聚氨酯泡沫塑料及其夹层 结构制品的成型工艺
制备聚氨酯泡沫塑料的主要组分为 多异氰酸酯（IC）、 多羟基化合物、 催化剂、 表面活性剂、 水或氟里昂。
1. 聚氨酯泡沫塑料的组成、发泡机理和性能
（1）聚氨酯泡沫塑料的组成 多异氰酸酯（IC）和多羟基化合物反应，
生成主链上含有氨基甲酸酯的聚合物，故 简称为聚氨酯。
易出现中间焦烧； B、韧性好，强度低（因无脲结构）； C、减少反应热，可得闭孔结构，闭孔率↑，
吸水性↓，透气性↓，绝热性↑； D、减少了IC用量，降低成本。
④催化剂
要求： A、气体发生达高峰时，泡沫不破裂； B、泡沫内气体冷却前，泡沫壁已有足够强
度，泡沫稳定不收缩；所以必须选择适当 的催化剂及用量。
配方1：
甲组分
76＃聚酯
100g 主组分-OH
3＃改性甲苯二异氰酸酯 135g 主组分-NCO
吐温-80
0.5ml 乳化剂
乙组分
三乙胺
0.3ml 催化剂
水
1ml 发泡剂
F-113
17ml 发泡剂

配方1泡沫塑料的制备工艺为：先将甲组分 中的各组分混合均匀（搅约1分钟）后，再 加入乙组分的各组分搅拌1分钟后发白，倒 入预热35℃模具中，于60℃/30min + 80℃/6h固化。
后处理目的是使反应完全，使剩余的NCO发生d、e反应，从而提高泡沫塑料的 交联密度、强度↑、耐热性↑，尺寸稳定， 不易收缩。
B、反应不宜太剧烈
因聚合物的导热性差，若反应剧烈，放热 量大，气泡合并
分析配方2
①组分中无水，只发生a、d反应； ②F-113吸热挥发，使树脂发泡（物理作
用）； ③木糖醇聚醚比76聚酯的粘度小，仲羟基
多羟基化合物
半预聚体
二异氰酸酯
水、氟里昂，催化剂 混合发泡
泡沫塑料
后处理
3. 聚氨酯泡沫塑料的填充工艺
将聚氨酯泡沫塑料各组分按配方比混合， 填充于相应的模具或结构内腔中，便能发 泡成型。
（1）大型制品 体积为1.2-1.5×104cm3，填 充厚度为7-10mm，凡具有1.5-45mm的变厚 度者亦均属此类型；
配方2：
木糖醇聚醚N-505
125g 主组分-OH
多苯基多异氰酸酯PAPI 190g 主组分-NCO
邻苯二甲酸二丁酯
15g 增塑剂
380硅油
0.7
表面活性剂
F-113
发泡剂
二月桂酸二丁基锡
0.05 催化剂
三乙撑二胺
0.2 催化剂
制备工艺为：前5种原料按顺序加完搅拌1 分钟，加催化剂搅拌1分钟后，倒入预热 35℃模具中，于80℃/7h固化。
的活性小，为提高反应速度，采用了两种 高效能催化剂，二价锡盐及叔胺；
④N-505与PAPI反应产物交联密度大，产品 硬度大，但脆，使用邻苯二甲酸二丁酯来 增塑。
⑶所用原材料与聚氨酯泡沫塑料性 能关系
①多羟基化合物
羟值↑→交联度↑、耐热性↑、压缩强度↑， 但羟值过大，泡沫塑料变脆、粘附性↓。
（2）中型制品 体积为1.5-2×103cm3，填 充厚度为5-10mm；
（3）小型制品 体积为5-50cm3，厚度变化 由0.5-10mm；
（4）块状和板状制品 体积为0.61.0×104cm3，填充厚度为100mm左右。
率、强度及耐热性，增大吸水率。 如采用含P、Cl的多元醇类，由于参与聚氨
酯结构，在提供阻燃特性的同时，不降低 其它性能。
2. 制备聚氨酯泡沫塑料的方法
制备聚氨酯泡沫塑料有三种方法：一步法、 预聚合法和半预聚法。
（1）一步法
多羟基化合物 二异氰酸酯
混合发泡 泡沫塑料 后处理
水、氟里昂，催化剂
⑤表面活性剂（乳化剂和表面张力 调节剂）
乳化剂和表面张力调节剂均为表面活性物 质，在分子中具有极性和非极性两部分基 团，所以加入任何液体系统中去，都能达 到降低表面张力的目的。
但乳化剂和表面张力调节剂在聚氨酯泡沫 系统中的作用是有差别的。
⑥阻燃剂
阻燃剂如P、Cl的低分子化合物。 阻燃剂的加入一般会降低泡沫塑料的闭孔
一步法制备聚氨酯泡沫塑料
（2）预聚合法
在预聚合法中，首先使二异氰酸酯与多羟 基化合物部分聚合，然后加入氟里昂或与 加入的水反应发泡。与此同时，聚合物粘 度迅速增加而固化。
预聚合法制备聚氨酯泡沫塑料
多羟基化合物
预聚物
二异氰酸酯
混合发泡
泡沫塑料
水、氟里昂，催化剂
后处理
（3）半预聚法
半预聚法是一部分多羟基化合物和全部二 异氰酸酯反应，生成一种含有大量未反应 的异氰酸酯基的预聚体。然后将这种预聚 体和其余的多羟基化合物及其它组分混合 发泡，加热后处理使树脂充分固化。
多羟基化合物的羟基活性、粘度大小和含 水量等影响泡沫塑料的配方及工艺性。
②异氰酸酯IC
其活性大小：TDI＞MDI＞PAPI； 蒸汽压（毒性）大小：TDI＞MDI＞PAPI；
粘度大小：TDI＜MDI＜PAPI。 采用PAPI，可使泡沫塑料的交联度↑、强度
↑、耐热性↑。
③发泡剂
用氟碳化合物与水作发泡剂的差别是： A、氟碳化合物挥发吸热，加工性能好，不
⑵发泡机理
分析配方1 ①发泡过程的化学反应：
②质量控制
A、树脂粘度增长及固化速度与CO2的生成 及发泡速度要适应
CO2 ↑快、树脂粘度↑慢：若原料起始粘度 小， CO2逸出液面，发不出泡；若原料起 始粘度大，能发泡，但CO2速度过快，易崩 塌，或泡孔大小不一，质量不好；
CO2 ↑慢、树脂粘度↑快：因阻力大，发不 出泡，比重大。