聚氨酯半硬泡

聚氨酯半硬泡
一、聚氨酯半硬泡简介
上世纪50年代后期开发出来的基于以甘油交的联蓖麻油/TDI预聚体系半硬质泡沫最早应用于缓冲垫。

这些泡沫是相当牢固的并且它们的恢复很缓慢。

到上世纪70年代，人们仍然使用预聚物体法，并通过发展二官能度和三官能度聚醚来提高泡沫的性能和泡沫应用多样性。

多元醇和催化剂的进一步发展使得基于粗TDI、粗MDI和高游离NCO加合物的一次成型法得到了发展。

分子量在4500–6500MW的多元醇与低分子量的交联剂，如最初为硬质泡沫开发的胺基多元醇，被开发并且今天依然在继续使用。

一次成型法已经普遍取代半预聚体法系统，其优势在于：
易于制定，获得所需的密度和负载
温度引起的承重变化敏感度低
低粘度异氰酸酯组分
优良的流动特性
快速固化周期
低成本
虽然一次成型法泡沫一般都比半预聚体法泡沫的强度低，但是在实际应用中并不是缺点。

一次成型泡沫有足够强度以满足汽车工业的要求，无论是早期的汽车仪表盘，还是后续发展出来的汽车扶手、头枕、门板和中控台垫。

表1是一个半硬泡一次成型法典型配方和性能。

1一次成型法半硬泡的典型配方和性能
泡沫配方（pbw）
Pluracol380959595
Pluracol3555 2.5-
乙二胺多元醇- 2.55
二甲基乙醇胺0.750.750.75
水 1.6 1.6 1.6
聚合MDI（105指数）37.139.141.1
性能-模塑泡沫
密度（/ft3） 6.9 6.87.0
拉伸强度（psi）212729
伸长率（%）606050
撕裂强度（lb/in）0.80.9 1.0
IFD（psi）---
壁厚（in） 1.0 1.0 1.0
25% 6.98.910.2
65%17.522.626.4
恢复率（%）777369
压缩率（%）
50%151820
50%湿老化131517
接枝多元醇在一次成型法半硬泡中可以很好地利用。

当添加量很低时（1%或2%），接枝多元醇作为一种加工助剂，能够提供更多开孔结构，帮助泡沫流动和减少收缩。

当接枝多元醇的添加量增加时，泡沫的承载能力将会增加。

当接枝多元醇取代所有的传统多元醇时，泡沫将会得到非常高的承载能力。

这种高接枝多元醇含量的泡沫配方在一些能量吸收的应用上功效比较好，如汽车保险杠芯，仪表板膝垫，和游艺车座椅减震器。

接枝多元醇在一次成型法半硬泡的应用配方如表2。

2接枝多元醇在一次成型法半硬泡配方中的应用
泡沫配方（pbw）
Pluracol58193
Pluracol715-95
Pluracol35575
二甲基乙醇胺0.750.75
水 2.0 2.0
聚合MDI（105指数）45.842.9
性能-模塑泡沫
密度（/ft3） 6.23 6.25
拉伸强度（psi）48.555.1
伸长率（%）3333
撕裂强度（lb/in） 2.6 2.7
IFD（lb/50in2） 1.0 1.0
壁厚（in） 1.0 1.0
25%26.527.5
65%63.369.7
一次成型法半硬泡是高效节能的。

