聚氨酯发泡技术,聚氨酯发泡的工艺是怎样的？

聚氨酯发泡工艺分为如下三种：


一、预聚体法


预聚体法发泡工艺是将（白料）和（黑料）先制成预聚体，然后在预聚体中加入水、催化剂、表面活性剂、其他添加剂等在高速搅拌下混合进行发泡，固化后在一定温度下熟化即可。


二、半预聚体法


半预聚体法的发泡工艺是将部分聚醚多元醇（白料）和二异氰酸酯（黑料）先制成预聚体，然后将另一部分的聚醚或聚酯多元醇和二异氰酸酯、水、催化剂、表面活性剂、其他添加剂等加入，在高速搅拌下混合进行发泡。


上述两种方法工艺流程框图如下：


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三、一步发泡工艺


将聚醚或聚酯多元醇（白料）和多异氰酸酯（黑料）、水、催化剂、表面活性剂、发泡剂、其他添加剂等原料一步加入，在高速搅拌下混合后进行发泡。


一步发泡工艺流程框图如下：


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一步发泡工艺是目前普遍采用的工艺。另外还有手工发泡法，那是最简便的方法，将所有原料准确称量后，置于一个容器中，然后立即将这些原料混合均匀，注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中即可。注意：称量时一定要将多异氰酸酯（黑料）最后称入。

采用亚布机械聚氨酯高压喷涂机现场喷涂发泡施工工艺：此种方法是将双组分原料，通过高压发泡机迅速混合后，直接喷射到物体表面而发泡成型，高压喷涂发泡的优点是，物料均匀充分，污染小，所得制品泡孔细密均匀，
质量一致性好，保温效果好，是用于冷库、粮库、厂房、屋顶、墙体、贮罐等保温施工的主要方法。采用此种方法施工，选择合适的喷涂发泡设备和原料，是控制聚氨酯喷涂泡沫平整度及泡沫质量的关键因素。

发泡胶，顾名思义就是一种具有发泡特性和粘结特性的胶，它主要用于建筑门窗边缝、构件伸缩缝及孔洞处的填充、密封、粘结。是依靠湿气固化的聚氨酯弹性密封发泡材料。 发泡胶是将聚氨酯预聚体﹑发泡剂﹑催化剂、交联剂等填装到耐高压铁罐中，并填装丙烷等气体组成的。它分枪式和管式两种，枪式是需要专用聚氨酯发泡枪才能使用，管式配有一次性的胶管。它是一种单组分、湿气固化、多用途的聚氨酯发泡填充弹性密封材料。 发泡胶是将聚氨酯预聚体﹑发泡剂﹑催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。
当物料从气雾罐中喷出时，沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。固化后的发泡胶泡沫具有填缝、粘结、密封、隔热、吸音等多种效果，是一种环保节能、使用方便的建筑材料，可适用于密封堵漏、填空补缝、固定粘结，保温隔音，尤其适用于塑钢或铝合金门窗和墙体间的密封堵漏及防水。

主要用途
门窗安装：门窗与墙体之间的填缝密封、固定粘结。
广告模型：模型、沙盘的制作，展板修补。
隔音消声：语音室、播音室等装修时的缝隙填补，可以起到隔音消声作用。
园艺造景：插花、园艺造景，轻便美观。
日常维修：空洞、缝隙、墙砖、地砖、地板的修补。
防水堵漏：自来水管道、下水道等漏洞的修补，堵漏。

海绵就是泡沫密度低于18 kg/m3以下的低密度PU，方法通常是水用量超过4.5份（每100份多元醇），TDI用量超过55份，泡沫的散热问题就非常突出，由于泡沫内部的热量不易散发，在发泡过程中温度自动升温超过180℃，会引起泡沫自燃，导致火灾危险。国内外解决办法有三个，即负压发泡技术、强制冷却技术和液态CO2发泡技术。
1、负压发泡技术
通常，泡沫发泡过程中，泡孔要承受大气压、泡沫自身重量和发泡时的气体膨胀力这三种压力。
P1为大气压力，P2为泡孔内部气体膨胀而使泡孔受到的向外膨胀压力，G为此泡孔上方的泡沫体重量。
在P≥P1＋G＋P2下，泡沫才能上升。
在负压下，P1是一个变量，P2是受P1影响的变量。
根据我们实验：一旦在发泡时泡沫料所受的外部压力减少30%（即低于大气压力30%），泡沫塑料的密度可以降低15％～20％；当泡沫外界压力减少50%时，泡沫密度能降低25％～30％。一般，在0.1 MPa（1 atm）下，用水量在4.3份(每100份聚醚多元醇)情况下，可制得密度为24 kg/m3左右的块泡；当外界压力降为0.05 MPa时，同样4.3份水可制得密度为16 kg/m3的块泡。值得注意的是，必须适当调整泡沫的上升及凝固时间，即延长上升时间、缓迟凝固时间，以保证泡沫在负压下有充分的发泡机会。
对于连续平顶块状海绵，“负压发泡”的设备投资大，中小企业难以承受，但对于“箱式发泡”，其投资成本不会太大。
建议：建一个圆筒型真空房，形似“真空干燥箱”，再添一台抽气量大的真空泵，以保证在30 s内达到所需的真空度。
2、强制冷却技术
本技术的特点是保证软质泡沫塑料体的中心温度不超过170℃，避免自燃及火灾的发生。
强制冷却的目的是在采用高含水量条件下生产出低密度海绵时，保证泡沫体内部温度不超过临界温度170℃。在操作上，这种方法是可行的。只要控制好发泡时间不超过30 min，将大块泡沫移入强制冷却室，使泡沫继续熟化，即可达到目的。
该技术很适合国内大中小企业，投资改造费用少，上马快，但聚醚生产厂家一定要配合工作，研制出符合高水量低密度PU软泡专用品种。
意大利的Enichem研究中心开发出系列聚醚多元醇适用于高水量低密度PU柔软级、超软级、软级泡沫品牌，其商品名为Tercaflex 9912及PU POL 9917。其柔软级PU软泡物性见表2。
表2 柔软级聚醚型聚氨酯软泡物性
泡沫编号 16S 18S 21S 25S 30S 40S
配方(质量份)
PU POL 9917 13 13 13 13 13 13
Gledion FG 3505 — — 87 87 87 87
Tercaflex 9912 87 87 — — — —
水 5.3 5.0 4.6 3.9 3.2 3.2
TDI-80指数 98 98 100 100 103 103

