20世纪70年代初，美国联合碳化物公司以研制高回弹泡沫塑料(High Resilience Foam，简称HR泡沫)为目的，而开发成功了冷熟化（Cold Cure）工艺体系的泡沫。所以，通常我们指“冷熟化” 泡沫就是“高回弹” 泡沫。 这种冷熟化工艺体系的泡沫是用高相对分子质量的高活性聚醚多元醇与多异氰酸酯反应的产物。 

　　高回弹泡沫塑料使用的是相对分子质量4800-6000，分子链末端伯羟基占了三分之二以上的聚醚多元醇。正是由于主要原料聚醚多元醇的上述结构，HR泡沫才具备了与通型低密度软泡迥然不同的众多特点。聚醚多元醇的高相对分子质量使HR泡沫具备了高达55％～72％的落球回弹率；而聚醚分子链末端的伯羟基使得模塑HR泡沫能在较低温度下熟化，同时伯羟基与异氰酸酯形成的氨基甲酸酯具有较高的热稳定性，使HR泡沫具备一定的自阻燃性能。高回弹泡沫的气泡结构较粗糙，泡孔不够均匀。这种不规则的气泡结构使得HR泡沫在受到压力负荷的初期表现出较柔软的特性；而受到较大的压力时，却表现出很强的承载支撑性能。高回弹泡沫具有较通用型低密度软泡更优异的舒适性能，所以常常用作高档家具和飞机、火车及豪华大巴、小汽车等的装璜衬垫材料。 

　　高回弹泡沫主要由块状发泡工艺和模塑发泡工艺制备而成的。

　　基于聚醚的高活性、工艺的冷熟化，随后厂家又开发出了聚氨酯半硬泡。 

　　一、基础原料

　　1．高活性聚醚多元醇：

　　用作冷熟化体系的聚醚多元醇是高相对分子质量、高活性聚醚多元醇。其合成多用丙三醇，三羟甲基丙烷等作起始剂，在碱性催化剂如氢氧化钾／氢氧化钠存在下，与环氧丙烷和／或环氧乙烷聚合，最后用环氧乙烷封端而成。环氧乙烷封端而形成的伯羟基与异氰酸酯的反应活性是仲羟基的三倍。 

　　上世纪90年代出现的用双金属催化剂合成聚醚的工艺，制备出了低不饱和度和分子质量分布较窄的高相对分子质量聚醚多元醇。用这种多元醇制备的HR泡沫会有更好的物理机械性能。

　　通用的高活性聚醚多元醇主要指标为:

　　羟值：mgKOH／g 32～36 

　　酸值：mgKOH／g ≤0.05

　　水份：％ ≤0.05 

　　pH值： 5-7

　　K+、Na+：ppm ≤5

　　C=C：mgW／g ≤0．06

　　色度：APHA ≤50 

　　国外的品种有Dow公司 4701

　　国内有代表性的生产厂家及产品牌号： 

　　中国石化天津石化公司聚醚事业部 TEP330N、TEP3033

　　中国石化上海高桥石化公司聚氨酯事业部 300N

　　金浦集团江苏钟山化工有限公司 1618A

　　2．聚合物多元醇

　　聚合物多元醇不但能增加HR泡沫的承载负荷性能，而且还在易形成闭孔结构的HR泡沫中具有一定的开孔作用。现在常见的聚合物多元醇有下面三大类： 

　　（1）乙烯基聚合物多元醇

　　这是最常见、最通用的一种聚合物多元醇，是聚醚多元醇的后加工产品。美国联合碳化物公司最先在1976年公布了聚合物多元醇的技术专利。它是在一定的引发剂作用下，将苯乙烯、丙烯腈接枝到聚醚多元醇上的一种分散物。由于它外观为乳白色，俗称“白聚醚”，也有称“强力聚醚"的，其主要物理指标为：

