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聚氨酯软质泡沫塑料的原料和助剂
一、 聚氨酯软泡面临的挑战
降低成本、提高性能和满足环何要求将是今后一段时间内软泡工业的主要研究和发展方面。
降低密度是降低软泡成本的主要措施。高水量发泡工艺配方和设备的开发以及可变压力发泡技术的开发,是在满足环何要求的前提下降密度的比较成功的例子。
提高软泡阻燃性是近年来对软泡的主要性能要求之一,采用将蜜胺同专用多元醇和阻燃剂结合使用的工艺配方技术,可明显提高轻性,此类技术目前已被广泛应用。
废泡沫塑料回收利用一直是聚氨酯泡沫塑料工业的一大难题。回收方法包括物理回收法和化学法。前者将废泡沫粉碎后粘接成形或料使用,后者采用各种化学分解法将废泡沫塑料分解回收,比较重要的方法是将泡沫塑料分解后回收多元醇。现有的废泡沫塑料回收成本都比较高。
从80年代后期起,软泡工业面临着禁用CFC-11发泡剂的难题。CFC-11具有不可燃性、对人体无害和作为发泡剂其沸点最适合等优点。广泛用于低密度软泡的生产。由于CFC-11对臭氧的危害,1987年国际间签署了蒙特利尔议定书,提出限制和最终完全禁用CFC-11的要求,如果不用CFC-11发泡剂,无论是采用全水发泡体系,还是采用其它辅助发泡剂,如一氟二氯甲烷发泡时,发泡过程中会出现起慢、而后期突然加快的现象,使得泡沫塑料的生产过程,尤其是大尺寸块状泡沫塑料(以下简称快泡)的生产很难控制.
对于在软泡中减少和禁止使用CFC-11的研究,在90年代以取的很大进展,通过使用新的化学助剂.已可以实现MDI为原料的全水泡,通过使用特殊多元醇,俐如高环氧乙烷多元醇和其它软化剂,在以TDI为原料的块状发泡工艺中,已可以大大降低CFC-11的用模塑发泡工艺中,采用全水发泡和用CFC的替代品进行发泡已成可能.以聚氨酯法改移的多异氰酸酯为原料以可成功的生产无CFC软泡,已成功地实现了在软泡中不用CFC,在日本以及西欧的大部分地区也基本答到了要求.
近年来,中国在软泡新技述,新产品的开发和推广应甪方面,在原料和设备的国产化等方面,取得了较大进展。
(1) 新、新产品的开发和推广
无CFC软泡技术对于软质块泡,已基本实现了用二氯甲烷完全替代CFC发泡的工业化生产。但对于在发达国家中正在推广的全水发泡术,需要开发一些新型原料或助剂,这方面我们还有较大差距。
(2) 低密度高回弹模塑料泡沫冷模塑高回弹泡沫料性能优越,但成本较高,大大限制了在国内的推广应用,原化工部黎明化工研究院地开发出采用全水发泡的低密度高回弹模塑泡沫塑料,在基本保持泡沫塑料原有性能的前提下,将密度降低到40kg/m3以下。
(3) 阻燃模塑软泡,国内不少单位已相继开发了含卤磷酸酯型和蜜胺型阻燃软泡。
(2)产品多样化,软泡式来经过几址年的发展,立品品种已日趋多样化。除产量较大的不同密度和硬的块泡和各种模塑泡外,还有复塑料、多层贴合泡沫塑料、箱包服装用泡沫塑料、吸音泡沫塑料、吸水泡沫塑料、抗静电泡沫塑料和网状泡沫塑料等品种。
(3)原料和设备的国产化 在原料方面,常规泡沫塑料的生产基本上可以全部使有国产原料和助剂。尢其是高分子量、高活性聚醚多元合物接枝多元醇的研制及其工业化生产,为高承载泡沫塑料和高回弹泡沫塑料在国内的推广应用奠定了基础。在设备方面,除引进设备行开发的垂直发泡机、各种箱式发泡机和各种泡沫塑料切割设备,在国内的中小泡沫塑料厂获得大面积推广,这些为软泡工业的作出了很大贡献。
总之,软泡作为我国聚氨酯工业的龙头,这些年来已有很大发展,与发达国家的差距正在渐缩小,并且仍然存在很大的市场,但看到,这一领域还有许多问题亟待解决。例如国产主原料(聚醚和异氰酸酯)的质量和批量稳定性仍然较差,专用助剂品种较少,质量检验标准仍不完善,质检控制仍不太严格,满足环保要求的零voc发泡技术。废泡沫塑料回收技术以及可生物降解原料和制品待研究和开发。如果我们不能尽早解决这些问题,国内的市场将存在着被发达国家占领的危险。
