1.1.2　聚氨酯主要合成原料

硬质聚氨酯泡沫材料的制备通常需要多种原料,如多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂与多异氰酸酯。有时,为了赋予硬质聚氨酯泡沫以特殊性能,如阻燃性能等,还需要额外添加阻燃剂等助剂。

多元醇一般使用聚酯多元醇与聚醚多元醇[11⁃13]。而目前来看,市场上的多异氰酸酯主要使用MDI与PAPI。MDI多用于制造TPU材料、合成革制品、鞋底材料和喷涂聚氨酯树脂等。而PAPI主要用于合成硬质聚氨酯树脂或胶黏剂[14]。

催化剂可调控发泡反应的速率,包括乳白时间、凝胶时间以及后期的熟化时间。

硬质聚氨酯泡沫材料的发泡剂分为两种:化学发泡剂与物理发泡剂。化学发泡剂的原理是异氰酸根与发泡剂分子中的氨基、羟基等基团发生反应生成气体,由于受到黏度的影响,气体被封存于固化的体系中,从而形成了多孔结构的泡沫材料[15]。而物理发泡剂主要应用的是一些小分子低沸点的液体发泡剂,其原理是依靠聚醚/聚酯多元醇与异氰酸酯反应。对发泡剂进行加热使其达到沸点以上,产生气体,进而气体被封存于固化体系中形成泡孔结构,常见的物理发泡剂有HCFC⁃141b、HCFC⁃22和液态CO₂等。

泡沫稳定剂是聚氨酯泡沫材料不可缺少的一种助剂,聚氨酯材料在发泡过程中,它能促进体系形成大小稳定的泡孔,从而对泡沫材料的应用起到关键作用。实际生产中应用最广泛的是有机硅类表面活性剂,其主要结构为聚硅氧烷⁃氧化烯烃嵌段或接枝共聚物。