三聚氰胺泡沫塑料发展现状及应用前景

汪家铭

(川化集团有限责任公司，成都610301)

三聚氰胺泡沫塑料发展现状及应用前景

汪家铭

(川化集团有限责任公司，成都610301)

三聚氰胺泡沫塑料是一种以三聚氰胺为原料制取的高开孔率的三维网格结构的新型泡沫塑料，具有优异的吸声性、阻燃性、耐热稳定性、卫生安全性及良好的二次加工性能，在建筑、交通、工业、车辆制造、声学工程、航天、航空、航海等领域都有广泛的应用。介绍了三聚氰胺泡沫塑料的理化性能、制取工艺、国内技术进展和在相关领域的应用前景，并对国内三聚氰胺泡沫塑料产业的发展提出了一些建议。

三聚氰胺泡沫塑料 性能 现状 应用 发展建议

三聚氰胺泡沫塑料(Melamine Foam Plastic，或Melamine－Formaldehyde Foam)又称蜜胺泡沫塑料，是一种开孔率高达99%以上的三维网格结构的新型泡沫塑料。作为一种低密度、阻燃、吸音的化工新型材料，三聚氰胺泡沫塑料在民用、工业、建筑、交通、航空、军事、日化、电子信息等领域具有十分重要的应用价值，特别是在有阻燃、高温、低频噪音吸收要求的环境条件下使用，成为国内新材料界不可替代的材料和21世纪具有巨大发展前景的新型环保材料。

1 发展现状

三聚氰胺泡沫塑料是近年来开发出的高附加值、高科技含量的三聚氰胺深加工产品，于20世纪90年代开始工业化生产，工艺技术在世界上由德国BASF公司所独有和拥有专利。1996年，德国BASF公司首次在民用市场推出软质三聚氰胺泡沫塑料，引起世界高分子行业的高度关注。随后BASF公司先后建设了几套工业化生产装置，年产能50×104m3左右。随着需求量的逐年增加，BASF公司不断扩产并保持市场供需平衡，产品长期在世界处于高价垄断地位，在上海进口的BASF三聚氰胺泡沫塑料报价高达5000元/m3。

我国在本世纪初，多家生产企业和相关科研院校投入一定的力量进行三聚氰胺泡沫塑料的研究和开发，取得了令人瞩目的成果。业内人士预计在未来的3～5年，将是三聚氰胺泡沫塑料产业发展的大好时机，国内的研究、生产、应用将会呈现出欣欣向荣的发展局面，从而带动中国吸声隔热保温材料生产技术进入世界先进水平。

2004年2月，北京绿寰宇化工有限公司在以300万元购买北京三嗪兴达化学研究所相关成果的基础上，历时6个月顺利完成项目中试。2004年8月11日，由北京绿寰宇化工有限公司独家开发的《三聚氰胺泡沫塑料专用树脂工业化生产技术》和《三聚氰胺泡沫塑料工业生产技术》通过北京市科委组织的成果鉴定，这两项技术填补了国内空白，同时也标志着三聚氰胺泡沫塑料在国内实现了从实验室技术到工业化生产的成功过渡。专家们表示，该产品性能非常优异，国内产品的问世，打破了长期以来国外公司在该领域的技术垄断。

河南省煤业化工集团中原大化公司与北京绿寰宇化工有限公司共同开发三聚氰胺泡沫塑料。项目是河南省工业结构调整和高新技术产业化项目的重点工程。项目投资1.2亿元，以公司生产的三聚氰胺为原料，采用自主研发的微波发泡专利技术生产三聚氰胺泡沫塑料。经过反复的试验和技术攻关，基本完成对三聚氰胺泡沫塑料的中间试验，具备了工业化生产条件。2006年项目开工建设。2009年4月21日，国内自主研发、拥有完全知识产权的首套年产20×104m3三聚氰胺泡沫塑料装置在中原大化公司濮阳绿寰宇化工有限公司建成并投产，2010年7月并通过河南省发改委等部门共同组织的竣工验收［4］，并正在计划扩大产能，2010年形成年产30×104m3三聚氰胺泡沫塑料的生产规模。

在该项目开发过程中研究的高固含量三聚氰胺树脂合成技术成功解决了其合成中的难题，在国内氨基树脂行业首次实现了一步法直接合成固含量大于70%以上的三聚氰胺树脂的工业化生产，避免了常规方法采用反应后期减压脱水法可能产生的含醛废水，节约了能源，简化了工艺过程，减少了三废排放，降低了产品成本。项目采用的微波连续发泡工艺和设备，是国内首家将此技术应用于氨基树脂发泡，且设备能耗仅为国外同类技术的80%，为这一新型节能技术在化工领域的应用提供了新的实例，积累了成功的经验。

