硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料以其輕質(zhì)、良好的隔熱保溫性能、優(yōu)良的吸音及緩沖抗震性,較高的壓縮強度和較好的尺寸穩(wěn)定性,加工方式靈活,成型施工方便,固化速度快,而廣泛應用于國防及建筑、交通等國民經(jīng)濟各部門。生成硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料有三種基本方法：預聚法、半預聚法和一步法。
1、預聚法
預聚法是把全部的聚醚多元醇（和聚酯多元醇）和異氰酸酯應應生成預聚體；在催化劑的作用下，預聚體與水反應生成泡沫塑料。泡沫塑料的密度取決于游離異氰酸酯基（NCO）的含量和水的用量。預聚體黏度很高，室溫下黏度可達100Pa·s。由于預聚體黏度過高，預聚法在聚氨酯硬泡生產(chǎn)中實用性很小，即使采用，也是采用半預聚法。
2、半預聚法制備預聚體
半預聚法制備預聚體，首先把過量的多異氰酸酯和配方中的部分多元醇反應，所得預聚體的游離NCO含量范圍20%～35%間。發(fā)泡時，把預聚體和剩余的聚醚多元醇（或聚酯多元醇）、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑等混合，反應而得到泡沫塑料。半預聚法所用的多異氰酸酯，一般是甲苯二異氰酸酯，如2,4—TDI與2,6—TDI質(zhì)量之比為80︰20的產(chǎn)品。
異氰酸酯基和羥基的摩爾比通常是4︰1。制備預聚體的條件一般是：溫度為40～100℃，反應時間為1～2小時。預聚體的制備與保存過程中，要注意干燥，否則，預聚體中的異氰酸酯基很容易和空氣中的水分起反應，使預聚體失效。半預聚法制得的預聚體的黏度，一般在10Pa·s以下。該法在20世紀50年代聚氨酯硬泡開發(fā)初期曾廣泛使用。
3、一步法
所謂“一步法”是在聚氨酯生產(chǎn)技術(shù)不斷深入研究的基礎(chǔ)上,在各種新型的催化劑、泡沫穩(wěn)定劑等助劑不斷開發(fā)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，一步法發(fā)泡就是將聚醚多元醇、多異氰酸酯、水、催化劑、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑等一次加入,使鏈增長，氣體發(fā)生及交聯(lián)反應等在短時間內(nèi)幾乎同時進行,幾分鐘內(nèi)便發(fā)泡完畢。該方法最主要的優(yōu)點是工藝簡單、縮短流程、節(jié)省時間。目前,許多廠家將聚醚多元醇、水、發(fā)泡劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、 擴鏈劑等混合起來作為一組份,異氰酸酯作為另一組分,直接以二組分原料方式提供給泡沫生產(chǎn)廠家,使得泡沫的生產(chǎn)成本大幅度下降,從而使一步法發(fā)泡工藝得到了更廣泛的應用,有力地推動了聚氨酯泡沫塑料產(chǎn)品的高速發(fā)展。