　　羟值：mgKOH／g 26―32

　　酸值：mgKOH／g ≤0．05 

　　pH值 7―10

　　粘度：mPaS／25℃ ≤5000

　　固含量：％ 18―40

　　国内具有代表性的生产厂家及产品牌号： 

　　中国石化天津石化公司聚醚事业部 TPOP36／28 

　　中国石化上海高桥石化公司聚氨酯事业部 POP36／28

　　金浦集团江苏钟山化工有限公司 GPl02、GPl03、GPl04 

　　（2）聚脲多元醇

　　美国拜尔公司上世纪80年代初用二元胺和二异氰酸酯在高活性聚醚多元醇母体上接枝聚合而成聚脲多元醇。因为胺和异氰酸酯反应生成脲，所以它被称为聚脲多元醇。

　　（3） PIPA多元醇

　　这是Shell公司用三乙醇胺，二异氰酸酯(TDI)在聚醚中聚合生产的新型聚合物多元醇，但在国内市场上尚未见到。 

　　美国Albemarle公司认为，聚脲多元醇和PIPA多元醇合成的HR软泡具有明显的自阻燃性能，用这两种聚醚合成阻燃型HR泡沫时，阻燃剂用量可减少l0％。 

　　3．有机硅泡沫稳定剂（硅油）

　　用于HR泡沫的有机硅泡沫稳定剂是具有低稳泡作用的硅酮表面活性剂。愈是反应活性高的HR泡沫发泡体系，所用的有机硅表面活性剂的泡沫稳定性能愈是要低，否则会产生严重的闭孔结构。例如HR泡沫反应混合料如果被热模塑软泡硅油污染，生成的闭孔泡沫经机械碾压也不能开孔。

　　HR泡沫使用的有机硅表面活性剂分子质量较低，易迁移出泡沫体之外。所以，提高HR泡沫专用的有机硅表面活性剂的分子质量以增强它在HR泡沫中的耐迁移性能也应成为有关厂商关注的课题。 

　　目前，国外、国内的高回弹泡沫稳定剂有：
 
　　Witco(美国) DC一5043、L一5307、Y一10366

　　TH Goldsehmidt(德国) B-8681、B-4113

　　4．交联剂和扩链剂

　　HR泡沫同低密度通用型软泡的又一不同之处，在于它常使用交联剂和扩链剂。HR泡沫使用的交联剂和扩链剂有醇类，胺类和醇胺类三种。一般情况下把二元醇或二元胺称为扩链剂，而把官能度大于2的多元醇或多元胺称为交联剂。在实际生产中，往往根据制品的要求，可以单独或者混合使用，而且在化学机理上，它们所起的作用也难以判别。现从化学结构上进行分类介绍。 

　　（1）含羟基交联剂和扩链剂

　　有意义的醇类交联剂主要是含多羟基的脂肪族单体，如丙三醇，三羟甲基丙烷，季戊四醇等。而二元醇则多被当作扩链剂用于自结皮泡沫和RIM制品。芳香族羟基多元醇因其化学活性太低，很少用于HR泡沫中。

　　脂肪族醇类交联剂在HR泡沫中并不能明显增加泡沫的承载支撑性能。而有些脂肪族醇类交联剂(如丙三醇)则对HR泡沫乳白时间上有延迟功能。 

　　（2）胺基交联剂和扩链剂

　　胺基交联剂是指具有胺基官能团的芳香族和脂肪族单体。胺基交联剂与异氰酸酯反应形成结晶的硬链段，从而改善了泡沫的机械强度。脂肪族胺交联剂的胺都是伯胺，反应活性太大，不宜直接参与HR泡沫的制备，应改性成仲胺使用。芳香胺的反应活性适中，在HR泡沫中占据重要地位(如MOCA)。但芳胺交联剂在室温下多为固态，使用很不方便，须作液化改性或处理后才能方便使用。 

　　（3）醇胺交联剂

　　醇胺类交联剂主要有二乙醇胺和三乙醇胺。 

　　二乙醇胺具有一个胺基和两个羟基。由于二乙醇胺的三个官能团均匀分布在氮原子的三个方向，这就限制了氮原子附近相邻链之间氢键的形成。所以HR泡沫的硬度会随二乙醇胺用量的增加而降低。在二乙醇胺用量为2％时，HR泡沫的硬度达到最低。 

