一般多元醇化合物的官能度大、羥值高，則制得的泡沫塑料硬度大，機(jī)械物理性能好，耐溫性能好。但與異氰酸酯等其他組分的互溶性差。

羥基化合物與異氰酸酯的反應(yīng)是聚氨酯合成中常見(jiàn)、基礎(chǔ)的反應(yīng)之一。羥基含量相同的情況下，官能度大的反應(yīng)速率大，反應(yīng)物的粘度增加快。官能度相同的情況下，羥值高的聚醚活性高與TDI的反應(yīng)性加強(qiáng)，羥值低的聚醚活性低與TDI的反應(yīng)性減弱。作為發(fā)泡過(guò)程中的兩大主反應(yīng)：TDI與水的反應(yīng)活性相當(dāng)于它與仲醇的反應(yīng)，因此聚醚羥值的波動(dòng)會(huì)破壞發(fā)泡過(guò)程中TDI與聚醚及水的反應(yīng)平衡。若羥值高，則TDI與聚醚的反應(yīng)性增強(qiáng)，主反應(yīng)增強(qiáng)。若羥值低，則TDI與水的反應(yīng)增強(qiáng)，造成主反應(yīng)速度跟不上發(fā)泡反應(yīng)速度，易造成塌泡現(xiàn)象。

聚醚羥值的波動(dòng)對(duì)泡沫制品有較大的影響，聚醚的羥值直接影響到TDI的加入量，若羥值高，則TDI用量增加，若用戶未對(duì)TDI的量進(jìn)行調(diào)整，相當(dāng)于TDI加入過(guò)少，造成泡沫裂紋、回彈性差、強(qiáng)度差、壓縮永久變形增大。反之，相當(dāng)于TDI加入過(guò)多，會(huì)使泡沫形成大孔和閉孔、硬度增加、熟化時(shí)間長(zhǎng)引起燒心。

2、不飽和度

聚醚反應(yīng)溫度的高低及催化劑的多少直接影響聚醚產(chǎn)物的不飽和度，反應(yīng)溫度高或催化劑含量高(聚醚鏈的活化中心數(shù)量多)，則副反應(yīng)增加，不飽和度增加。不飽和度增加說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中生成的醛類等不飽和物質(zhì)增多，聚醚的端基形成不飽和雙鍵后就失去了反應(yīng)活性，鏈增長(zhǎng)終止，影響聚醚的平均分子量，使平均分子量降低，羥值升高，聚醚的官能度降低。官能度的高低直接影響著泡沫制品的性能，因此在生產(chǎn)控制中，不飽和度越低說(shuō)明副反應(yīng)越少，對(duì)泡沫制品的影響越小。

3、水分

水作為發(fā)泡劑是泡沫塑料中重要的反應(yīng)之一，少量的水可消耗大量的TDI，并產(chǎn)生大量的氣體、放出熱量。反應(yīng)混合物中水濃度的增加可使反應(yīng)速度加快。若聚醚中水分(計(jì)算TDI指數(shù)時(shí)將其忽略)增加，不但消耗大量的TDI使聚醚活性降低造成裂泡、塌泡，同時(shí)因反應(yīng)中放出大量的CO[sub]2[/sub]及熱量，會(huì)減小泡沫制品的密度，若生成的熱量不能迅速移走，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成黃心甚至著火。若聚醚水分超標(biāo)嚴(yán)重，生成脲鍵及CO[sub]2[/sub]的量增加，泡沫密度變小，泡沫制品變硬，同時(shí)放出大量的熱易造成燒心。若客戶在不知情的情況下進(jìn)行使用，相當(dāng)于增加了水量，但TDI及催化劑的用量未進(jìn)行調(diào)整，易造成裂泡，超標(biāo)嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)塌泡現(xiàn)象。因此在聚醚的控制過(guò)程中水分越低好，有利于泡沫制品配方及性能的穩(wěn)定。

4、酸值

AV可以羥值的形式表現(xiàn)，因此酸值高消耗TDI多，但由于量少可忽略不計(jì)。反應(yīng)溫度高及催化劑濃度的增加會(huì)增加副反應(yīng)，使酸值升高;酸值高在泡沫形成過(guò)程中消耗的胺類催化劑多，降低了反應(yīng)活性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)由于胺類催化劑消耗太多造成泡沫制品的收縮、閉孔。

