發泡劑種類

    按產生氣體方式的不同
，發泡劑可分為物理發泡劑和化學發泡劑兩大類。

發泡塑料

    物理發泡劑

    物理發泡劑主要是通過發泡劑物理狀態的變化來形成塑料中的泡孔。

    理想物理發泡劑應具備的條件為：

    ①惰性、無毒；

    ②和樹脂相容

；

    ③在樹脂基體中的擴散速度小；

    ④當樹脂反應放出熱量

，或當置到外部加熱時應易於揮發。

    通常，物理發泡劑分為三類：①壓縮氣體

；②可溶性固體；③在沸點低於0℃的揮發性液體。

    在加工過程中，當壓力消除時
，壓縮氣體膨脹
，或液體受熱蒸發膨脹，或溶解的可溶性固體物質升華而產生氣體。

    常用的揮發性發泡劑品種有：含5～7個碳的脂肪烴；鹵代烴；低沸點的醇，醚、酮和芳烴。通常應用物理發泡劑的工程塑料主要有ABS和酚醛樹脂等。

    （1）二氧化碳發泡劑

    一種是異氰酸酯和水反應生成二氧化碳（水發泡）作為發泡劑，另一種是液體二氧化碳。

    目前主要用於對絕熱性要求不高的供熱管道保溫、包裝泡沫塑料和農用泡沫塑料等領域；液體二氧化碳發泡優缺點與水發泡相同，目前主要用於聚氨酯軟泡。

    （2）氫化氟氯烴（HCFC）發泡劑

    分子中含有氫，化學特性不穩定，比較容易分解。

    目前商業上可以替代CFC-11最成熟的產品為HCFC-14LB
，它與多元醇和異氰酸酯的相溶性好，在不增加設備的條件下可以直接用HCFC-14LB代替CFC-11，在達到同樣密度和相近的物理特性泡沫體時用量要少於CFC-11。HCFC-141B的缺陷在於原料價格較高

，對某些ABS和高抗衝擊性聚苯乙烯具有溶解性，且其導熱係數比CFC-11高，因此需要得到的泡沫體密度較高
，才可以達到隔熱效果。

    （3）烴類發泡劑

    用於聚氨酯發泡劑的烴類化合物主要是環戊烷，特別是環戊烷的硬泡體係具有導熱係數較低和抗老化性能
，ODP值為零等優點，常被用於冰箱、冷庫和建築的隔熱保溫等領域
，已經成為我國硬泡CFC-11替代品的首選。

    （4）氫化氟烷烴（HFC）發泡劑

    HFC類化合物ODP值為零
，在軟質PU泡沫生產中是CFC-11理想的替代產品，早期的HFC類發泡劑主要是HFC-134A和HFC-152A，這兩種發泡劑具有低分子量和低沸點，達到相同密度和相近物理特性泡沫體時，用量比CFC-11用量少，並且性能比較穩定，但是它們的缺陷在於導熱係數比較高，且在一般多元醇中的溶解度較低，加工含有HFC-134A和HFC-152A的組合聚醚相對比較困難，另外需要發泡設備以滿足加工要求。

    化學發泡劑

    huaxuefapaojiyouchengfenjiexingfapaoji。tamennengjunyundifensanyushuzhizhong，shourefenjie
，kechanshengzhishaoyizhongqiti。kefenweiwujifapaojiheyoujifapaojilianglei。youjifapaojishisuliaozhongshiyongdezhuyaofapaoji
，zhuyaoshioudanlei、亞硝基類和磺酰肼類。另外還有一些發泡劑組成物，其發泡氣體是通過兩個組分間的吸熱反應而釋放出來的。

    1偶氮類

    桔黃色結晶粉末
，相對分子質量116.1，相對密度1.65，細度（200目通過）≥99.5%
，水分≤0.1%
，灰分≤0.1%。溶於堿，不溶於醇、汽油
、苯、吡啶等一般有機溶劑，難溶於水。分解溫度190～205℃，不易燃。發氣量為200～300ml/g

，主要是氮氣、一氧化碳和少量

二氧化碳。室溫貯存穩定，有自熄性，但在120℃以上時因分解產生大量氣體，在密閉容器中易發生爆炸。

    用途：適用於PE、PVC、PS
、PP
、ABS等。其分解產物無毒
、無臭、不汙染
，可以製得純白的泡沫體。本品分解溫度高，產生的氣泡均勻
、致密。適用於閉孔泡沫體、常壓或加壓發泡體，厚的或薄的發泡體等各種發泡製品。如PVC和增塑糊發泡體，聚烯烴的壓延和模塑發泡體，發泡人造革等。

