聚氨酯泡沫的特点是其可变的聚合物结构可以满足广泛应用的需求,这种结构差异不仅由用作原料的异氰酸酯和多元醇引起,而且与这些原料的不同反应有关,这些反应深受所用催化剂的类型和用量的影响。
催化剂的选择影响整个发泡系统的反应活性和对上述某些单个反应的选择性,发泡系统的反应性由系统的活化时间、固化过程、脱模或固化时间来表示。反应选择性的变化(取决于催化剂选择的变化)会影响所发生反应的平衡,所形成的聚合物链的类型和顺序以及发泡系统的流动性,从而影响聚合物的加工和物理性能。
聚氨酯发泡最常用的催化剂是叔胺、季胺、胺盐和金属核,叔胺用于促进凝胶化、肢体盐和热敏胺(例如重氮二环十一烷)用于提供延迟效果。它的典型用途是可以测量单个流量,例如软块。锡化合物不易水解,可以掺入系统中,例如软模制和硬质发泡。
柔性嵌段聚醚多元醇基泡沫是与有机锡催化剂一起使用的典型的叔胺催化的反应产物,胶基糖催化剂可以是纯化合物如三亚乙基二胺和二醚的稀释液,或者是具有优化性能的混合物。用于使软块发泡的典型锡催化剂是纯或稀释的辛酸亚锡,优异性能的共混物可用于特殊的发泡设备上,以改善加工性能,具有广泛的配方,并减小泡沫物理性能的差异。
专用聚氨酯发泡系统所需的反应特性受所用发泡设备类型的影响,高回弹率(HR)泡沫由环氧乙烷封端的多元醇制成,该环氧乙烷比传统柔性泡沫中使用的多元醇更具反应性。因此,通常使用不同类型和含量的锡催化剂。在软质块状聚酯泡沫的生产中,所用的多元醇非常活泼。
柔性模具的发泡需要与柔性块状发泡进行相同的精确发泡,在脱模中,进一步要求流动性、稳定性和固化性。三亚乙基二肢和二醚与少量二月桂酸二丁基锡混合是软模发泡系统中最常用的催化剂体系。通常使用典型的由延迟催化剂来使固化的泡沫,具有足够的流动性以通过复杂形状的模具。
硬质泡沫具有广泛的用途(包括器具、层压泡沫和喷涂泡沫等)以及化学成分(聚氨酯和聚异氰脲酸酯)。
聚氨酯硬质泡沫由二甲基环己胺、二甲基乙醇胺、三亚乙基二胺、五甲基二亚乙基和五甲基二亚丙基三胺催化,这些催化剂可以单独使用或混合使用。聚异氰脲酸酯硬质泡沫塑料通常由三聚催化剂的混合物制备。