5、分子量

大部分高聚物的性能隨分子量的增加而提高，如抗張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、熔點(diǎn)、硬度和玻璃化溫度等隨分子量的增加而上升，而溶解度相反。這種關(guān)系在分子量提高至一定值后變化就不顯著了。聚醚的分子量可由羥值、官能度計(jì)算而得。對(duì)于同一牌號(hào)，分子量的大小受不飽和鍵的影響，因此引起分子量變化的影響因素與不飽和度的影響因素類似，二者是一個(gè)相輔相成的關(guān)系，即同一牌號(hào)聚醚，不飽合度增加→分子量減小;不飽和度減少→分子量增加。

6、鉀離子

聚醚中殘余催化劑的存在將直接影響予聚體制備及聚氨酯制品的物理性能，因?yàn)殁涬x子促進(jìn)聚氨酯化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中生成剛性且交聯(lián)的脲基甲酸酯與縮二脲基，使泡沫制品變硬，彈性降低，嚴(yán)重時(shí)凝膠。同時(shí)鉀離子含量高，當(dāng)作為原料與TDI進(jìn)行發(fā)泡時(shí)，發(fā)泡熱量不能及時(shí)散發(fā)，造成泡沫燒心。

7、抗氧劑

為了提高泡沫制品的抗氧化能力，我們?cè)诰勖焉a(chǎn)和發(fā)泡過(guò)程中加入抗氧劑(可將泡沫制品的燃燒溫度提高至180℃以上，其加入量與加入的水量有關(guān))。提高泡沫制品的燃燒溫度，避免了燒心現(xiàn)象的發(fā)生。

8、色值

色值是聚醚直觀的表觀指標(biāo)，色值的好壞能直接反應(yīng)聚醚的質(zhì)量。聚醚醚鍵上的碳原子極易氧化，尤其是在堿性介質(zhì)中和較高溫度下，均會(huì)造成副反應(yīng)的增加，生成不飽和鍵，若色值深，則相應(yīng)的其他指標(biāo)(如AV、不飽和度等指標(biāo))也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，同時(shí)造成泡沫制品的顏色相應(yīng)發(fā)生變化。

嚴(yán)格控制各組分計(jì)量精度，減少計(jì)量誤差。在連續(xù)塊狀泡沫體生產(chǎn)中，應(yīng)注意調(diào)整混合頭物料吐出速度和輸送帶運(yùn)行速度，使之協(xié)調(diào)，要避免因輸送帶速度過(guò)慢或吐出量過(guò)大造成未起發(fā)物料流入已開(kāi)始起發(fā)物料底部的潛流現(xiàn)象，從而使物料不能正常起發(fā)產(chǎn)生塌陷，而且塌陷的物料不易產(chǎn)生局部“氣種”，造成局部熱量積累，增加焦燒的危險(xiǎn)性。在實(shí)際生產(chǎn)中，如工藝參數(shù)調(diào)整不佳，將會(huì)在塊泡底部出現(xiàn)一條條小的黃色焦化線。

應(yīng)避免新生產(chǎn)出來(lái)的泡沫體受外力壓縮變形，其原因是因?yàn)榕菽w在未完全熟化時(shí)，受外力壓縮會(huì)影響泡沫網(wǎng)絡(luò)、泡沫結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是為了避免因壓縮而產(chǎn)生熱量積累，增加新泡沫自燃的危險(xiǎn)性。尤其在泡沫上升的反應(yīng)敏感階段，任何操作失誤和振動(dòng)，如輸送帶鏈條過(guò)緊產(chǎn)生的急拉運(yùn)動(dòng)、過(guò)多皺折的隔離紙和輸送帶的顛簸等都會(huì)引起未成熟的泡沫體的壓縮，引起焦燒。

