Ｔ Ｉ Ｃ Ｓ Ｉ ＮＤＵＳ Ｔ ＲＹ
高吸 油聚氨酯泡沫 的制备 术
杜 峰 ，项 尚 林 ，邹 巍 巍 ，段佳 巍
有机硅泡沫材料的制备及应用
有机硅泡沫材料的制备及应用有机硅泡沫材料是一种具有优异的绝缘性、隔热性、耐腐蚀性和柔韧性的高分子材料，具有广泛的应用前景。
本文将介绍有机硅泡沫材料的制备方法及其主要应用。
一、有机硅泡沫材料的制备方法有机硅泡沫材料的制备一般采用聚合法和发泡法。
（一）聚合法聚合法是通过反应单体来制备有机硅泡沫材料。
在该制备方法中，有机硅单体（如硅烷、乙烯基硅油）与交联剂（如二烯基苯）发生聚合反应，生成聚合物。
然后，在聚合物中加入发泡剂（如氧化铝粉）和交联剂，在加热的作用下自行聚合和固化，形成有机硅泡沫材料。
（二）发泡法发泡法是将制备好的有机硅聚合物加入发泡剂（如氮等惰性气体、含氮有机化合物）和交联剂，在加热的条件下，体积膨胀形成泡沫材料。
该方法制备的泡沫材料表面光滑整洁，泡孔分布均匀，体积稳定。
二、有机硅泡沫材料的应用（一）隔热保温由于有机硅泡沫材料具有优异的隔热性和绝缘性，因此被广泛应用于建筑隔热保温、冷链物流和工业设备保温等领域。
例如，有机硅泡沫材料在建筑隔热中可减少能源损失，提高能源使用效率；在冷链物流中可有效保温，保护物品质量；在工业设备中可防止能量流失，提高设备效率。
（二）耐腐蚀由于有机硅泡沫材料具有优异的耐腐蚀性和稳定性，因此被广泛应用于船舶、石化、化工等领域。
例如，在船舶领域中，有机硅泡沫材料可防止海水、盐雾等有害物质的侵蚀，保护船体表面；在石化、化工领域中，有机硅泡沫材料可防止化学品的侵蚀，保护设备表面。
（三）其他应用有机硅泡沫材料还可应用于汽车隔音、空间装备、核电站设备等领域。
例如，在汽车隔音中，有机硅泡沫材料可降低噪音并提高乘坐舒适度；在空间装备领域中，有机硅泡沫材料可用于制备舱内隔板和保温材料；在核电站领域中，有机硅泡沫材料可用于制备保护屏等设备。
三、结语有机硅泡沫材料具有多种优异性能和广泛的应用前景。
不想走传统制备路线的读者，可以尝试将新型的制备方法应用于该领域，寻求新的发展方向。
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（ 3） 经软泡配方发泡实验确定了 A1 B1 ，A1 B2 ， A2 B1 3 种复合匀泡剂产品，性能评价达到进口的 L 580 水平。本实验提供的软泡聚氨酯匀泡剂制
L 580。实验也表明所设计的分子结构中，以含氢 量 0． 12% 的低含氢硅油制备的产品性能较好，随 着硅油含氢量及封端聚醚相对分子质量的增加， 产品的匀泡性能呈现变差的趋势。
含氢硅油 A1 与烯丙基聚醚 B1 的酯化封端聚 醚物质的量比为 1∶ 1． 2，溶剂用量（ 以物料总质量 计） 40% ，升温至 80 ℃ 后滴加催化剂（ 氯铂酸的 异丙醇溶液） ，用量（ 以 Pt 质量计） 为 30 × 10 － 6 ，
升至设定温度下进行反应，反应液透明后继续搅 拌反应 1 h，考察反应温度及溶剂对硅氢加成反应 的影响，结果见表 4。
［关键词］ 有机硅 匀泡剂 烯丙基聚醚 聚氨酯软泡
匀泡剂已被证实是聚氨酯泡沫生产中关键组 分之一，其主要作用是使配方中各组分成核和乳 化，使成品气孔细密均匀。由于聚氨酯软泡一般 用水作发泡剂，反应初期有大量聚脲生成，因此， 软泡匀泡剂另一作用是在发泡初期溶解聚脲，在 发泡后期帮助开孔和爆孔［1 － 2］。目前聚氨酯软泡 匀泡剂均为耐水解的 Si － C 型，合成路线主要包 括含氢硅油的调聚、烯丙基聚醚的合成及封端、硅 氢加成三步主要反应，对其合成与应用研究主要 为含氢硅油链节、烯丙基聚醚 EO 与 PO 的嵌段比 及相对分子质量的组合［3 － 5］。由于不同的发泡配 方常需对匀泡剂的单一分子结构及相对分子质量 等进行调整，需进行大量的比对实验，开发过程较 长。目前国内对含氢硅油的调聚和烯丙基聚醚的 合成具有较成熟的技术及生产设备，不少生产企 业根据客户设计的分子结构及相对分子质量要求 提供样品及批量生产。本实验选用几种含氢硅油 与烯丙基聚醚进行复合，对产品匀泡性能进行了 评价和筛选，为生产企业提供一种开发周期短、筛 选较便捷的匀泡剂产品的途径。
