海绵产品技术工艺发展分析

第一节 基本生产技术、工艺或流程

海绵生产中大多数采用一步箱式发泡法，将各种原料在高速搅拌下，迅速加入成形箱，在成形箱中完成链增长、发泡、交联、固化等反应，从而完成海绵生产。该工艺优点是工艺流程短，物料粘度低，容易控制，节省能源，设备投资小，适用密度范围广。

发泡海绵的生产工艺如下：

1、将发泡树脂，发泡助剂和粘合剂树脂（使成品具有粘合性）混合在一起；

2、进行发泡加工。将80份乙烯乙酸乙烯酯（EVA）、20份APAO PT 3385、20份偶氮二甲酰胺、l9份CaCO和0.6份过氧化二异丙苯混合在一起，置于模具中发泡，并用机械力击破闭孔，即可制得发泡海绵。其密度为0.028g／cm3，25％的压缩硬度为1.9KPa。

第二节 新技术研发、应用情况

海绵市场的生产工艺主要分为热模塑海绵与冷模塑海绵，其中，以TDI发泡的主要为热模塑海绵，以MDI发泡的为冷模塑海绵。

热熟化聚氨酯泡沫制品的机械性能和阻燃性能均较差，生产中的能耗较高，由于生产中使用较多的模具，使投资成本增加。用于热熟化聚氨酯泡沫制品的模具大多为手工制，模具之间存在尺寸差别，影响产品的外观，难于保证产品外观的重复性。

在冷熟化高回弹聚氨酯发泡工艺出现之后，热熟化发泡工艺逐渐被冷熟化工艺所取代。冷熟化高回弹泡沫制品具有较高的拉伸强度及撕裂强度、较高的弹性、低的滞后损失、较高的压缩负荷比以及较好的耐燃性。

国家对环保概念的不断推广，对聚氨酯产品性能要求的不断提高，从而促使聚氨酯软泡工艺技术得以改进。

第三节 国外技术发展现状

一、国外PU软质泡沫塑料的研制

PU软质泡沫塑料的火灾危险性在国外早已引起很多国家的关注，对PU软质泡沫塑料都已提出了阻燃的要求，并制定颁布了FMVSS-302标准和加利福尼亚州的家具燃烧试验标准CAL.117，限制非阻燃泡沫的生产和使用，到 1978年，使用的泡沫几乎都为阻燃型产品。英国要求用于家具和床垫的泡沫都必须阻燃，1988年底宣布禁止不阻燃的普通泡沫和高回弹泡沫用于家具制品。西欧共同体己批准此项禁令，其它欧洲国家也纷纷效仿。德国也建立了相应法规限制非阻燃泡沫的生产及使用。日本运输省81号文件对于客车的座、卧垫材规定都必须使用阻燃制品，要求氧指数26.5。国外PU软质泡沫塑料阻燃技术受到了较为普遍的重视，许多国家都投入了大量人力、物力进行研究开发工作。国外过去的研究工作主要偏重于添加法阻燃技术，开发生产了大量的阻燃PU软质泡沫塑料应用于各种领域。但由于受发泡工艺的限制，为了尽量少改变泡沫本身的性能，阻燃剂添加量有限，生产的阻燃PU软质泡沫塑料阻燃水平也并不很高，一般为自熄型产品，氧指数为26，很少见到有PU软质泡沫塑料氧指数高于26的报道。随着国外防火安全法规日趋严格，阻燃要求也越来越高，国外聚氨酯行业进一步作了大量的研究，在阻燃剂方面下功夫，开发出一些效果较好的阻燃剂用于PU软质泡沫塑料，因此近年来PU软质泡沫塑料阻燃水平已有较大提高，正在由过去的自熄型向难燃型(氧指数为30)迈进。例如美国联合碳化物公司研究的高回弹PU软质泡沫塑料阻燃性能不仅符合美国通用标准FMVSS-302，而且符合美国和英国目前最严格的纽约港、波士顿防火部及英国BS5852标准的规定；德国巴斯夫公司开发的EASYREST座垫PU软质泡沫塑料氧指数可达30。这是到目前为止资料报道国外阻燃PU软质泡沫塑料氧指数的最高水平。