嚴(yán)格注意泡沫體的熟化貯存程序，對(duì)于聚氨酯軟質(zhì)塊泡的生產(chǎn)，新泡沫的熟化過(guò)程是發(fā)生火災(zāi)事故的高發(fā)期。由于大型塊狀泡沫體內(nèi)部溫度高，散熱持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，通常達(dá)到內(nèi)部高溫度的時(shí)間約為30～60min，并在3~4h或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)才能開(kāi)始緩慢下降，在此段時(shí)間內(nèi)，新泡均已離開(kāi)生產(chǎn)線而進(jìn)入容易被人們忽視的熟化貯存段，若無(wú)良好的監(jiān)控措施，將極易引發(fā)火災(zāi)。有資料報(bào)道，使用分子量5000的聚醚多元醇、4.7份水和8份F-11、TDI指數(shù)為1.07的異氰酸酯生產(chǎn)密度22kg/m3的塊狀軟質(zhì)泡沫體時(shí)，新泡沫體在2h后發(fā)現(xiàn)少量淡黃色煙霧，雖然泡沫體外表溫度并不高，但泡沫體內(nèi)部已處于十分危險(xiǎn)的分解初期階段，溫度在200~250℃左右，已開(kāi)始自燃。

為防止泡沫體自燃，對(duì)新生產(chǎn)的泡沫體進(jìn)行熟化貯存，碼放時(shí) 不得超過(guò)3層，間距必須大于lOOmm，好單獨(dú)放置。熟化貯存段應(yīng)配備專職人員加強(qiáng)監(jiān)控，如每隔15min則定泡沫體內(nèi)部溫度，監(jiān)控時(shí)間至少為12h，甚至更長(zhǎng)時(shí)間，然后正常貯存。對(duì)于有可能產(chǎn)生高溫的泡沫體，應(yīng)根據(jù)需要將大塊泡沫體水平剖開(kāi)(如厚度200mm),以利于泡沫體散熱。當(dāng)發(fā)現(xiàn)泡沫體冒煙或自燃時(shí)，應(yīng)使用水噴淋或使用滅火器滅火，切不可任意移動(dòng)泡沫體或打開(kāi)門窗，以免因加大空氣對(duì)流量而使火勢(shì)擴(kuò)大。

在日前召開(kāi)的2017聚氨酯材料汽車應(yīng)用大會(huì)上，中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)傅向升表示，聚氨酯行業(yè)要抓住汽車行業(yè)輕量化、高端化、高舒適度、安全環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，助力我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

車用聚氨酯材料應(yīng)用與日趨增

“我國(guó)汽車產(chǎn)銷量連續(xù)多年全球，2017年銷量更是有望接近3000萬(wàn)輛，快速發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)上游聚氨酯行業(yè)發(fā)展起到重要的拉動(dòng)作用?！敝袊?guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)助理陳士華如是說(shuō)。

“隨著消費(fèi)者對(duì)汽車內(nèi)飾檔次、功能、環(huán)保等要求不斷提高，生態(tài)功能性聚氨酯產(chǎn)品將是車用材料的發(fā)展重點(diǎn)。”中國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)呂國(guó)會(huì)表示，聚氨酯行業(yè)非常重視汽車這一與日趨增的市場(chǎng)，為此，中國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)首次在我國(guó)汽車聚集地之一的重慶召開(kāi)聚氨酯材料汽車應(yīng)用大會(huì)。

“汽車越豪華，聚氨酯用量越多。”1月3日，中國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)韓寶樂(lè)接受《中國(guó)汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示，國(guó)內(nèi)普通汽車一般聚氨酯用量在20kg左右，國(guó)外汽車或國(guó)內(nèi)高檔汽車多在30kg左右。據(jù)記者了解，2016年，我國(guó)車用聚醚需求量為30.9萬(wàn)噸，聚合MDI(二基甲烷二異氰酸酯)需求量10萬(wàn)噸左右，較2015年增長(zhǎng)了8%左右。2016年軟泡下游需求為44.4萬(wàn)噸，較上年有一定增長(zhǎng)。根據(jù)IHS Markit 數(shù)據(jù)顯示，聚氨酯在各個(gè)國(guó)家汽車材料中占兩成左右，汽車內(nèi)飾上聚氨酯用量非常大。