　　研究发现，二乙醇胺用量对HR泡沫的回弹性也有明显的影响，当二乙醇胺用量达到2％时，回弹性能就不再有明显的变化了；同时，二乙醇胺用量与HR泡沫的压陷系数也有一定的对应关系。

　　三乙醇胺能够明显地增加HR泡沫的支撑强度，大多数场合下，三乙醇胺用于半硬泡体系和模塑HR泡沫中。但三乙醇胺会使HR泡沫的伸长率降低，回弹性变差。 

　　5．发泡剂

　　发泡剂一般分为物理发泡剂和化学发泡剂两种。水是HR泡沫中主要的化学发泡剂，水与异氰酸酯的反应生成的CO2而发泡。物理发泡剂包括氟氯烃，常用的有141b、二氯甲烷等。在使用物理发泡剂时，须仔细地调整配方。

　　6．催化剂

　　用于HR泡沫的催化剂主要为叔胺催化剂和金属催化剂，为了能使混合液能在形状复杂的模具中分布均匀，常常使用具有延长乳白时间功能的“延迟催化剂"。 

　　HR泡沫最常用的叔胺催化剂有双(β-二甲基胺基)乙基醚，三乙烯二胺。双(β-二甲基胺基)乙基醚是一种极强的发泡催化剂，它的90％的催化功能是促进异氰酸酯和水的反应，l0％的催化功能是促进异氰酸酯和羟基的反应；三乙烯二胺则有60％的催化功能是促进异氰酸酯和水的反应，40％的催化功能是促进异氰酸酯和羟基的反应。

　　由于HR泡沫所用的聚醚多元醇反应活性高，它和异氰酸酯的聚合反应不需过强的凝胶催化剂。所以在控制HR泡沫诸反应时通常将三乙烯二胺当作凝胶催化剂来使用。有的催化剂供应厂商将三乙烯二胺归类为“强力凝胶催化剂”。 

　　金属催化剂也是被作为凝胶催花剂使用的。 用于聚氨酯软泡合成的金属催化剂主要为辛酸亚锡和二丁基锡二月桂酸酯。辛酸亚锡主要用于通用型低密度块状软泡和热熟化模塑软泡中；二丁基锡二月桂酸酯主要用于块状HR泡沫和冷模塑泡沫如HR泡沫和自结皮泡沫中。

　　辛酸亚锡在软泡中有防老化的功效，但它会加重泡沫块形成密度梯度的倾向；二丁基锡二月桂酸酯则对聚醚多元醇中的醚键有催化氧化的作用，例如：在高温(如140℃)下，当聚醚多元醇中的抗氧剂缺失或不足时，块状HR泡沫中心会出现剧烈的烧心现象甚至产生泡沫失强的后果。

　　此外，二丁基锡二月桂酸酯是一种剧毒的化学品，它曾被用于远洋货船的防护涂料中，这样可防备海洋生物粘附在船底影响船速。但是二丁基锡二月桂酸酯因此进入了海洋生物的食物链，最终进入人体。所以有些欧美大企业如瑞典的家具厂商Ika已拒绝含有二丁基锡二月桂酸酯的泡沫制品。

　　实际上有生产厂家在模塑HR泡沫中只用三乙烯二胺作凝胶催化剂而不用二丁基锡二月桂酸酯。但这样一来叔胺催化剂的用量就会较大。由于这些叔胺催化剂的分子质量较低，极易迁移和排放。在全世界都强调要努力减少VOCs的今天，采用高分子质量或反应型的叔胺催化剂实际上是大势所趋。 

　　合成HR泡沫的聚醚多元醇的反应活性高，在发泡过程中凝胶很快，混合液粘度也随之增加很快，很容易使形状复杂的模塑HR泡沫制品出现缺陷。为了延长乳白时间，以便聚氨酯混合液能有足够时间流遍模腔底部，人们常常使用延迟催化剂。延迟催化剂主要是延迟叔胺催化剂。它常用弱酸中和叔胺催化剂的碱性，在异氰酸酯与酸反应完后，叔胺催化剂便又恢复了它的碱性即催化活性。异氰酸酯与酸反应所需要的时间就是HR泡沫被延长了的乳白时间。一般来说，延迟催化剂仅仅延长乳白时间而不会推迟凝胶时间。