中原大化公司的三聚氰胺泡沫塑料生产工艺还采用了高效节能废气回收装置与发泡装置的结合，使得项目整体技术更加完善，达到了既实现达标排放，又利用回收的热量加热工艺气的目的。此外，纳米改性树脂、树脂终点判断、乳化助剂、助剂加入方法、乳化方法、发泡炉及连续传送装置等相关技术或设备的研发及取得的相关专利展现了项目工业化技术的完整性、独创性和先进性。装置建成投产以来，设备运行稳定，各项技术参数达标，投产当年即完成销售收入3800万元。此项拥有完全自主知识产权的重大自主创新成果，打破了该技术被国外长期垄断的局面，填补了国内空白。

随着对建筑节能和防火要求的不断提高，三聚氰胺泡沫塑料吸声、隔热﹑保温效果良好，能够消除传统泡沫塑料的火灾安全隐患，作为一种环保节能﹑使用方便的建筑材料，在建筑领域应用前景广阔。为了满足三聚氰胺泡沫塑料日益增加的市场需求，一些具有三聚氰胺原料优势的企业开始三聚氰胺泡沫塑料的项目开发和投资建设生产装置。

川化股份有限公司为了摆脱天然气涨价带来的困境，调整产品结构，开发高附加值、高市场占有率的新产品，延伸川化股份有限公司的以天然气为原料生产的产业链，进入三聚氰胺产业链末端市场，拟利用公司现有空地，建设1.0×105m3/a三聚氰胺泡沫生产装置，包括三聚氰胺树脂合成、三聚氰胺衍生物的合成及三聚氰胺泡沫的发泡等装置。该项目拟投资7853.83万元，采用新工艺技术，发泡尾气进入热风炉混合天然气燃烧，利用尾气中可燃物料燃烧释放的热量来加热干燥泡沫的空气，实现热量回收，节约能耗。生产用水实行清污分流、重复使用等措施。对“三废”污染源均采取净化效率高、技术可靠的治理措施，以确保实现污染物达标排放的环保目标。该项目目前已通过了成都市环保局环评批复。

河南昊华骏化集团股份有限公司投资1687万美元，采用合资方式，拟建设年产2.0×105m3三聚氰胺泡沫塑料装置及配套设施，主产品是三聚氰胺泡沫塑料，预计年产值2.5亿元，利税7500万元。该项目现已列入河南省“十一五”煤化工产业发展规划。

2 应用前景

2.1 交通运输

我国城市交通建设已进入高速发展阶段，汽车、火车动车、城市轨道交通、磁悬浮列车等噪音扰民问题已引起广泛关注。三聚氰胺泡沫塑料极高的开孔率特征，使得声波能方便地进入泡沫体的深层被消耗和吸收掉，在高速公路、城市交通的隔音降噪方面具有很大的应用潜力。在对声学性能、防火安全性要求极高并对材料的功能性和装饰性有一定要求的场所，如飞机、高速列车、运动场馆、音乐厅、机场、医院、学校等，三聚氰胺泡沫材料都是不错的选择。

车辆噪音主要来自发动机的震动，车轮与地面的摩擦，空气的啸音以及车体的共振等方面，是评价车辆质量的重要指标之一，车箱内部噪音降低将大大改善司机和乘车人员的舒适度。噪音的消除除了在设计方面提高底盘的刚性、消除低频共振区的措施外，主要是采用隔离和吸收的办法予以消除。从节约能源的角度出发，要求使用的材料轻质化。从安全的角度出发，要求材料具有防火和耐热特性［5］。三聚氰胺泡沫塑料以及其各种多功能复合材料的问世为提高交通工具防噪音能力、安全可靠、节能环保提供了必不可少的优质材料。

另外，三聚氰胺泡沫塑料在汽车、轮船、火车、飞机等交通工具座位衬垫代替发泡聚苯乙烯的大量的应用，也能降低其自身重量，减少能源消耗。

2.2 建筑材料

在建筑和结构方面，三聚氰胺泡沫塑料因其优异的吸声性、低容重性和阻燃性而成为理想的建筑材料。密度为2～8 kg/m3三聚氰胺泡沫塑料，其板材经热压、切削、织物复合可制成浅浮雕、金字塔、楔状等各种各样的吸声体，可广泛用作建筑物的吸声和阻燃材料。