表 1 反应温度对封端率的影响
项目 封端率，%
110 75． 8
反应温度 /℃
120
130
86． 3
90． 1
140 92． 2
150 93． 4
从表 1 看出，反应温度超过 130 ℃ 后，即具有 较高的封端率，超过 140 ℃ 后反应温度对封端率 的影 响 减 小，物 料 挥 发 损 失 大，加 重 冷 凝 回 流 负 担。因此，酯化反应温度以 140 ℃ 为宜。 2． 1． 2 反应时间对封端效果的影响
应完成，降温后减压蒸馏除去低分子物质，制得乙
基酯化封端聚醚。封端率按下式计算：
封端率
=
封端前羟值 － 封端后羟值 封端前羟值
×
100
%
1． 3 有机硅匀泡剂的合成
在 500 mL 三口玻璃烧瓶中，加入一定量的封
端聚醚、溶剂及含氢硅油，通入氮气置换空气，搅
拌下加热至 80 ℃ 后，加入一定量催化剂（ 氯铂酸
备及筛选方法具有开发周期短的优点，适合生产 企业选用。
参考文献
［1］ 李玉松． 聚氨酯泡沫用有机硅匀泡剂的合成及应用［J］． 聚氨酯工业，2004，19（ 2） ： 1 － 5．
的异丙醇溶液） ，升温反应至溶液呈透明状，再维
持反应 1 h。加入无水碳酸氢钠（ 以物料总质量
计） 1% ，减压脱去溶剂，过滤并收集产品，制得匀
泡剂。产品含氢量按文献［6］方法测定。
1． 4 发泡试验
对匀泡剂样品进行发泡试验，所用软泡发泡
配方为： m （ 聚醚多元醇 （ 羟 值 56 ） ） ∶ m （ TDI） ∶
收稿日期： 2012 － 04 － 01。 作者简介： 曾平，助理研究员，硕士，主要从事精细化学品的 研发。
精细石油化工进展
46
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
第 13 卷第 6 期
设定温度下酯化反应 3 h 后，测定羟值，考察反应 温度对封端率的影响，结果见表 1。
项目
泡沫高度 / cm 泡沫手感 泡沫回弹性 泡孔外观 总体评价
A1 B1 22． 8 柔软 良好 均匀 良好
表 7 不同复合匀泡剂对泡沫性能的影响
A1 B2 21． 8 柔软 良好 均匀 良好
A1 B3 20． 1 一般 良好 均匀 一般
A2 B1 21． 5 柔软 良好 均匀 良好
匀泡剂
A2 B2
n（ 烯丙基聚醚 B1 ） ∶ n（ 醋酸酐）
1∶ 2． 5
1∶ 3． 0
1∶ 3． 5
89． 3
93． 2
94． 1
1∶ 4． 0 94． 3
从表 3 看出，随着醋酸酐用量增加，封端率增 大，烯丙基聚醚 B1 与醋酸酐物质的量比为1∶ 3． 5 时，封端率达 94． 1% ，再增加醋酸酐用量，封端率 变化不大。因此，烯丙基聚醚 B1 与醋酸酐物质的 量比以 1∶ 3． 5 为宜。 2． 2 硅氢加成反应 2． 2． 1 反应温度及溶剂对硅氢加成的影响
2012 年 6 月
曾 平等． 聚氨酯软泡有机硅匀泡剂的研制
47
聚醚物质的量比以 1∶ 1． 2 为宜。
表 6 含氢硅油 A1 与酯化封端聚醚物质的量比 对硅氢加成反应的影响
项目
含氢硅油 A1 与封端聚醚物质的量比 1∶ 1． 1 1∶ 1． 2 1∶ 1． 3 1∶ 1． 4
产品含氢量，%
0． 04 0． 02 0． 02 0． 01
30
40
45
25
0． 02 0． 01
透明 浅黄
50 15 0． 01 浅棕
从表 5 看出，催化剂用量增加，能有效提高硅 氢加成的反应速率，减少产品残余硅氢键。用量 为 40 × 10 － 6 时，产品色泽变差。因此，催化剂用 量以（ 25 ～ 35） × 10 － 6 为宜。 2． 2． 3 含氢硅油 A1 与封端聚醚物质的量比对 硅氢加成反应的影响