　　用在HR泡沫具有延迟功能的金属催化剂主要有含巯基有机锡催化剂如二丁基锡硫代碳酸酯。

　　在块状HR泡沫的制备中要注意不能用过多的叔胺催化剂，太多的叔胺催化剂不但会降低泡沫的硬度，还有造成塌泡的危险。 

　　7．异氰酸酯

　　（1）TDI与聚合MDI的混合异氰酸酯 

　　TDI(T-80)和聚合MDI的物理混合物常被方便地用作模塑HR泡沫的异氰酸酯。在这种物理改性的异氰酸酯中，TDI的用量占全部异氰酸酯总量的O％～l00％：聚合MDI用量也随之为l00％～0％。 

　　聚合MDI在上世纪60年代中期就开始被用于冷熟化自结皮软泡的制备。70年代初期聚合MDI和TDI的混合物曾被广泛用作块状HR泡沫和模塑HR泡沫的生产。但块状HR泡沫很快就不用这种混合物了。

　　在这种混合异氰酸酯中，TDI所占比例愈高，物料的粘度就愈低，HR泡沫的模塑质量也愈好；而聚合MDI的比例愈大，发泡体系的反应活性就愈高，脱模时间就愈短，泡沫的硬度也愈大。

　　HR泡沫开发早期，人们喜欢采用3：2的聚合MDI／TDI的比例制备高质量的HR泡沫制品。 

　　以美国通用汽车为代表，HR泡沫生产商多喜欢采用l：4的比例的聚合MDI／TDI混合物制造汽车坐垫靠垫，因为这种比例的混合异氰酸酯制得的HR泡沫的综合性能最好。现在亚洲和中国仍有不少厂家用聚合MDI／TDI混合物生产高档车用垫材。 

　　（2）异氰酸酯改性产品

　　见专题叙述：异氰酸酯的改性与应用综述

　　8．脱模剂

　　聚氨酯泡沫除与聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯外的很多材料都有比较好的粘结性， 因引在制作模塑制品时，脱模剂是必不可少的，脱模剂就其使用方法来讲，分内脱模剂和外脱模剂两种，国内使用最多的是外脱模剂。而外脱模剂就其主要成分而言，可分为有机硅类和蜡类两大系列。

　　目前国内生产脱模剂的主要厂家有航天部42研究所等。 

　　二、模塑高回弹泡沫

　　1、模塑高回弹配方

　　聚氨酯发泡是一个复杂的化学过程，每个产品的生产厂家都应根据自己产品的 要求设计出适合自己生产的配方和工艺。但即使是一个比较成熟的生产配方，也需要根据气温的差异、原材料批次的不同而作适当的调整。没有一个永恒不变的配方，特别是对于一些生产规模不大，而手工发泡生产的厂家，懂得如何去调整配方对自己工厂的正常生产也是至关重要的。下表是HR泡沫的典型配方及性能测试结果，其中配方I适用于汽车座垫的配方，配方Ⅱ适用于摩托车座垫： 

