三聚氰胺泡沫塑料發展現狀及應用前景

汪家銘

(川化集團有限責任公司，成都610301)

三聚氰胺泡沫塑料發展現狀及應用前景

汪家銘

(川化集團有限責任公司，成都610301)

三聚氰胺泡沫塑料是一種以三聚氰胺為原料制取的高開孔率的三維網格結構的新型泡沫塑料，具有優異的吸聲性、阻燃性、耐熱穩定性、衛生安全性及良好的二次加工性能，在建筑、交通、工業、車輛制造、聲學工程、航天、航空、航海等領域都有廣泛的應用。介紹了三聚氰胺泡沫塑料的理化性能、制取工藝、國內技術進展和在相關領域的應用前景，并對國內三聚氰胺泡沫塑料產業的發展提出了一些建議。

三聚氰胺泡沫塑料 性能 現狀 應用 發展建議

三聚氰胺泡沫塑料(Melamine Foam Plastic，或Melamine－Formaldehyde Foam)又稱蜜胺泡沫塑料，是一種開孔率高達99%以上的三維網格結構的新型泡沫塑料。作為一種低密度、阻燃、吸音的化工新型材料，三聚氰胺泡沫塑料在民用、工業、建筑、交通、航空、軍事、日化、電子信息等領域具有十分重要的應用價值，特別是在有阻燃、高溫、低頻噪音吸收要求的環境條件下使用，成為國內新材料界不可替代的材料和21世紀具有巨大發展前景的新型環保材料。

1 發展現狀

三聚氰胺泡沫塑料是近年來開發出的高附加值、高科技含量的三聚氰胺深加工產品，于20世紀90年代開始工業化生產，工藝技術在世界上由德國BASF公司所獨有和擁有專利。1996年，德國BASF公司首次在民用市場推出軟質三聚氰胺泡沫塑料，引起世界高分子行業的高度關注。隨后BASF公司先后建設了幾套工業化生產裝置，年產能50×104m3左右。隨著需求量的逐年增加，BASF公司不斷擴產并保持市場供需平衡，產品長期在世界處于高價壟斷地位，在上海進口的BASF三聚氰胺泡沫塑料報價高達5000元/m3。

我國在本世紀初，多家生產企業和相關科研院校投入一定的力量進行三聚氰胺泡沫塑料的研究和開發，取得了令人矚目的成果。業內人士預計在未來的3～5年，將是三聚氰胺泡沫塑料產業發展的大好時機，國內的研究、生產、應用將會呈現出欣欣向榮的發展局面，從而帶動中國吸聲隔熱保溫材料生產技術進入世界先進水平。

2004年2月，北京綠寰宇化工有限公司在以300萬元購買北京三嗪興達化學研究所相關成果的基礎上，歷時6個月順利完成項目中試。2004年8月11日，由北京綠寰宇化工有限公司獨家開發的《三聚氰胺泡沫塑料專用樹脂工業化生產技術》和《三聚氰胺泡沫塑料工業生產技術》通過北京市科委組織的成果鑒定，這兩項技術填補了國內空白，同時也標志著三聚氰胺泡沫塑料在國內實現了從實驗室技術到工業化生產的成功過渡。專家們表示，該產品性能非常優異，國內產品的問世，打破了長期以來國外公司在該領域的技術壟斷。

河南省煤業化工集團中原大化公司與北京綠寰宇化工有限公司共同開發三聚氰胺泡沫塑料。項目是河南省工業結構調整和高新技術產業化項目的重點工程。項目投資1.2億元，以公司生產的三聚氰胺為原料，采用自主研發的微波發泡專利技術生產三聚氰胺泡沫塑料。經過反復的試驗和技術攻關，基本完成對三聚氰胺泡沫塑料的中間試驗，具備了工業化生產條件。2006年項目開工建設。2009年4月21日，國內自主研發、擁有完全知識產權的首套年產20×104m3三聚氰胺泡沫塑料裝置在中原大化公司濮陽綠寰宇化工有限公司建成并投產，2010年7月并通過河南省發改委等部門共同組織的竣工驗收［4］，并正在計劃擴大產能，2010年形成年產30×104m3三聚氰胺泡沫塑料的生產規模。