表 4 反应温度及溶剂对硅氢加成反应的影响
项目
反应温度 /℃ 反应液透明时间 / min 脱溶剂后产品黏度 / mPa·s 产品外观
甲苯 115 30 1 150 浅黄
溶剂
苯 异丙醇 无溶剂
90
95
110
45
30
75
950 1 000 1 350
透明 透明 透明，弱浊
从表 4 看出，溶剂的加入能有效缩短硅氢加 成反应时间，以甲苯和异丙醇为溶剂能使硅氢加 成反应较快完成； 随着反应温度升高，产品黏度增 加。无溶剂的产品黏度较高，这表明部分物料发 生了交联反应，硅氢加成反应不完全，导致产品透 明度降低。苯为溶剂，反应温度 90 ℃ ，脱溶剂后 产品黏度为 950 mPa·s，产品透明。 2． 2． 2 催化剂用量对硅氢加成反应的影响
1 实验 1． 1 试剂及仪器
低含氢硅油 A1 （ 含氢量 0． 12% ） ，A2 （ 含氢量 0． 18% ） ，A3 （ 含氢量 0． 34% ） ，广州文龙化工； 烯 丙基聚 醚 B1 （ Mn = 750，EO 与 PO 的 嵌 段 比 为 3∶ （ 1 ～ 3） ） ，B2 （ Mn = 1 500，EO 与 PO 的嵌段比为 2∶ （ 1 ～ 3） ） ，B3 （ Mn = 2 000，EO 与 PO 的嵌段比为 2∶ （ 1 ～ 3） ） ，浙江皇马化工； 氯铂酸、异丙醇、甲 苯、苯、醋酸酐，均为分析纯。
A2 B3
18． 5
19． 5
一般
一般
较差
一般
不齐
均匀
一般
一般
A3 B1 17． 8 一般 较差 均匀 一般
A3 B2 15． 4 较硬 较差 不齐 较差
A3 B3 14． 5 较硬 较差 不齐 较差
L 580 22． 5 柔软 良好 均匀 良好
从表 7 看出，制备的 A1 B1 、A1 B2 、A2 B1 3 种复 合匀泡剂性能评价良好，其中加入 A1 B1 复合匀 泡剂的软泡聚氨酯发泡配方的泡沫高度超过
产品中残留的含氢硅油对软泡聚氨酯的发泡 性能影响较大。因此，合成过程中一般以封端聚 醚过量，使含氢硅油反应充分。固定其他条件，甲 苯为溶剂，催化剂用量为 30 × 10 － 6 ，升温至115 ℃ 下反应 2 h，考察含氢硅油 A1 与酯化封端聚醚物 质的量比对硅氢加成 反 应 的 影 响，结 果 见 表 6。 酯化封端聚醚用量加大能有效降低产品中残余硅 氢键，但物质的量比小于1∶ 1． 3 后产品黏度增加， 表明反应中过量的封端聚醚自聚反应加剧，将影 响产品的匀泡性能。因此，含氢硅油与酯化封端
3 结论 （ 1） 以定制的 3 种含氢硅油和 3 种烯丙基聚
醚为原料，经烯丙基聚醚酯化封端和硅氢加成两 步主要反应，制备了 9 种聚氨酯软泡复合匀泡剂。
（ 2） 确定了烯丙基聚醚封端酯化反应最佳条 件： 烯丙基聚醚与醋酸酐物质的量比 1∶ 3． 5，反应 温度 140 ℃ ，反应时间 4 h； 确定了硅氢加成反应 最佳条件： 苯为溶剂，催化剂用量 （ 以 Pt 质量计） 为（ 25 ～ 35） × 10 － 6 ，反应温度 90 ℃ ，含氢硅油与
固定其他条件，升温至 80 ℃ 后滴加催化剂， 升温至 90 ℃ 反应，反应液透明后继续搅拌反应 1 h，考察催化剂用量对硅氢加成反应的影响，结 果见表 5。
表 5 催化剂用量对硅氢加成反应的影响
反应液透明时间 / min 产品含氢量，% 产品外观
ห้องสมุดไป่ตู้
20 60 0． 04 透明
催化剂用量，10 － 6
甲苯二异氰酸酯（ TDI） 后，再搅拌 5 s，迅速倒入
20 cm × 20 cm × 50 cm 的模具中。泡沫稳定 1 h
后测定泡沫高度，考察泡沫回弹性、柔软性、切面
泡孔均匀性等指标。
2 结果与讨论 2． 1 烯丙基聚醚的酯化封端 2． 1． 1 反应温度对封端效果的影响