　　基本配方 TM混合体系 液化MDI体系

　　I II III IV 

　　聚醚多元醇 羟值36mgKOH／g 60 50 75 60 100-0

　　聚合物多元醇 羟值28mgKOH／g 40 50 25 40 0-100 

　　泡沫稳定剂 0.8～1.2 0.8～1.3 0.8 0.6 0.6

　　水 2.5～2.8 2.1～2.2 3.1 2.5 2.75 

　　二乙醇胺 0.8～1.2 1.5～2.0 0.7 1.0 0.5

　　三乙醇胺 1.5～2.0 1.5～2.5 - - -

　　A-1 0.1～0.15 0.12～0.18 0.08 0.1 0.1

　　A-33 0.3～0.4 0.3～0.4 0.48 - - 

　　有机锡 - - - 0.3 0.025

　　TDI/粗MDI 4:1 1:1 2.6:1 2.6:1 -

　　液化MDI - - - - Y

　　Index 103～105 103～105 98 100 105

　　物理性能

　　密度 kg/m3 48-52 60-65 35.1 43.6 48

　　IFD(25%) N 120-130 210-230 67.8 71.2 155

　　IFD(65%) N 340-380 600-650 184 219 436

　　压陷系数 Sag因子 2.8 2.6 2.71 2.55 2.8

　　拉伸强度 KPa 120 127 75 

　　撕裂强度 Ncm 2.8 - -

　　断裂伸长率 % 120-130 100-120 230 168 130

　　落球回弹率 % 55-60 52-58 65 55 53

　　压缩变定 %(75%) - - 2.5 

　　压缩变定 %(90%) 4 5.1 -

　　2、配方说明 

　　聚合物多元醇在HR泡沫中有两个作用：一是它有增加泡沫支撑强度的功能；二是它有使泡沫开孔的功能。聚合物多元醇在全部聚醚多元醇中的比例在0％-100％之间。虽然HR泡沫的承载负荷性能随着聚合物多元醇比例的增加而提高，但多元醇混合物的粘度也随之增大。混合物过大的初始粘度会使得与异氰酸酯的反应物料难以在模具内均匀分布。 

　　制备低密度HR泡沫可使用高固含量的聚合物多元醇。 

　　有人认为聚合物多元醇的增强功能来自于它的支链与别的分子链的缠绕形成了交联点。但这类交联点在湿热条件下就会消失，所以这类交联被称为假性交联。聚合物多元醇路线的HR泡沫的湿热老化性能和耐用性能较差。

　　（1）对于TDI和聚合MDI混合物的异氰酸酯组分来说，HR泡沫的模塑质量随TDI在异氰酸酯组分中的比例的增加而改善；但泡沫体系的反应活性随聚合MDI的比例的增加而提高，脱模时间也随之缩短。泡沫的手感和其它的HR模塑泡沫应选择较低的异氰酸酯指数。异氰酸酯指数超过l00，泡沫手感变差，显得僵硬粗糙，其它物理性能也劣化了。异氰酸酯指数低于100，泡沫会产生乳胶般舒适的手感，泡沫回弹性能也较好。TDI与聚合MDI的最佳比例是80：20 

　　三乙醇胺是聚氨酯半硬泡常用的交联剂，有时也用它作模塑HR泡沫的交联剂。HR泡沫的硬度随三乙醇胺的增加提高得很明显。但三乙醇胺含有叔胺，所以用量过多时也会造成塌泡。同时三乙醇胺还会使泡沫变脆，影响泡沫的伸长性能和回弹性能。

　　芳胺交联剂以MOCA为代表，还有如间苯二胺，邻苯二胺和对苯二胺均可用于这种聚合物多元醇型的HR泡沫。

　　模塑HR泡沫用双(β-二甲胺基乙基)醚作发泡催化剂，用三乙烯二胺作凝胶催化剂，可省去金属催化剂。但叔胺催化剂用量大幅度增加。这使HR泡沫的VOC和Fog指标严重超标。所以采用低VOC和低F09的催化剂是我们面前一项急迫的新课题。

　　（2）以高分子质量高活性聚醚多元醇，芳胺交联剂和改性MDI为特征的MDI路线，这一模塑HR泡沫路线也被称为快速脱模工艺。采用液化MDI工艺的HR泡沫体系的反应活性较高，泡沫在注模3 min后便可以脱模，有的甚至只需要1．5～2 min。这种泡沫脱模后2h后就可装配使用。这样不仅使产量得到增加，同时又节省了昂贵的模具和许多泡沫后熟化的场地。所以液化MDI为基础的模塑HR泡沫的硬度可通过调整MDI指数来控制，MDI指数每提高l0％，泡沫的承载硬度就会增加50％以上。同时，这种泡沫的耐湿热老化性能也极为优异。而液化MDI的蒸气压很低，也大大改善了工作场所的环境。