未來(lái)我國(guó)汽車工業(yè)仍將呈現(xiàn)較好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，而汽車內(nèi)飾材料用聚氨酯的市場(chǎng)需求也將隨之拉動(dòng)。傅向升還表示，除了在傳統(tǒng)汽車上的應(yīng)用，聚氨酯企業(yè)還要瞄準(zhǔn)汽車發(fā)展的新形勢(shì)，比如智能汽車、新能源汽車的新要求。隨著車用聚氨酯材料技術(shù)、工藝的不斷提升、產(chǎn)能豐足且成本逐日下降，未來(lái)車用聚氨酯材料會(huì)呈現(xiàn)較大幅度的增長(zhǎng)。

輕量化材料的“后起之秀”

輕量化，是“汽車四化”之一。談及汽車輕量化，高強(qiáng)度鋼、鋁鎂合金、工程塑料、復(fù)合材料，甚至是碳纖維都常常被掛在嘴邊，但車用聚氨酯材料卻較少被提及。

對(duì)此，韓寶樂(lè)告訴記者，“車用聚氨酯材料進(jìn)入中國(guó)相對(duì)較晚，它在國(guó)外應(yīng)用已非常廣泛且趨于飽和。與其他材料相比，目前我國(guó)聚氨酯材料價(jià)格相對(duì)偏高，競(jìng)爭(zhēng)性不強(qiáng)，一般車企都是別無(wú)選擇時(shí)才會(huì)用?！?/p>

目前，汽車用聚氨酯產(chǎn)品使用量開(kāi)始日益增多。中國(guó)重汽(香港)有限公司高級(jí)工程師李光耀介紹，一是聚氨酯在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用(主要是內(nèi)飾件)：主要用于汽車儀表盤、座墊、靠背、頭枕、車門、扶手、方向盤總成、汽車頂棚、門內(nèi)板和密封件等部位。二是聚氨酯在汽車功能件上的應(yīng)用(含外飾件及各種功能件)：用于保險(xiǎn)杠、方向盤、車身壁板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋、散熱器格柵、檔泥板、擾流板等。三是PU涂料、膠黏劑、密封膠等。

“需求帶來(lái)發(fā)展?！崩罟庖嬖V記者，汽車產(chǎn)量越大，聚氨酯需求量越大。為關(guān)鍵的理由是，輕量化、舒適安全、綠色環(huán)保將是促進(jìn)聚氨酯材料在汽車上廣泛應(yīng)用的強(qiáng)勁動(dòng)力。他舉例，座墊、靠背、頭枕是聚氨酯泡沫塑料在汽車上用量大的部位，也是人們乘坐舒適性敏感的地方。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩襯墊及腳墊，如PU超纖仿鹿皮絨具有外觀豪華、質(zhì)感柔軟、優(yōu)雅光澤和耐用性好等優(yōu)點(diǎn)，使汽車內(nèi)飾件有了家居感覺(jué)，也已得到汽車生產(chǎn)企業(yè)的青睞，成為高檔汽車不可缺少的高級(jí)內(nèi)飾環(huán)保材料?！艾F(xiàn)比較流行的做法是PVC皮革吸塑(或橡膠硫化)后與聚醚多元醇和異氰酸酯發(fā)泡填充而成。”他介紹道。

在輕量化的趨勢(shì)下，非金屬材料和復(fù)合金屬材料將得到廣泛應(yīng)用，環(huán)保型膠黏劑的研發(fā)、生產(chǎn)會(huì)成為未來(lái)發(fā)展的主流?！熬郯滨ツz粘劑在汽車中主要用于擋風(fēng)玻璃、車燈、濾芯、內(nèi)飾頂棚等方面。水溶型膠黏劑、無(wú)溶劑型膠黏劑、熱熔型膠黏劑將具有較好的發(fā)展前景。”上海金湯塑膠科技有限公司詹中賢對(duì)記者說(shuō)，目前我國(guó)汽車工業(yè)對(duì)各種類型的膠粘劑和密封膠的年總需求量十幾萬(wàn)噸，其中聚氨酯膠粘劑用量十分可觀?！?/p>

車用聚氨酯產(chǎn)品聚焦六大方向

未來(lái)我國(guó)汽車工業(yè)仍將呈現(xiàn)較好地發(fā)展態(tài)勢(shì)，而汽車內(nèi)飾材料用聚氨酯的市場(chǎng)需求也將保持旺盛增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

