聚氨酯发泡剂黑料和白料的混合比例

聚氨酯发泡剂中黑料（异氰酸酯）与白料（组合聚醚或多元醇体系）的混合比例需根据具体应用场景、配方设计及工艺要求确定，常见比例范围及关键因素如下：

一、常见混合比例范围

1. 硬质泡沫（如保温板、喷涂）
   • 基础比例：1:1（重量比）
     • 适用于多数硬泡组合料，生成密度小、硬度高、绝热性能好的闭孔结构泡沫。
     • 示例：冰箱、冷柜保温层喷涂时，黑料与白料按1:1混合，可保证发泡速度与泡沫密度稳定。
   • 调整范围：1:1至1.1:1
     • 略提高黑料比例（如1.05:1至1.1:1）可增强交联密度，改善泡沫强度，但过量会导致体系黏度上升，影响流动性。
2. 软质泡沫（如浇注弹性体）
   • 比例范围：1-2:1（白料占比更高）
     • 增加白料比例可降低泡沫硬度，适用于需要柔软性的场景（如家具垫、汽车座椅）。
     • 示例：TDI+MOCA体系弹性体中，黑料与白料比例可能为100:10；MDI体系可能为100:30。
3. 特殊体系（如环戊烷发泡）
   • 比例示例：黑料:白料:环戊烷=145??11.5
     • 环戊烷作为物理发泡剂，其比例需严格匹配黑白料，过量会导致涨泡，不足则出现空泡。

二、影响混合比例的关键因素

1. 配方组成
   • 白料成分：聚醚多元醇、聚酯多元醇、硅油、催化剂、发泡剂等。
     • 聚醚多元醇赋予泡沫柔软性，聚酯多元醇提高力学强度，二者比例需根据性能需求调整。
     • 催化剂（如胺类、有机锡）用量影响发泡与凝胶反应速率，需与黑白料比例协同控制。
   • 黑料类型：MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）活性高于TDI（甲苯二异氰酸酯），配比时需考虑反应速度差异。
2. 工艺条件
   • 温度：料温、环境温度波动（±1-2℃）可能影响反应活性，需通过调整比例补偿。
   • 注射压力：黑白料注射压力差需控制在5bar内，否则可能导致混合不均或串料。
   • 模具温度：模具温度过高（如＞50℃）可能加速反应，需降低黑料比例以避免焦化。
3. 性能需求
   • 密度：提高黑料比例可增加交联密度，降低泡沫密度；反之则提高密度。
   • 强度：聚酯多元醇含量高的白料需匹配更高黑料比例，以确保充分反应。
   • 阻燃性：添加磷酸酯类阻燃剂时，需调整黑白料比例以维持发泡稳定性。

三、比例计算方法（异氰酸指数法）

1. 计算白料中羟基消耗的-NCO量：
   • 主料（聚醚/聚酯）羟值×配方量，求和后除以56100（常数），得S1。
   • 水的配方量除以9，得S2（水与-NCO反应生成CO?）。
   • 参与反应的小分子物（如扩链剂）按官能度与分子量计算，得S3。
   • 总量S = S1 + S2 + S3。
2. 计算所需黑料量：
   • 基础黑料量 = [(S × 42) ÷ 0.30] × 1.05（异氰酸指数1.05）。
   • 实际配比需根据试验调整，考虑催化剂、物理发泡剂等额外消耗的-NCO。