模具温度是不关键的，除非泡沫是含有塑料薄膜的复合材料的一部分。

如果是这样的话，模具温度应该是均匀的，大约100-110°F，以避免加工和零件外观问题。

其他应用上，温度可以在70-140°F之间，并且可以得到良好的制品。

随着温度的降低，泡沫密度增加。

根据不同的催化剂和模具温度，脱模时间为1–5分钟范围内。

二、聚氨酯半硬泡催化剂目录
NT CAT54一种酸封闭型叔胺类催化剂，主要用于促进氨基甲酸酯（多元醇-异氰酸酯）反应，有延迟反应引发的作用，主要用于聚氨酯模塑泡沫，延长乳白时间，改善流动性，提高泡沫的加工效率；
NT CAT A-3333%的三乙烯二胺溶液，适用于各种聚氨酯泡沫和微孔弹性体，在软泡中常与A-1配合使用可得到最佳性能；
NT CAT BDMA苄基二甲胺，主要用于硬泡，可使聚氨酯泡沫具有良好的前期流动性和均匀的泡孔，并能提升泡沫体和基材间的粘结力；
NT CAT DBU聚氨酯强凝胶型催化剂，常用于需要强凝胶催化作用的场合，催化速率比三乙烯二胺要高得多，DBU适用于整皮泡沫、微孔弹性体、硬泡等；
NT CAT DMDEE强发泡催化剂，在单组份硬泡喷涂体系中有优异的稳定性，与MDI 相溶而不反应，适用于聚氨酯单组份硬质聚氨酯泡沫、单组份胶水和涂料等；
NT CAT DMAEE低气味反应性催化剂，改善表面固化，用于包装硬质泡沫，也用于模塑软泡；
NT CAT K-1570%异辛酸钾溶液，标准PIR催化剂；
NT CAT LA-303一种强发泡的低气味叔胺类催化剂，可完全替代PC-5，特别适用于聚氨酯喷涂泡沫；
NT CAT LA-504一种低气味强凝胶胺类催化剂，与PC-8相比拥有更好的脱模性能和后固化性能，气味低等，适用于各种聚氨酯硬质泡沫塑料，特别是在家电方面；
NT CAT NMM中等强度凝胶催化剂，适用于聚酯型聚氨酯软块泡；
NT CAT PC-12通用低活性催化剂，可增加聚醚块泡硬度；
NT CAT PC-15反应性催化剂，促进表面固化，主要用于模塑软泡和半硬泡，也用于聚醚型聚氨酯软泡；
NT CAT PC-41具有优异发泡能力的高活性三聚催化剂，可催化聚氨酯（PU）反应和聚异氰尿酸酯（PIR）反应，在水发泡体系中提供优异的性能，适用于聚氨酯硬质板材、喷涂硬泡、模塑硬泡等；
NT CAT PC-46用于促进异氰酸酯反应（三聚反应），适用于各种硬质泡沫中；
NT CAT PC-5五甲基二乙烯三胺，强发泡催化剂，广泛用于聚氨酯硬泡，可改善泡沫流动性和产品生产工艺，提高产品质量，常与PC-8配合使用；
NT CAT PC-77低气味凝胶型发泡平衡性催化剂，制开孔泡沫，增强模塑泡沫回弹性，用于软泡和硬泡；
NT CAT PC-8二甲基环己胺，聚氨酯硬泡的标准催化剂，适用于聚氨酯冰箱硬泡、板材、喷涂、灌注硬泡等；
NT CAT PC-9硬泡及模塑泡沫的低气味催化剂，适用于聚氨酯冰箱硬泡、板材、喷涂、灌注硬泡等；
NT CAT T反应性发泡催化剂，低雾化，适用于聚醚型聚氨酯软块泡，模塑泡沫，半硬泡和硬泡；
NT CAT TMR胺系三聚催化剂，加速PIR硬泡后期固化而不影响乳白时间，适用于硬泡和半硬泡；
NT CAT TMR-2聚氨酯三聚催化剂，能均匀地控制起发反应，缩短脱模时间，适用于聚氨酯硬质板材，冰箱用硬质箱泡等；
NT CAT TMR-3胺系延迟三聚催化剂，反应较慢，适用于硬泡和半硬泡；
NT CAT TMR-302,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚，基本的三聚催化剂，适用于聚氨酯硬质板材，喷涂硬泡等；
NT CAT T-12二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；
NT CAT T-125有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中；
NT CAT MB20凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低。