在該項目開發過程中研究的高固含量三聚氰胺樹脂合成技術成功解決了其合成中的難題，在國內氨基樹脂行業首次實現了一步法直接合成固含量大于70%以上的三聚氰胺樹脂的工業化生產，避免了常規方法采用反應后期減壓脫水法可能產生的含醛廢水，節約了能源，簡化了工藝過程，減少了三廢排放，降低了產品成本。項目采用的微波連續發泡工藝和設備，是國內首家將此技術應用于氨基樹脂發泡，且設備能耗僅為國外同類技術的80%，為這一新型節能技術在化工領域的應用提供了新的實例，積累了成功的經驗。

中原大化公司的三聚氰胺泡沫塑料生產工藝還采用了高效節能廢氣回收裝置與發泡裝置的結合，使得項目整體技術更加完善，達到了既實現達標排放，又利用回收的熱量加熱工藝氣的目的。此外，納米改性樹脂、樹脂終點判斷、乳化助劑、助劑加入方法、乳化方法、發泡爐及連續傳送裝置等相關技術或設備的研發及取得的相關專利展現了項目工業化技術的完整性、獨創性和先進性。裝置建成投產以來，設備運行穩定，各項技術參數達標，投產當年即完成銷售收入3800萬元。此項擁有完全自主知識產權的重大自主創新成果，打破了該技術被國外長期壟斷的局面，填補了國內空白。

隨著對建筑節能和防火要求的不斷提高，三聚氰胺泡沫塑料吸聲、隔熱﹑保溫效果良好，能夠消除傳統泡沫塑料的火災安全隱患，作為一種環保節能﹑使用方便的建筑材料，在建筑領域應用前景廣闊。為了滿足三聚氰胺泡沫塑料日益增加的市場需求，一些具有三聚氰胺原料優勢的企業開始三聚氰胺泡沫塑料的項目開發和投資建設生產裝置。

川化股份有限公司為了擺脫天然氣漲價帶來的困境，調整產品結構，開發高附加值、高市場占有率的新產品，延伸川化股份有限公司的以天然氣為原料生產的產業鏈，進入三聚氰胺產業鏈末端市場，擬利用公司現有空地，建設1.0×105m3/a三聚氰胺泡沫生產裝置，包括三聚氰胺樹脂合成、三聚氰胺衍生物的合成及三聚氰胺泡沫的發泡等裝置。該項目擬投資7853.83萬元，采用新工藝技術，發泡尾氣進入熱風爐混合天然氣燃燒，利用尾氣中可燃物料燃燒釋放的熱量來加熱干燥泡沫的空氣，實現熱量回收，節約能耗。生產用水實行清污分流、重復使用等措施。對“三廢”污染源均采取凈化效率高、技術可靠的治理措施，以確保實現污染物達標排放的環保目標。該項目目前已通過了成都市環保局環評批復。

河南昊華駿化集團股份有限公司投資1687萬美元，采用合資方式，擬建設年產2.0×105m3三聚氰胺泡沫塑料裝置及配套設施，主產品是三聚氰胺泡沫塑料，預計年產值2.5億元，利稅7500萬元。該項目現已列入河南省“十一五”煤化工產業發展規劃。

2 應用前景

2.1 交通運輸

我國城市交通建設已進入高速發展階段，汽車、火車動車、城市軌道交通、磁懸浮列車等噪音擾民問題已引起廣泛關注。三聚氰胺泡沫塑料極高的開孔率特征，使得聲波能方便地進入泡沫體的深層被消耗和吸收掉，在高速公路、城市交通的隔音降噪方面具有很大的應用潛力。在對聲學性能、防火安全性要求極高并對材料的功能性和裝飾性有一定要求的場所，如飛機、高速列車、運動場館、音樂廳、機場、醫院、學校等，三聚氰胺泡沫材料都是不錯的選擇。