　　3．成型步骤

　　(1)加热模具至所需温度，在热模具中喷涂脱模剂，脱模剂一般为蜡在低沸点有 

　　机溶剂中的溶液，蜡膜可在40-60℃时快整干燥。

　　(2)如果需要，在应有的位置加入嵌件。

　　(3)把混合均匀的物料注入模腔中(可以用高压机、低压机，也可以用手工浇注)。

　　(4)泡沫熟化过程。混和异氰酸酯体系一般需5-10分钟；改性MDI体系一般为2-5分钟。 

　　(5)脱模、辗压制品。

　　(6)清理模具。 

　　必需指出的是：与开孔的热模塑泡沫体相反，闭孔的冷熟化模制品必须在脱模后的5分钟内尽快辗压开孔，以防因泡沫闭孔而收缩。同时在冷熟化模塑体的硬度在未达到最终硬度的90％之前，必须单独存放和运输，以免受因挤压而产生不可恢复的永久变形。

　　“双硬度”冷熟化模塑工艺。它是指由软、硬两种泡沫组成的泡沫垫，当然，这种坐垫也能由不同硬度的切割泡沫块胶合而成；但直接发泡比较美观和经济，而且在接合处的硬度过渡也很自然。该工艺一般是由双混合头一次性浇注而成，硬度的调节则可以透过改变聚醚多元醇与聚合物多元醇的比例及水量和异氰酸酯的量来完成。 

　　上海大众公司生产的桑塔纳轿车座垫就是双硬度泡沫的典型应用。 

　　4．工艺条件对模塑HR泡沫制品性能及外观的影响

　　（1）物料温度的影响

　　物料温度是工艺参数中最重要的一个参数，可以直接影响泡沫的性能，具体表现为：

　　a．物料温度越高，泡沫的密度越低；反之泡沫的密度就越高。 

　　b．一般来说，提高物料温度，泡沫的压缩变定、温热老化性能保持不变，而拉伸强度、伸长率和撕裂强度会下降。

　　c．提高物料的温度会降低物料的流动性，但泡沫制品的闭孔率也明显提高；虽然，生产周期会缩短，但制品的成品率却有所下降。 

　　综上所述，我们一般把物料的温度控制在18～27℃。

　　(2)模具温度的影响

　　a．对制品表面质量的影响

　　模具温度的高低，对泡沫的表皮影响较大。但针对不同密度的泡沫，其影响不完全遵循某个规律；针对不同的发泡体系，其影响程度也不完全一祥。这需根据实际生产经验来加以调整，以确定产品最合适的模具温度范围。

　　b．对物料流动性的影响

　　模具温度直接影响物料的流动性，提高模具的温度，物料的流动性降低，反之则会提高。

　　C．对表皮厚度的影响

　　一般来说，模具温度越高，泡沫表皮厚度越薄；而模具温度越低，则泡沫表皮厚度就越厚。在实际生产中，我们一般选择模具温度在40～50℃之间。实际生产中，初期加热模具后，依靠聚氨酯体系发泡反应产生的热量，就可以使接下来的模温能够保持在所需要的范围内，从而不再需要热源供应。

　　(3)注模系数的影响

　　在HR泡沫生产过程中，注模系数非常重要，它直接影响泡沫制品的表观质量和压陷负荷(压陷硬度)。过低的注模系数会使泡沫表面松散、凹坑、坍塌和不均匀的泡孔结构；而提高注模系数，泡沫的压陷负荷会相应提高，泡沫密度也会增大，但同时也会增加泡沫的闭孔率，而且过高的注模系数还会减少模具的使用寿命。因此泡沫的注模系灵敏，一般控制在1．2～1．3之间。 

　　在这样的注模系数下，模具内会产生不低于2kg／cm2的压力。模具的材质可选用铝合金、不锈钢、不饱和聚酯。为了不影响泡沫制品的尺寸，这就要求模具材质在承受2kg／cm2的压力时不能变形。另外在加工模具时，要考虑到大约2％泡沫的自然收缩率及模具接缝处的密封，以确保产品的质量。 