一般的泡沫塑料，如聚烯烃、聚苯乙烯、聚氨酯等，因其自身易燃，为使其符合相关的阻燃法规和标准，常需加入阻燃剂，其中很多阻燃剂在高温下会遇热分解，并放出大量的浓烟、有毒及腐蚀性气体，在火灾发生的情况下引发二次灾害和环境污染。此外，聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等在燃烧时均熔融并产生流滴，燃烧着的流滴会迅速引起火灾的蔓延。

阻燃制品在公共场所内的应用与标准化，始终是业界人士关注的一个问题［6］。合格的阻燃制品在公共场所中的应用，可以减少火灾隐患，提高消防安全水平。国内不少科研单位和高等院校在这方面做了大量的研究工作，相关的企业也生产了品种多样的阻燃制品。消防、纺织、塑料、建材等行业已先后制定了百余项关于阻燃性能测试的国家标准。我国现已开始强制推行《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》国家标准［7］，而三聚氰胺泡沫塑料作为具有阻燃、低烟、低毒、可减少有效火灾荷载的装修材料，阻燃性能优异，发烟密度、有害气体排放均大大低于阻燃泡沫国家标准，能有效解决恶性火灾的防治问题。随着生产技术的改进，产品成本的降低，三聚氰胺泡沫塑料必将取代污染环境的各种传统保温材料，面临极大的市场发展机遇。

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、雅致的特点，使其在建筑领域普遍应用，如用于隔音窗，可以给百叶窗滚轴内部加上衬里，不仅具有隔热功能，而且还能减少百叶窗滚轴操作时的噪音。

2.3 声学工程

传统的无机材料如石棉纤维、玻璃纤维等虽然不燃烧，但容易粉尘化致癌，危及人体健康，已被许多行业和国家限制使用。传统泡沫塑料等绝大多数容易燃烧且具有毒性，三聚氰胺泡沫塑料正是解决了这两重难题，因而可以被安全地使用，颇受业界青睐。三聚氰胺泡沫塑料制成的具有装饰用途的声学板材、悬挂吸音体、金属吊顶板材对声学效果具有显著的改进效果，可以用于对吸声性能有严格要求、火灾危险性大的运动场馆、电影院、宾馆、车站等建筑物，以及道路、交通工具、工业厂房等。

三聚氰胺泡沫塑料可用于剧场、运动场馆、音乐厅和电影院的吸音材料，片材通过热压制成具有浮雕花纹的吸声天花板和卷材，同时表面强度有所提高，密度2～3 kg/m3的片材通过热压可以制成类似“无纺布”一样的卷材。同时三聚氰胺泡沫塑料极性特征使其可以容易染色，制造成色彩鲜艳悬挂式的吸声材料，更具有装饰性。此外，还广泛用于火灾危险性更大，环境条件更加苛刻的工业领域，如锅炉房、压缩机房、泵站、鼓风机、通风管道、冲压车间的噪声治理，可以通过安装三聚氰胺泡沫塑料吸音板的方法使噪音恢复到人们可以接受的程度，保护员工的健康。

2.4 其他领域

由于具有良好的隔热、隔音性能，以及耐火、热稳定性等综合性能，三聚氰胺泡沫塑料在电热水器、电冰箱、消毒柜等家用电器方面替代聚苯乙烯、聚氨酯等传统泡沫塑料而得到广泛应用。经过等离子表面处理的三聚氰胺泡沫塑料的拒水、拒油性能可用于家电、电子等领域。三聚氰胺泡沫塑料经介电材料浸渍或复合后，可以作为无线电波、雷达、微波能的吸收和屏蔽材料，应用于信息产业和军事工业，或用于消除家用电脑、工作站各种驱动器及风扇产生的噪音。

三聚氰胺泡沫塑料还可用于空调等通风系统、机房的噪声隔绝和风管的保温、工业装置及管道的绝热保温、热水箱及其设备的隔热等方面，特别是在化工行业，因其优异的热稳定性和阻燃性，必将使其应用日益广泛。同时三聚氰胺泡沫塑料在低容重和高吸音能力方面的优势也在航空、航天、航海领域有着广阔的应用空间。

近年来，欧美等发达国家将三聚氰胺泡沫塑料作为清洁品而广泛使用。三聚氰胺泡沫塑料具有细密的微孔结构和良好的弹性，但与其他泡沫塑料不同的是，其硬度近似于玻璃的硬度，因此用于清洁污渍时，作用类似于用软砂纸打磨，无需使用任何清洁剂。用水湿润后，这种泡沫擦洗起来十分轻松，清洁效率高，可以除去瓷砖、陶瓷炉灶、门窗、皮革座椅上的顽固污渍。作为新型的家庭保洁产品，三聚氰胺泡沫塑料因为具有超强的清洁能力，不但方便省力，同时也避免了使用化学清洁剂带来的副作用［8］，受到消费者的青睐。