续表2 柔软级聚醚型聚氨酯软泡物性
泡沫编号 16S 18S 21S 25S 30S 40S
泡沫密度/kg•m－3 16.5 17.3 20.3 24.8 30.3 40.1
拉伸强度/kPa 88 94 103 123 108 98
断裂伸长率/% 271 288 316 320 303 280
75%压缩永久变形/% 6.1 5.5 4.6 3.1 2.0 1.9
40%压痕硬度/N 65 81 82 85 95 99
40%压缩应力/kPa 1.55 1.75 1.83 1.95 2.05 2.25
落球回弹率/% 36 39 40 41 45 50
空气渗透率/nL•min－1 200 145 138 125 115 99
为了适用于强制冷却技术的高水量PU软泡体系，聚醚多元醇的相对分子质量必须超过3000，以消除因高水量所引起脲键增加而导致的泡沫回弹变差、伸长率降低、手感恶化的缺陷。同时在聚醚结构中引入氧化乙烯链节(EO)的含量要高，以保证聚醚与大量水的互溶。
3、液态CO2发泡技术
液态二氧化碳(LCD)发泡技术，早期由意大利康隆集团公司开发，称之为“CarDio”技术，一年之后，德国拜耳集团公司的亨内基机械公司也相继开发成功，称之为“NovaFlex”技术，该技术之所以引起业界兴趣，是因为CO2不仅有可替代软泡中的二氯甲烷(MC)及CFC-11等辅助发泡剂的功能，而且液态CO2的成本只有MC的四分之一，发泡效率却高3倍多。国外，康隆公司和亨内基公司都已在“Maxfoam”发泡机组上进行适当的调整改造，生产出泡沫密度约为14 kg/m3的平顶连续泡沫（泡沫宽2.2m、高1.2m）和模塑泡沫等。CarDio法泡沫比以往的Maxfoam泡沫有较柔软的手感、高度的开孔结构及良好的回弹性。
在软泡配方方面，高效率表面活性剂的选用，胺类催化剂与锡催化剂的优化组合，是生产商品级CO2发泡PU泡沫的保证。通常，在液态CO2发泡技术中，锡催化剂的用量比MC发泡技术的少。4份液态CO2相当于13份MC所起到的作用，而水量要适当增加一些，以保证泡沫的硬度。海绵就是泡沫密度低于18 kg/m3以下的低密度PU，方法通常是水用量超过4.5份（每100份多元醇），TDI用量超过55份，泡沫的散热问题就非常突出，

材料搅拌方式及时间掌握不好 基层未处理好 发泡剂含量、稳定剂的用量没掌握好 料液温度不合适 解决此问题方法： 材料搅拌应选用功率大、转速不太高的电动搅拌器，搅拌容器宜选用圆桶，以利于强力搅拌均匀，且不会因转速太快而将空气卷入拌合材料中，搅拌时间以2~5min为宜；涂膜防水层一定要清洁干净，不得有浮砂和灰尘，基层上孔隙应以基层涂料填补密实，然后施工第一道涂层。 每道涂层均不得出现气孔或气泡，特别是底部涂层若有气孔或气泡，不仅破坏本层的整体性，而且会在上层施工涂抹时因空气膨胀出现更大的气孔或气泡。 因此对于出现的气泡或气孔，必须予以修补。对于气孔，应以橡胶板刷用力将混合材料压入气孔中填实，再进行增补涂抹；对于气泡，应将其穿破，除去浮膜，用处理气孔的方法填实，再做增补涂抹。

聚氨酯发泡机是将聚氨酯组合料中的黑料（异氰酸酯，又叫粗MDI）和白料（组合聚醚）按照一定比例（常规比例是1:1）充分混合并输出，输出后的两种原料发生化学反应,开始膨胀发泡，并最终形成具有均匀且封闭气泡孔的泡沫发泡体。
手工发泡是指人工搅拌混合黑料和白料发泡的过程。
聚氨酯发泡机混合均匀，发泡率高。
手工发泡混合不均匀，比较浪费。
聚氨酯发泡机施工速度快，效率高。
手工发泡，效率慢。