　　(4)浇注方式的影响

　　对HR泡沫来说，浇注方式非常重要，它可以直接影响泡沫体的外观。对于一些外形比较简单的模塑制品来说，这一点往往在生产中容易被忽视；对于一些外观比较复杂或体积比较庞大的制品来说，这一点显得尤为重要。有时改变一下浇注方式或浇注位置则会收到意想不到的效果，所以说浇注方式也是影响泡沫外观的直接因素之一。

　　(5)脱模剂的影响

　　脱模剂在泡沫制品的生产过程中，不仅起着使泡沫体容易从模腔中脱出的作用，还对制品表面的孔隙度有着很大的影响。评价脱模剂好坏的依据是：涂施是否方便，泡沫制品表面孔隙度是否均匀细密，涂施一次后的有效脱模次数及对模具的污染程度等。 

　　三、块状高弹软泡

　　块状高回弹泡沫主要应用于豪华“席梦思”床垫，在高档宾馆大家常可享受到这种高品质待遇。 

　　1．基本配方

　　原料 规格 I II III IV

　　聚醚多元醇 羟值36mg KOH／g 100 80 60 100

　　聚合物多元醇 羟值28mg KOH／g 20 40 

　　水 3.2 2.8 2.5 0.8-1.2

　　二乙醇胺 1.O 1.2 1.2 -

　　三乙醇胺 - - - 2.5-2.8

　　双(二甲胺基乙)醚 90％ 0.04 0.04 0.04 1.5-2.0 

　　三乙烯二胺 33％ 0.O7 0.O6 0.06 0.8-1.2

　　二丁基锡二月桂酸酯 0.20 0.18 0.14 0.3-0.4 

　　有机硅表面活剂 1.O 0.8 0.6 0.8

　　TDI T-80 42 37.2 33.84

　　泡沫性能

　　密度 kg/m3 26.22 29.88 34 30

　　IFD(25％)/ N 50.5 51.45 83.93 110

　　CFD(40％) kPa 1.66 1.71 2.88 

　　IFD(65％) N 146.51 151.46 264.66 271

　　压陷系数 Sag 2.89 2.88 2.99 2.46

　　拉伸强度 kpa 93.9 93．O7 112.55 117

　　断裂伸长率 ％ 204 151.46 175.24 150 

　　落球回弹率 ％ 58.9 61.54 60.37 65

　　压缩变定(90％) ％ 9.22 7.91 6.88

　　2．配方与工艺说明

　　在HR块状泡沫生产中，聚合物多元醇用量不宜过多，因为要得到同样密度的制品，就需要更多的水分。而水用量过多，则生成的脲和缩二脲就多，泡沫的滞后损失就增加，HR泡沫的拉伸性能，回弹性能和压缩变定即使用寿命都会变差了。 

　　胺催化剂用量对块状HR泡沫的发泡过程和泡沫性能都有重要意义。高用量的胺催化剂会使泡沫快速反应，这会使泡沫比较软，使泡沫块顶部到底部的密度变化较大。胺催化剂的用量能决定二乙醇胺交联剂在HR泡沫的聚氨酯结构的“硬的脲链段”中的位置，较少的胺用量有利于形成长的脲键，而长的脲键可更好地固定氢键。这就能解释为什么胺催化剂用量较低时，制备的HR泡沫的承载负荷会较高。

　　如同模塑一样，块状HR泡沫的回弹性能和压陷系数会随二乙醇胺的用量的增加而增加，但其它性能如抗撕性能和断裂伸长率则随之降低。所以在配方上，应在能接受的回弹性能和Sag系数的水平上采取尽量低的二乙醇胺用量。

　　虽然块状HR泡沫的生产机械与通用低密度软泡并无区别，但在操作工艺上还是有所不同的。例如发泡原料的温度要加以控制，因为原料的温度高与高用量的叔胺催化剂一样，对发泡有着类似的影响。发泡机的低压混合头的转速要尽量低，应维持在原料得以混合均匀的最低速度上。高压发泡机的混合头也要在最低注料压力下操作，注人氮气的流速控制在0．03-0．06 ft3／min以避免混合头升温过高。