   2-偶氮二異丁腈

    白色結晶粉末，相對密度1.1，揮發分1%，甲醇不溶物0.1%，熔點>99℃。溶於甲醇、乙醇、丙醇
、乙醚、石油醚等有機溶劑，不溶於水。分解溫度98～110℃，放出氮氣

，發氣量130～155ml/g。室溫下緩慢分解
，30℃下貯存數月後顯著變質，故本品應在10℃以下存放。

    用途：特別適用於PVC，還可用於環氧樹脂、PS、酚醛樹脂及橡膠等。分解發熱量低
，約125.6～167.5J/mol，故使用量高達40%也不致使製品燒焦，可製得潔白製品。本品分解溫度低，可用於普通的PVC糊。毒性較大，這大大限製了其應用。近年來，其作為發泡劑應用已日漸縮小，主要用作聚合引發劑。

    3偶氮二甲酸二異丙酯

    橙色油狀液體，相對分子質量202，凝固點2.4℃，沸點75.5℃(33.31Pa)，單獨加熱時，240℃下仍然穩定。使用鉛鹽、有機錫化合物、鎘皂和鋅皂等熱穩定劑可以使其活化，降低分解溫度。在100～200℃內的發氣量為200～350ml/g。溶於常見的增塑劑。

    用途：液體發泡劑，適用於PE

、PP
、PVC等。在塑料中易分散，泡孔結構均勻致密
，分解產物無臭
、無毒、無色
、不汙染，可以製造色澤極淺的泡沫塑料。調整配方和加工條件，可製得閉孔或開孔泡沫體。

    4偶氮二甲酸鋇

    亮黃色粉末
，相對分子質量253.37
，相對密度1.67，分解溫度240～250℃。發氣量170～175ml/g，分解產生氮氣
、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鋇等。在普通溶劑中不溶。

    用途：高溫發泡劑。分解溫度高，加工安全性好。適用於軟化點高的聚合物，特別是PP。作為尼龍樹脂的注塑成型和擠塑成型用發泡劑也有良好的效果。還可用於硬質和半硬質PVC、ABS等。

    5偶氮二甲酸二乙酯

    紅色無氣味的油狀液體。相對分子質量174.16。分解溫度110～120℃。發氣量190ml/g。溶於增塑劑。貯存穩定。對硫化促進劑無反應。對水分和pH變化敏感。金屬鹽（Cu
、Fe、Co、Pb、Al、Sn等金屬）可促進分解。

    用途：PVC及其共聚物、PE、聚酯、環氧樹脂、PS、橡膠的發泡劑。用量為0.5～10%。

    6偶氮胺基苯

    黃棕色結晶，有特殊氣味。相對分子質量197.24。熔點96～98℃
，分解溫度150℃。發氣量113ml/g。貯存穩定。易從製品表麵析出結晶，在酸性介質中會在較低溫度下分解

，屬於汙染性發泡劑。

    用途：可作為PVC及其共聚物、PS、PE
、酚醛樹脂、環氧樹脂
、生膠和橡膠
、矽酮聚合物的發泡劑。用量0.1～5%。

    7亞硝基化合物類

    淡黃色結晶粉末，本身無臭，在潮濕狀態下有甲醛味。相對分子質量186.18。相對密度：1.45。溶解度（室溫，g/100g溶劑）：甲乙酮1.6
、吡啶1.8
、乙酰乙酸乙酯2.6、乙腈5.6、嗎啉2.0

、1-硝基丙烷1.4、二甲基甲酰胺14.7。在水
、乙醇、苯、乙醚
、丙酮中的溶解度約為1。分解溫度190～205℃（空氣中）、130～190℃（樹脂中或使用分解助劑）。發氣量260～270ml/g。分(fen)解(jie)氣(qi)體(ti)主(zhu)要(yao)是(shi)氮(dan)氣(qi)，有(you)少(shao)量(liang)一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)和(he)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)等(deng)。本(ben)品(pin)易(yi)燃(ran)，與(yu)酸(suan)或(huo)酸(suan)霧(wu)接(jie)觸(chu)會(hui)迅(xun)速(su)起(qi)火(huo)燃(ran)燒(shao)，故(gu)不(bu)能(neng)與(yu)這(zhe)些(xie)物(wu)質(zhi)共(gong)同(tong)存(cun)放(fang)，並(bing)應(ying)嚴(yan)禁(jin)明(ming)火(huo)。

    用途：作為發泡劑多用於PVC。發氣量大，發泡效率高。使用水楊酸、己二酸、鄰苯二甲酸等有機酸或尿素為發泡助劑，可以降低分解溫度（通常調節在90～130℃）。分解時發熱量大，易造成厚製品的“芯燒”，且分解產物有惡臭。並用尿素後可消除臭味。本品在PVC中的用量約為7～15%。