未來(lái)車用聚氨酯產(chǎn)品聚焦六大方向。李光耀認(rèn)為，一是多種材料功能復(fù)合已逐漸成為汽車非金屬零件性能提升的重要技術(shù)手段之一，如TPU與PP、PVC、PC、PA等塑料，TPU與橡膠等構(gòu)成性價(jià)比優(yōu)良的復(fù)合材料，可在汽車工業(yè)中發(fā)揮重大作用;二是聚氨酯泡沫和制品發(fā)展逐漸向輕量化、多硬度、低氣味、低霧度、耐老化、存放穩(wěn)定性以及更加環(huán)保的方向發(fā)展;三是材料配方、成型工藝上需進(jìn)一步優(yōu)化，要符合國(guó)家法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的要求;四是材料界面相容、反應(yīng)放熱、固化速度以及穩(wěn)定性值得關(guān)注;五是新材料試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法有待材料生產(chǎn)廠家與汽車制造廠家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并催生相應(yīng)的市場(chǎng)需求;六是隨著聚氨酯行業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，生態(tài)功能型聚氨酯產(chǎn)品的需求量會(huì)有較大增長(zhǎng)幅度，特別是超細(xì)纖維PU革的需求量會(huì)越來(lái)越大。

中國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)制定的行業(yè)“十三五”產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃建議明確提出，未來(lái)聚氨酯產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯的趨勢(shì)是產(chǎn)業(yè)化、基地化，加快一體化進(jìn)程，拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條，參加競(jìng)爭(zhēng)，并建設(shè)若干個(gè)臨港聚氨酯產(chǎn)業(yè)基地。呂國(guó)會(huì)在會(huì)上表示，車用聚氨酯材料應(yīng)順應(yīng)這一趨勢(shì)，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)集聚發(fā)展。

未來(lái)汽車行業(yè)高舉“輕量化”大旗，越來(lái)越多的非金屬材料替代金屬制品，聚氨酯也成為車用非金屬材料中的“后起之秀”。

這款A(yù)quArmorTM WBU水性聚氨酯地坪涂料是新一代高性能、脂肪族聚氨酯水性涂料，可同時(shí)用于地坪和墻壁表面，具有與溶劑型產(chǎn)品相媲美的高性能和美學(xué)特性，同時(shí)具有比溶劑型配方更低揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的優(yōu)點(diǎn)。

AquArmorTM WBU水性聚氨酯地坪涂料能在長(zhǎng)期使用過(guò)程中保持地坪表面外觀，涂層的濕邊應(yīng)用性能有助于大限度地減小輪胎痕跡，產(chǎn)品還具有優(yōu)越的耐化學(xué)品性能，有助于提高汽車經(jīng)銷商陳列室、飛機(jī)機(jī)庫(kù)、食品飲料設(shè)施和倉(cāng)庫(kù)、制藥加工設(shè)備和輕工制造領(lǐng)域地面的美觀性。

“目前用于汽車經(jīng)銷商、飛機(jī)機(jī)庫(kù)和倉(cāng)庫(kù)等領(lǐng)域的大多數(shù)地坪系統(tǒng)依然以溶劑型為主，因?yàn)槿魏嗡蕴娲范嘉催_(dá)到這些系統(tǒng)所要求的性能標(biāo)準(zhǔn)，AquArmorTM WBU水性聚氨酯地坪涂料的出現(xiàn)將改變這一現(xiàn)狀”，宣偉公司樹(shù)脂地坪市場(chǎng)總監(jiān)Casey Ball說(shuō)，“這款新涂料提供了與溶劑型系統(tǒng)相同或更好的耐化學(xué)品性、耐熱輪胎污染和熱輪胎剝離性能，同時(shí)減少了揮發(fā)性有機(jī)化合物排放”。

AquadmorTM WBU水性聚氨酯地坪涂料干燥時(shí)間短，18小時(shí)即可徒步行走，24小時(shí)即可行駛輕型交通工具，48小時(shí)后可以完全通行重載。南京地坪涂料公司海豐地坪轉(zhuǎn)。