3 发展建议

3.1 充分利用国内三聚氰胺原料优势

由于尿素行业低迷，当前三聚氰胺行业扩张进入了新一轮高潮，一批新建、在建装置将陆续投产。我国现已成为世界上三聚氰胺的生产大国，国内生产厂家有近100家，预计到2010年底国内总产能将达到1450 kt/a，产量将突破1000 kt。三聚氰胺产品供过于求，且三聚氰胺的应用消费仍主要局限于数量有限的几个传统领域。要扭转这种形势必须加大三聚氰胺下游产品的研发和应用，推动三聚氰胺产品的深加工，延伸其产业链，拉动新兴领域消费增长，而大力发展以三聚氰胺为原料的包括三聚氰胺塑料泡沫在内的深加工产品，无疑是最好的解决途径。一方面可以拉动三聚氰胺的市场消费，保证国内三聚氰胺产业健康稳定的持续发展。另一方面，迅速膨胀的三聚氰胺生产能力也为三聚氰胺塑料泡沫的产业化提供了可靠的原料保障。同时三聚氰胺的低价位也使三聚氰胺塑料泡沫发展提供一个难得的市场机遇，使产品具有较高的性价比，市场竞争力强。

3.2 加快对三聚氰胺塑料泡沫的科技开发

三聚氰胺塑料泡沫是世界高技术产业发展的重要新材料之一，又是现代工业发展的关键材料，而且其应用面几乎涉及到国民经济的各个领域，对许多产业特别是支柱产业，如汽车、飞机、新型建材、电子信息、化工和环保等行业产品的更新换代和产业升级有不可替代的重要作用。目前国内三聚氰胺塑料泡沫的阶段性研究工作和工业化装置生产已取得成功。当前还应加强对三聚氰胺泡沫塑料生产技术的研究和开发，采用先进生产工艺，扩大生产规模，进一步加强商业化开发力度，降低能耗和生产成本，提高产品质量，增强市场竞争力。同时要进行产品科学性、系列化和商品化的研究，逐渐进入世界高端市场，从而保持在该领域的领先地位，改写我国不能规模化生产三聚氰胺塑料泡沫的历史，以推动其他相关高科技产业的快速发展。

3.3 积极拓展三聚氰胺泡沫塑料应用领域

国内三聚氰胺企业要在激烈的市场竞争中占得先机，必须拓宽下游应用领域，进入新的产业领域。下游应用领域用量的不断增加必将影响三聚氰胺产业发展方向，行业要加大宣传力度，从阻燃、环保和节约能源的角度出发呼吁立法，推进三聚氰胺后续加工产品，特别是三聚氰胺泡沫塑料、三聚氰胺合成纤维、三聚氰胺阻燃剂等三聚氰胺新型后续加工产品尽快进入应用市场。当前应利用多种经济元素的优势，结合各种社会资源来产业化发展三聚氰胺泡沫塑料，积极开发新领域应用范围，不断拓展三聚氰胺泡沫塑料的应用领域。同时还应使产品的成本与现有的阻燃型聚氨酯泡沫塑料基本相当，其市场价格还低于同类进口产品，打破该领域长期以来的国际垄断。通过加快下游产业发展以扩大需求，真正形成并完善技术－生产－应用的有效产业链，促进国内三聚氰胺产业的可持续发展。

1 苑改红，王宪成，侯培中，等.三聚氰胺泡沫塑料的吸声性能［J］.机械工程材料，2007，31(9):55 －57.

2 谢丹，徐强，王学军.微波辐射制备蜜胺泡沫塑料［J］.合成树脂及塑料，2010，27(3):42 －45.

3 范传亮.蜜胺泡沫塑料性能与应用［J］.塑料科技，2009，37(9):52－54.

4 于梅勇，崔保亮.国内首套年产20万立方米三聚氰胺泡沫塑料项目在濮通过竣工验收［N］.濮阳日报，2010－07－22.

5 张建勋.三聚氰胺泡沫塑料应用前景看好［N］.中国化工报，2007－04－13.

6 杨宗焜.高效节能泡沫塑料在建筑中的正确应用［J］.国外塑料，2007，25(7):30 －35.

7 周涛.我国将强制推行公共场所《装修阻燃材料标准》高科技阻燃新材料应运而生——蜜胺泡沫塑料:降伏火魔显身手［J］.安全与健康，2006(12):41.

8 魏兰军.蜜胺泡沫塑料及其应用［J］.新材料产业，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。

汪家铭，男，1949年出生，1985年毕业于四川广播电视大学机械专业，工程师，在国内各种公开刊物上发表化工科技论文210余篇。