    8N,N’-二甲基-N,N’-二亞硝基對苯二甲酰胺

    商品化產品中有效成分為70%。黃色粉末，相對分子質量250.21
，相對密度1.2。空氣中分解溫度為105℃，樹脂中為90～105℃
，發氣量為126ml/g，分解氣體主要是氮氣。純品為爆炸物，對衝擊和摩擦敏感，故商品中充入惰性填料以增加安全性。

    用途：可用作PVC發泡劑，特別適用於PVC糊

，不使用發泡助劑即可製得開孔和閉孔的泡沫體。分解生熱小，可用於厚製品
，分解殘餘物無汙染

，但在塑料中會噴霜。

    9磺酰肼類――苯磺酰肼

    淡黃色或白色細微粉末，相對分子質量172.20。相對密度1.43～1.48

，熔點99℃。空氣中分解溫度>95℃，塑料中分解溫度為95～100℃。發氣量為130ml/g，分解氣體中主要是氮氣
，有少量水蒸氣。

    用途：可用於PVC、酚醛樹脂
、聚酯發泡劑。分解過程伴有發熱，使製品內部溫度升高
，故最好與碳酸氫鈉混合使用。本品分解後產生的含硫化合物具有臭味。

    10對甲苯磺酰肼

    白色結晶細微粉末。相對分子質量186。相對密度1.40～1.42。熔點100～110℃。易溶於堿，溶於甲醇、乙醇
、甲乙酮，微溶於水、醛類，不溶於苯和甲苯。分解溫度100～110℃，放出氮氣和少量水
，發氣量為110～125ml/g。在熱水中水解產生磺酸，並放出氮氣。常溫下無吸濕潮解現象，化學性質穩定。本品為可燃性物質
，但遇酸不著火。

    用途：本品為低溫發泡劑
，適用於PVC等多種塑料和橡膠。發生的氣體和分解殘渣無毒、無臭

、不汙染。本品產生的泡孔結構細密均勻


，製品收縮率小
，撕裂強度大
，特別適合於製造閉孔泡沫塑料和海綿膠。本品用於PVC可製得白色泡沫體
，但在此場合模具表麵必須鍍鉻。由於本品分解溫度較低

，捏煉加工時應避免溫度過高（一般低於80℃）
，以防提前發泡。使用本品時可不用發泡助劑。本品不能與發泡劑H並用
，因這兩種發泡劑反應產生大量熱量，可導致製品內部燒焦。本品也不宜與鉛鹽並用，以免產生黑色硫化鉛沉澱。

    114
，4’-氧化雙苯磺酰肼

    白色或淡黃色結晶粉末。相對分子質量358.39。相對密度1.52。分解溫度140～160℃
，放出氮氣和水蒸氣
，發氣量約為120ml/g。溶於環己酮
、乙二醇、乙醚，微溶於乙醇和溫水

，不溶於苯和汽油。

    用途：本品為適應性極廣的發泡劑，有萬能發泡劑之稱。可用於PVC
、PE、PP、ABS樹脂等，也可作為塑料與橡膠的共混物及各種合成橡膠的發泡劑。其結構中雖然含有醚鍵
，但非常穩定。在樹脂中的分解溫度為120～140℃。使用碳酸氫鈉可使其活化，降低分解溫度。泡孔結構細微均勻，分解氣體和殘餘物無毒、無臭、不汙染製品。適用於製造PE發泡電線電纜絕緣材料，微孔PVC糊泡沫體等各種泡沫塑料。本品加工安全性高，在100℃以內無提前發泡之虞。但本品在分解發泡時放出水，故對於忌水場合不適用。

    123，3’-二磺酰肼二苯碸

    灰白色粉末。相對分子質量406.45。相對密度1.60。在空氣中的分解溫度為148℃，在乙烯基塑料中的分解溫度為135～145℃。發氣量110ml/g。無毒。

    用途：本品主要作為軟質PVC發泡劑
，也可用於硬質PVC和PE。發泡時分解生成的氣體無惡臭
，無毒，但殘餘物有汙染性，可使製品帶色。

    131，3-苯二磺酰肼

    商品形式為50%本品與50%氯化石蠟的混合物

，是含有灰白色細微粒子的膏狀物
，相對分子質量266.29，相對密度1.5。在空氣中的分解溫度約為150℃，在塑料中的分解溫度為115～130℃，發氣量300ml/g。