車輛噪音主要來自發動機的震動，車輪與地面的摩擦，空氣的嘯音以及車體的共振等方面，是評價車輛質量的重要指標之一，車箱內部噪音降低將大大改善司機和乘車人員的舒適度。噪音的消除除了在設計方面提高底盤的剛性、消除低頻共振區的措施外，主要是采用隔離和吸收的辦法予以消除。從節約能源的角度出發，要求使用的材料輕質化。從安全的角度出發，要求材料具有防火和耐熱特性［5］。三聚氰胺泡沫塑料以及其各種多功能復合材料的問世為提高交通工具防噪音能力、安全可靠、節能環保提供了必不可少的優質材料。

另外，三聚氰胺泡沫塑料在汽車、輪船、火車、飛機等交通工具座位襯墊代替發泡聚苯乙烯的大量的應用，也能降低其自身重量，減少能源消耗。

2.2 建筑材料

在建筑和結構方面，三聚氰胺泡沫塑料因其優異的吸聲性、低容重性和阻燃性而成為理想的建筑材料。密度為2～8 kg/m3三聚氰胺泡沫塑料，其板材經熱壓、切削、織物復合可制成淺浮雕、金字塔、楔狀等各種各樣的吸聲體，可廣泛用作建筑物的吸聲和阻燃材料。

一般的泡沫塑料，如聚烯烴、聚苯乙烯、聚氨酯等，因其自身易燃，為使其符合相關的阻燃法規和標準，常需加入阻燃劑，其中很多阻燃劑在高溫下會遇熱分解，并放出大量的濃煙、有毒及腐蝕性氣體，在火災發生的情況下引發二次災害和環境污染。此外，聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等在燃燒時均熔融并產生流滴，燃燒著的流滴會迅速引起火災的蔓延。

阻燃制品在公共場所內的應用與標準化，始終是業界人士關注的一個問題［6］。合格的阻燃制品在公共場所中的應用，可以減少火災隱患，提高消防安全水平。國內不少科研單位和高等院校在這方面做了大量的研究工作，相關的企業也生產了品種多樣的阻燃制品。消防、紡織、塑料、建材等行業已先后制定了百余項關于阻燃性能測試的國家標準。我國現已開始強制推行《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求和標識》國家標準［7］，而三聚氰胺泡沫塑料作為具有阻燃、低煙、低毒、可減少有效火災荷載的裝修材料，阻燃性能優異，發煙密度、有害氣體排放均大大低于阻燃泡沫國家標準，能有效解決惡性火災的防治問題。隨著生產技術的改進，產品成本的降低，三聚氰胺泡沫塑料必將取代污染環境的各種傳統保溫材料，面臨極大的市場發展機遇。

三聚氰胺泡沫塑料高度的吸音能力和防火特性以及具有的流行、雅致的特點，使其在建筑領域普遍應用，如用于隔音窗，可以給百葉窗滾軸內部加上襯里，不僅具有隔熱功能，而且還能減少百葉窗滾軸操作時的噪音。

2.3 聲學工程

傳統的無機材料如石棉纖維、玻璃纖維等雖然不燃燒，但容易粉塵化致癌，危及人體健康，已被許多行業和國家限制使用。傳統泡沫塑料等絕大多數容易燃燒且具有毒性，三聚氰胺泡沫塑料正是解決了這兩重難題，因而可以被安全地使用，頗受業界青睞。三聚氰胺泡沫塑料制成的具有裝飾用途的聲學板材、懸掛吸音體、金屬吊頂板材對聲學效果具有顯著的改進效果，可以用于對吸聲性能有嚴格要求、火災危險性大的運動場館、電影院、賓館、車站等建筑物，以及道路、交通工具、工業廠房等。