　　有的HR泡沫生产厂家反映，夏季生产的HR块状泡沫往往会出现“烧心”现象。现在国内厂商在制备聚合物多元醇时，都不再在产品中添加抗氧剂了。甚至于有的高相对分子质量高活性聚醚多元醇所加的抗氧剂量不足或添加的是低相对分子质量的抗氧剂。有的即使聚醚多元醇中有抗氧剂用量还是够的，但当HR块状泡沫中未加抗氧剂的聚合物多元醇比例较大时，整个体系所含的抗氧剂就显得不足了。HR块状泡沫中心温度达到l40℃，而抗氧剂含量不足或受热挥发时，聚氨酯分子链的醚键就容易氧化断裂，严重时就会烧心变黄．甚至于在催化剂二丁基锡二月桂酸酯的作用下，泡沫还会氧化失强。因为二丁基锡二月桂酸酯对泡沫的氧化也有催化作用。

　　四、聚氨酯半硬泡

　　聚氨酯半硬泡的物理性能，其中硬度是介于硬泡和软泡之间，泡孔在孔结构上是连通的，即开孔率大多在70～80％之间。

　　聚氨酯半硬泡在撤消外力作用后，形变的恢复较慢，具有优异的减震和吸收冲击能量的功能。半硬泡是以这两种途径吸收和分散冲击能量的；半硬泡变形时空气进出气泡产生的阻尼作用和泡沫自身结构形变时消耗的能量。 

　　聚氨酯半硬泡除了制成包装材料外，主要用途是制作汽车的扶手，仪表板、保险杠、地板衬底等一类缓冲防震的安全防护部件。

　　以汽车仪表板的制作为例。现代化汽车的仪表板是用具有装饰效果的ABS或PVC作表皮，用半硬泡作缓冲元件的。这样的仪表板不仅适用于安装各种车用仪表，而且能在乘客撞击到仪表板时免受伤害。

　　在制作仪表板时，先将ABS或PVC表皮用远红加热器在180℃下加热软化，再将这种表皮放在具有真空吸塑功能的发泡模具上吸塑定型；最后将半硬泡的发泡混合料浇注在已定型的表皮上，合上带有加强底板的模盖，脱模后，表皮、半硬泡和底板就三位一体了。一般情况下，发泡5分钟内因反应热体系会达到最高温度，模具的内压很高，如果在此时脱模，就有可能在表皮和半硬泡之间形成大气泡，而使表皮与泡沫分开，产生无法弥补的孔穴。所以制品的脱模要避开这一危险期，或者采用适当方法，让模盖脱开模具几毫米，排除内压后再脱模。

　　真空吸塑制造仪表板的半硬度，采用高活性聚醚多元醇和粗MDI为基本原料，配以叔胺催化剂及少许泡沫稳定剂，采用一步法冷模塑工艺制造，其参考配方如下：

　　冷固化半硬泡参考配方及基本性能 参考配方
 
　　TEP 330N 70

　　POP 3682 30

　　JSY-6504 0.2 

　　A-33 0.5

　　水 2.3

　　三乙醇胺 10 

　　异氰酸酯指数 95

　　工艺参数

　　乳白时间(s) 15～18 

　　上升时间(s) 60～70

　　凝胶时间(s) 50～55 

　　物理性能

　　密度(kg/立方米) 110

　　断裂伸长率(%) 65

　　CLD(40℃)g/平方米 280
 
　　压缩变定(室温压缩50%)(%) 1.0

　　五、配方计算

　　这里介绍的配方计算方法适用于硬泡、软泡等所有泡沫体系。

　　待续

　　六、参考文献

　　1、蔡宏林、吴春亚等，高回弹泡沫组合料及高回弹泡沫用硅油，《聚氨酯工业》1993（2）24-25 

　　2、郑海庭，《软质聚氨酯泡沫塑料工艺讲座》，第15届聚氨酯泡沫塑料学习班资料

　　3、刘挺，《冷固化高回弹聚氨酯泡沫塑料》,第16届聚氨酯泡沫塑料学习班资料