在采用一步法工藝生產聚氨酯軟質泡沫塑料的過程中,還需要根據發泡工藝和泡沫體性能的不同要求,添加相應的配合劑。
在發泡過程中,由高壓聚氨酯發泡機混合頭處可引入微量空氣作為泡沫的成核劑,有利于生產細密的泡沫結構,但用量不可過多,否則會造成泡孔結構粗大,泡沫體表面容易產生針孔。
為提高泡沫體的商品價值,有時需要添加某些著色劑,以賦予制品美麗的色彩。常用的無機著色劑有二氧化鈦、氧化鐵、氧化鉻、燈黑、鋁酸鎂等。常用的有機顏料多為鈦菁類、偶氮類或重氮類化合物等。對于能溶于多元醇和水的顏料,由于它們顏料粒子容易從泡沫體中遷移釋出,一般很少使用。
為改善軟質泡沫體的壓縮負荷能力,提高制品硬度,降低成本,在配方中可以適當加入某些填料。雖然可供選擇的填料品種較多,但因某些填料或含有高結晶水和高吸水性,不易控制,或因它們溶水后呈現不必要的酸堿性,影響正常的反應歷程,或因它們與多元醇聚合物親和性太差,不易分散等原因,可供聚氨酯軟質泡沫塑料選用的填料多為硅石灰、碳酸鈣等。根據我國國情,目前主要填料是以碳酸鈣為主。
重質碳酸鈣顆粒較粗,形狀不規則,比表面較小,不適宜用作泡沫體的填料。輕質碳酸鈣是由化學反應制得,后經沉淀,烘干制取的,顆粒粒子較細,多為紡錘狀結構粒子,比表面較大,它們在配方中呈惰性,并能全部分散在聚氨酯分子網絡的空隙中,使分了鏈節旋轉空間變小,從而使泡沫體的壓縮負荷值增大,但它們與聚合物鏈間無化學鍵相連,這種非緊密性的摻和,將會使泡沫體的機械強度等力學性能下降。因此,在必須添加這類填料的配方中,一般輕質碳酸鈣的用量應小于40份,重質碳酸鈣的用量應小于60份。同時需要指出的是,這類填料的使用僅局限于非專用機械,如簡單的箱式發泡裝備中。對使用機械化計量、混合的昂貴的專用發泡機械,不推薦使用這類填料,因為這些體質填料將會對高精度的計量泵、混合頭及輸送管線造成較大磨損,縮短設備的使用壽命。同時,這些填料的沉集容易造成調協管線、閥門等元件的堵塞,給生產操作和維修帶來極大不便。
另外,在使用這些填料時,應注意以下幾點:
第一
固體顆粒對泡孔壁有強烈的開孔破壁作用,它會在發泡的過程中引起開裂、下沉、塌泡等問題。因此,在配方中必須相應地增加泡沫穩定劑的配合量,使泡沫穩定劑與填料產生偶合吸附作用,減弱填料對泡沫的開孔破壁作用。常常1kg輕質碳酸鈣應相應增加10ml泡沫穩定劑。
第二
一般碳酸鈣的含水量為0.4%,但在貯運過程中,常因它的吸水作用,使它的含水量增加,并極有可能達到0.5%~1.0%。因此,在計算水發泡劑用量時,應該對這部分少量水作為水發泡劑的一部分來考慮和計算。
第三
在配方中添加填料,可以提高軟質泡沫體的壓縮負荷強度和整體密度,但抗張強度、撕裂強度等力學性能下降,使用壽命縮短,在實際使用中應慎重考慮。對于要求一定力學機械性能的應用場所較少采用;除性能差的因素以外,由于填料的磨損等問題,一般正規泡沫生產廠多不采用這類填料。
為使聚氨酯泡沫體獲得某些特殊性能,可以在配方中添加抗靜電劑、防老劑、阻燃劑、防霉劑、紫外線吸收劑等,以極大限度地滿足不同用途對軟質泡沫體的使用要求。