    用途：本(ben)品(pin)可(ke)作(zuo)為(wei)橡(xiang)膠(jiao)和(he)塑(su)料(liao)用(yong)發(fa)泡(pao)劑(ji)，主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)橡(xiang)膠(jiao)。加(jia)工(gong)安(an)全(quan)性(xing)高(gao)，提(ti)前(qian)發(fa)泡(pao)的(de)危(wei)險(xian)性(xing)小(xiao)。堿(jian)性(xing)物(wu)質(zhi)可(ke)降(jiang)低(di)其(qi)分(fen)解(jie)溫(wen)度(du)。分(fen)解(jie)產(chan)生(sheng)的(de)氣(qi)體(ti)主(zhu)要(yao)是(shi)氮(dan)氣(qi)。

    14對甲苯磺酰氨基脲

    白色細微粉末。相對分子質量229.25。溶於二甲基亞碸
、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺
、濃氫氧化銨和堿水，不溶於乙酸、丙酮、四氯化碳、乙二醇、異丙醇、石油醚
、甲苯和水。在空氣中的分解溫度為230℃，在塑料中的分解溫度為213～225℃。放出的氣體主要是氮氣和二氧化碳（約2:1）。分fen解jie後hou的de固gu體ti殘can餘yu物wu主zhu要yao是shi對dui二er甲jia苯ben二er硫liu化hua物wu和he對dui甲jia苯ben磺huang酸suan銨an，前qian者zhe可ke溶rong於yu苯ben，後hou者zhe可ke溶rong於yu水shui。本ben品pin在zai室shi溫wen下xia有you良liang好hao的de貯zhu存cun穩wen定ding性xing
，但dan應ying避bi免mian靠kao近jin蒸zheng汽qi管guan道dao、火源和陽光直曬。

    用途：本品為高溫氮氣發泡劑，特別適用於高溫加工的塑料，如ABS樹脂、尼龍、硬質PVC、HDPE
、PP
、PC等。加工安全性好，無提前發泡的危險。本品也可用於天然橡膠和合成橡膠的發泡。

    154，4’-氧代雙（苯磺酰氨基脲）

    本品為高溫發泡劑，分解溫度為210～220℃，發氣量約為145ml/g。放出的氣體主要是氮氣和二氧化碳。

    用途：適用於硬質PVC、HDPE

、高軟化點PP、PC、ABS樹脂等加工溫度高的塑料。

    16三肼基三嗪

    白色或灰白色粉末。相對分子質量171.61。分解溫度235～275℃。發氣量約為247ml/g。放出的氣體主要是氮氣和二氧化碳。

    用途：本品為高溫發泡劑，適用於硬質和半硬質PVC
、PP
、PC、ABS樹脂、聚酰胺等加工溫度高的塑料。加工安全性好。

    175-苯基四唑

    液體狀物。相對密度1.105（50℃）。

    用途：本品為高溫發泡劑，適用於PC

、聚酰胺等熔融溫度高的聚合物。

    18聚矽氧烷-聚烷氧基醚共聚物（發泡靈）

    黃色或棕黃色油狀粘稠透明液體。酸值<0.2mgKOH/g。相對密度1.04～1.08。粘度0.15～0.5Pa・s（50℃）。

    用途：本品是聚醚型聚氨酯泡沫塑料一步法生產中用的泡沫穩定劑。也可作為聚氨酯類、丙烯酸酯類塗料的流平劑。在彩色膠片防光暈層的塗布方麵也有應用。

    有機發泡劑存在的問題

    1、有機發泡劑發氣量一般僅是無機發泡發泡劑的15%-30%，殘渣量大，其中包括水和揮發性物質，有時會有臭味和表麵噴霜；

    2
、發泡的分解發熱量大，難以去除，尤其在製品壁厚度大的情況下
，會使內部塑料過熱而分解
，降低性能;

    3，發泡劑幾乎都是易燃品
，分解溫度低，儲存和使用都必須小心。

    對化學發泡劑的要求

    1、分解產生氣體的溫度範圍應當狹窄

    2、釋放氣體的速度應快

，發氣率應能控製

    3、釋放出來的氣體應無毒，無腐蝕
，不燃燒，以氮氣最好二氧化碳也可以
，還可以試二氧化氮
，但二氧化氮氣體有腐蝕性，最好不用

    4、化學發泡劑應容易分散均勻，能同塑料混熔者為最佳。

    5、價廉，存儲穩定
，無毒。

    6、分解後的殘渣應無毒，無色，無嗅，也不會影響塑料的物理，化學性能以及力學性能，且呈化學惰性，不影響塑料的熔融速率和固化。

    7、分解時不應大量放熱，不影響塑料熔融及固化。

    8、分解後的殘渣同樹脂相容性好，不發生殘渣噴霜或滲析現象。

    9、發泡劑的分解溫度同樹脂的熔融溫度應一致。