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1、软泡聚氨酯配方和原材料价格成本分析及节约方法卓创资讯王延哲编辑于:2011-2-238:26:42软质聚氨酯块泡配方主要用原料有聚醚多元醇(PPG、三元羟值56)、异氰酸酯(TDI80/20)、水(H2O)、氟里昂(F11)、硅油(L580)、辛酸亚锡(T-9)、和胺(A33)。市场原材料单价为:PPG=8元/kg,TDI=12元/kg,F11=7元/kg,T-9=30元/kg,A33=30元/kg。计算块泡原材料成本列表如下:上表数据说明加15份硅酸盐粉无机填料,不增加异氰酸酯指数,加入交联剂使同密度泡沫原材料成本下降10%
2、。加入POP36/28(总固含量24%),使混合醚总固含量9.6%,同密度泡沫原材料成本上升7.8%,泡沫的回弹性由45%升至65%,伸长率由219%增加至268%,压陷负荷(65%N)由120增加到136,使用性能大大的改善。 因此有一定限量的填料加入配方,调整配方的合理性可以达到改进性能降低成本的目的。接枝聚醚多元醇(POP)同聚醚混用,混醚中总固含量5-10%时,软泡聚氨酯原料成本变化不大,可产品的回弹性、承载性高,有较高的使用价值和经济效益。 鉴于前述三条降低软质块泡原料成本的途径,聚醚多元醇生产厂家将推出总固体含
3、量5-12%,环氧乙烷7.8%,羟值56mgKOH/g,平均分子量3000的三官能度的低接枝量聚合物多元醇。软质块泡生产厂家将不断研制其他填料配比适用性强的聚氨酯产品,以优质低价占领市场。上述四组试验数据,用市场原材料价计算出块泡成本列表如下:通过表中成本比较,不难看出原料成本变化的趋势。各生产厂家不断谋求低成本适用性强的软质聚氨酯配方,一般通过三种途径:1、选用抗氧化温度高的聚醚多元醇。因聚醚多元醇配用的抗氧剂种类和浓度不同,其抗氧化温度一般在150度至190度之间变化,泡沫密度取决于发泡指数,在相同发泡指数时,发泡剂水和物
4、理发泡剂不同的比例可以调节发泡温度。物理发泡剂在反应中全部汽化排入大气,所以在发泡温升允许的前提下,少用物理发泡剂。若我们选用抗氧化温度高的聚醚多元醇,发泡密度小于20kg/M3情况下可酌情减少氟里昂,增加水,使发泡指数不变。每少加氟里昂10kg,就多加水1kg,多耗异氰酸酯9.67kg,多产出双代脲8.22kg(在聚氨酯中)。10kg氟里计价70元,9.67kg异氰酸酯计价116元,产出聚氨酯8.22kg消耗原材料计价46元,计算聚氨酯成本为5600元/tpu,减氟增水使成本下降。水与异氰酸酯反应生成双代脲,若异氰酸酯指数大
5、于100情况下,双代脲进一步反应生成缩二脲,明显提高聚氨酯硬度。2、调整异氰酸酯指数提高同密度下聚氨酯硬度。聚醚多元醇与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯(聚氨酯)、水与异氰酸酯反应生成双代脲,这两项完全反应消耗异氰酸酯为理论用量。生产中实际异氰酸酯用量与理论用量之比叫异氰酸酯指数,该指数调整范围从100到120之间。一般规律,发泡密度低,指数大,在同一密度下,提高指数泡沫硬度增加,后熟化中温升高,增加了烧芯的危险性。为了提高同密度泡沫的硬度,生产厂家仍采用较高的异氰酸酯指数的配方,这种做法对聚氨酯成本的影响分析如下:在用水作发泡剂的
6、聚氨酯发泡中,异氰酸酯指数为100时,1份水消耗异氰酸酯9.67份,生成1.44份二氧化碳和投入的1份水,共损失2.44份重量,只能生成8.22份聚氨酯产品,每公斤异氰酸酯可生成0.85公斤聚氨酯,其效益平衡点为Pu单价/TDI单价=9.67/8.22=1.176。当Pu单价大于1.176倍的TDI单价时,提高异氰酸酯指数,增加硬度是经济的。当指数大于100以上,多加的异氰酸酯在较高温度下,与双代脲生成缩二脲,与氨基甲酸酯生成脲基甲酸酯,一般反应速度慢,块泡在后熟化过程中吸收空气中的水,水与余量的异氰酸酯生成双代脲反应速度快,
7、只有长时间的熟化,并且有游离态的异氰酸酯存在,维持较高的温度方能进行缩二脲和脲基甲酸酯二级反应。在二级反应中消耗的异氰酸酯全部进入产品,此时,效益平衡点为pu单价/TDI单价=1。综上述分析,我们认为PU单价大于1.176倍的TDI单价是提高异氰酸酯指数,增加硬度的经济性分析的要点。 软质全水发泡聚氨酯配方中异氰酸酯指数为95-103之间,具有较高的硬度。下面列出发泡密度为16kg/M3,不同配方聚氨酯的硬度测试数据:从表中数据说明在相同密度下的配方,随着水量的增加异氰酸酯指数的增加,聚氨酯制品的压陷硬度明显升高。就目前异氰
8、酸酯市场价而论,近半年中,从18000元/t降至11000元/t。而软质块泡市场价降幅小,所以生产厂家应提高聚醚多元醇的抗氧化温度,选用2,6二叔丁基四甲基苯酚、吩噻嗪、异丁基苯基二胺。4,4`二叔辛基二苯胺复合型抗氧剂,浓度1500-3000ppm。发泡配方中在不烧芯的前提
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