三聚氰胺泡沫塑料可用于劇場、運動場館、音樂廳和電影院的吸音材料，片材通過熱壓制成具有浮雕花紋的吸聲天花板和卷材，同時表面強度有所提高，密度2～3 kg/m3的片材通過熱壓可以制成類似“無紡布”一樣的卷材。同時三聚氰胺泡沫塑料極性特征使其可以容易染色，制造成色彩鮮艷懸掛式的吸聲材料，更具有裝飾性。此外，還廣泛用于火災危險性更大，環境條件更加苛刻的工業領域，如鍋爐房、壓縮機房、泵站、鼓風機、通風管道、沖壓車間的噪聲治理，可以通過安裝三聚氰胺泡沫塑料吸音板的方法使噪音恢復到人們可以接受的程度，保護員工的健康。

2.4 其他領域

由于具有良好的隔熱、隔音性能，以及耐火、熱穩定性等綜合性能，三聚氰胺泡沫塑料在電熱水器、電冰箱、消毒柜等家用電器方面替代聚苯乙烯、聚氨酯等傳統泡沫塑料而得到廣泛應用。經過等離子表面處理的三聚氰胺泡沫塑料的拒水、拒油性能可用于家電、電子等領域。三聚氰胺泡沫塑料經介電材料浸漬或復合后，可以作為無線電波、雷達、微波能的吸收和屏蔽材料，應用于信息產業和軍事工業，或用于消除家用電腦、工作站各種驅動器及風扇產生的噪音。

三聚氰胺泡沫塑料還可用于空調等通風系統、機房的噪聲隔絕和風管的保溫、工業裝置及管道的絕熱保溫、熱水箱及其設備的隔熱等方面，特別是在化工行業，因其優異的熱穩定性和阻燃性，必將使其應用日益廣泛。同時三聚氰胺泡沫塑料在低容重和高吸音能力方面的優勢也在航空、航天、航海領域有著廣闊的應用空間。

近年來，歐美等發達國家將三聚氰胺泡沫塑料作為清潔品而廣泛使用。三聚氰胺泡沫塑料具有細密的微孔結構和良好的彈性，但與其他泡沫塑料不同的是，其硬度近似于玻璃的硬度，因此用于清潔污漬時，作用類似于用軟砂紙打磨，無需使用任何清潔劑。用水濕潤后，這種泡沫擦洗起來十分輕松，清潔效率高，可以除去瓷磚、陶瓷爐灶、門窗、皮革座椅上的頑固污漬。作為新型的家庭保潔產品，三聚氰胺泡沫塑料因為具有超強的清潔能力，不但方便省力，同時也避免了使用化學清潔劑帶來的副作用［8］，受到消費者的青睞。

3 發展建議

3.1 充分利用國內三聚氰胺原料優勢

由于尿素行業低迷，當前三聚氰胺行業擴張進入了新一輪高潮，一批新建、在建裝置將陸續投產。我國現已成為世界上三聚氰胺的生產大國，國內生產廠家有近100家，預計到2010年底國內總產能將達到1450 kt/a，產量將突破1000 kt。三聚氰胺產品供過于求，且三聚氰胺的應用消費仍主要局限于數量有限的幾個傳統領域。要扭轉這種形勢必須加大三聚氰胺下游產品的研發和應用，推動三聚氰胺產品的深加工，延伸其產業鏈，拉動新興領域消費增長，而大力發展以三聚氰胺為原料的包括三聚氰胺塑料泡沫在內的深加工產品，無疑是最好的解決途徑。一方面可以拉動三聚氰胺的市場消費，保證國內三聚氰胺產業健康穩定的持續發展。另一方面，迅速膨脹的三聚氰胺生產能力也為三聚氰胺塑料泡沫的產業化提供了可靠的原料保障。同時三聚氰胺的低價位也使三聚氰胺塑料泡沫發展提供一個難得的市場機遇，使產品具有較高的性價比，市場競爭力強。