二、柏斯托利用聚氨酯软泡推出超支化聚合物

瑞典专业化学品生产商近日宣布称其在瑞典斯德哥尔摩国际树枝状高分子会议上介绍的应用在聚氨酯软泡方面的聚合物产品是成功的。

这种名为Boltorn的树枝状高分子聚合物材料专门用于紫外线固化产品和聚氨酯泡沫，而用于汽车座椅更是优点多多。

超支化聚合物的优点就在于它的高功能性：每个分子上都有多重反应基，另外树枝状的分子结构与线性分子结构的质量一样，但在黏性方面却低得多，而低黏度对聚合物在众多的应用领域显得尤为重要。

第四节 技术开发热点、难点分析

一、全水发泡软质聚氨酯泡沫塑料

软质聚氨酯块状泡沫塑料有二类产品：一种是小企业生产的所谓“箱式”发泡的块状PU软泡，简称“箱泡”，以间歇法方式生产；另一种是连续机械发泡生产的块状泡沫。对于中、高密度PU软泡，因用水量少，泡沫中心温度不会超过170℃，不会造成泡沫燃烧及火灾问题。对于低密度块状PU海绵即泡沫密度低于18 kg/m3以下的泡沫，通常水用量超过4.5份（每100份多元醇），TDI用量超过55份，在此情况下，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。

二、全水发泡聚氨酯自结皮泡沫

自结皮泡沫又称整皮泡沫，它是广泛应用于汽车、家具等行业的整皮PU泡沫塑料，以往是利用CFC-11等低沸物的汽化温度的差异以及反应压力而形成表面微密层与内芯泡沫层的，一旦全部用水为发泡剂，难以制得厚层表皮。

然而，也可以利用聚氨酯成型过程中的二个特点制得厚皮制品：

采用特殊催化剂，使PU物料体系在接触模具的表面层在水发泡之前先形成微密厚层，内部再与水反应生成CO2成泡。

利用不同异氰酸酯的反应活性差异，达到链增长速度大于发泡速度。采用不同工艺，在生产制品过程中先在模具表面涂上一层厚度约1 mm的不发泡软质泡沫组合料，然后注入全水发泡高回弹组合料，就可制得表面光滑、美观，具各种花纹的整皮PU泡沫塑料制品，如汽车方向盘、保险杆扶手、头枕等。

三、高水量低密度高回弹聚氨酯泡沫塑料

高回弹(HR)泡沫塑料通常以水为发泡剂。用水量在3%的情况，泡沫密度在55～60 kg/m3水平。在采用高含水量制低密度高回弹泡沫时，将出现一系列问题：模塑制品表皮脱落，粗糙，泡沫回弹降低，压缩变定差，手感不好等。所以，一般的办法是添加物理发泡剂CFC-11或HCFC-141b等。在保证高回弹泡沫物性的前提下，不用其它助发泡剂，制低密度(即密度≤40 kg/m3)的HR泡沫塑料是有难度的。

国外有二个途径：负压模塑发泡技术，液态CO2模塑技术。

第五节 技术未来发展趋势分析

受2008年经济危机的延续性影响，2009年“减量开工”成为聚氨酯软泡（海绵）市场的主旋律。但是09年汽车行业的产销两旺，带动整个聚氨酯软泡市场需求的稳定增长，聚氨酯软泡的低雾化，低密度，阻燃等问题成为行业关注的焦点问题。

1、低雾化

主要是各大组分（除了水）中易于挥发的小分子。而聚醚多元醇一直以来被讨论的比较少，主要是集中催化剂，硅油的方面。催化剂的低雾化主要是反应型催化剂，高效型催化剂，高分子量催化剂，都能发挥比较好的作用。硅油主要是减少其中小分子的存在，以发挥比较好的效果。

2、低密度

长久以来TDI以其低密度化中的优势以及好的强度方面占据比较大的市场。但是TDI存在的硬度不足，以及大的毒性，比较高的价格是生产厂商的最要的问题。为了解决TDI的硬度不足，常使用无机填料来弥补，但是却造成强度，耐久性的降低。并且TDI的价格一直以来都是比较高的。TDI的对人体的伤害也是比较大。而MDI发展也能得到40-50kg/m3的泡沫，新改性的MDI也是可以低密度化。

3、阻燃

阻燃剂是常规的提高阻燃性的手段。在发挥好的阻燃效果前提下，对泡沫的性能不降低为追求目标，一般来说，这种阻燃剂是技术难度比较高。所以对多元醇的阻燃改性以及异氰酸酯的阻燃改性是必然发展。
 

免责申明：本文仅为中经纵横市场研究观点，不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题，敬请来电垂询：4008099707。特此说明。