3.2 加快對三聚氰胺塑料泡沫的科技開發

三聚氰胺塑料泡沫是世界高技術產業發展的重要新材料之一，又是現代工業發展的關鍵材料，而且其應用面幾乎涉及到國民經濟的各個領域，對許多產業特別是支柱產業，如汽車、飛機、新型建材、電子信息、化工和環保等行業產品的更新換代和產業升級有不可替代的重要作用。目前國內三聚氰胺塑料泡沫的階段性研究工作和工業化裝置生產已取得成功。當前還應加強對三聚氰胺泡沫塑料生產技術的研究和開發，采用先進生產工藝，擴大生產規模，進一步加強商業化開發力度，降低能耗和生產成本，提高產品質量，增強市場競爭力。同時要進行產品科學性、系列化和商品化的研究，逐漸進入世界高端市場，從而保持在該領域的領先地位，改寫我國不能規模化生產三聚氰胺塑料泡沫的歷史，以推動其他相關高科技產業的快速發展。

3.3 積極拓展三聚氰胺泡沫塑料應用領域

國內三聚氰胺企業要在激烈的市場競爭中占得先機，必須拓寬下游應用領域，進入新的產業領域。下游應用領域用量的不斷增加必將影響三聚氰胺產業發展方向，行業要加大宣傳力度，從阻燃、環保和節約能源的角度出發呼吁立法，推進三聚氰胺后續加工產品，特別是三聚氰胺泡沫塑料、三聚氰胺合成纖維、三聚氰胺阻燃劑等三聚氰胺新型后續加工產品盡快進入應用市場。當前應利用多種經濟元素的優勢，結合各種社會資源來產業化發展三聚氰胺泡沫塑料，積極開發新領域應用范圍，不斷拓展三聚氰胺泡沫塑料的應用領域。同時還應使產品的成本與現有的阻燃型聚氨酯泡沫塑料基本相當，其市場價格還低于同類進口產品，打破該領域長期以來的國際壟斷。通過加快下游產業發展以擴大需求，真正形成并完善技術－生產－應用的有效產業鏈，促進國內三聚氰胺產業的可持續發展。

1 苑改紅，王憲成，侯培中，等.三聚氰胺泡沫塑料的吸聲性能［J］.機械工程材料，2007，31(9):55 －57.

2 謝丹，徐強，王學軍.微波輻射制備蜜胺泡沫塑料［J］.合成樹脂及塑料，2010，27(3):42 －45.

3 范傳亮.蜜胺泡沫塑料性能與應用［J］.塑料科技，2009，37(9):52－54.

4 于梅勇，崔保亮.國內首套年產20萬立方米三聚氰胺泡沫塑料項目在濮通過竣工驗收［N］.濮陽日報，2010－07－22.

5 張建勛.三聚氰胺泡沫塑料應用前景看好［N］.中國化工報，2007－04－13.

6 楊宗焜.高效節能泡沫塑料在建筑中的正確應用［J］.國外塑料，2007，25(7):30 －35.

7 周濤.我國將強制推行公共場所《裝修阻燃材料標準》高科技阻燃新材料應運而生——蜜胺泡沫塑料:降伏火魔顯身手［J］.安全與健康，2006(12):41.

8 魏蘭軍.蜜胺泡沫塑料及其應用［J］.新材料產業，2010(2):56－58.

Development Situation and Application Prospect of Melamine Formed Plastic

Wang Jiaming
(Sichuan Chemical Group Co.，Ltd.Chengdu 610301)

Melamine formed plastic is a new type three dimensional network structure formed plastic with high percent opening produced with melamine，which is featured by excellent properties of acoustic absorption，frame retardance，hydrothermal stability，hygienic safety and secondary operation，and is widely applied in various fields as construction，transportation，industry，vehicular manufacture，acoustic engineering，space flight，aviation and navigation.The physicochemical properties，producing process，domestic technical development and application prospects in related fields of melamine formed plastic were introduced，and proposals were raised on the development of domestic melamine formed plastic industry.

melamine formed plastic，properties，production，situation，application，development proposal

1674－1099 (2011)01－0058－05

TQ328.9

A

2010-11-30。

汪家銘，男，1949年出生，1985年畢業于四川廣播電視大學機械專業，工程師，在國內各種公開刊物上發表化工科技論文210余篇。