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柳州市聚氨酯軟泡配方匯總及影響因子

作者:錄入 日期:2022-01-21 人氣:39611

1.基本反應(yīng)

聚氨酯軟泡的形成包括2個(gè)基本反應(yīng):發(fā)泡反應(yīng)和聚合反應(yīng)(也稱凝膠反應(yīng))。

發(fā)泡反應(yīng):異氰酸酯與水反應(yīng)生成雙取代脲和二氧化碳的反應(yīng)。反應(yīng)式如下:

2R-N=C=O+HOH→R-NH-CO-NH-R+CO2↑

放出的二氧化碳成為泡核,使反應(yīng)混合物膨脹,得到具有開孔結(jié)構(gòu)的泡沫。

聚合反應(yīng):聚醚中的羥基與異氰酸酯發(fā)生逐步聚合反應(yīng)形成氨基甲酸酯的反應(yīng)。反應(yīng)式如下:

R=N=C=O+R′-OH→R-NH-COO—R′

2.多元醇

國內(nèi)塊泡生產(chǎn)采用3官能度,分子量3000(羥值56)或3500(羥值48,用的少)的軟泡聚醚。

3.多異氰酸酯

主要使用甲苯二異氰酸酯(TDI),TDI工業(yè)品主要有3種:純2,4TDI(或稱TDI100)、TDI80/20、TDI65/35。TDI80/20生產(chǎn)成本低,是工業(yè)應(yīng)用廣用量大的品種。

TDI分子量為174,其中含有2個(gè)異氰酸酯團(tuán)(-N=C=O)的分子量為84,所以TDI中異氰酸酯含量為48.28%。

TDI用量對泡性能有很大影響,在泡沫配方中,TDI過量程度以異氰酸酯指數(shù)表示,異氰酸酯指數(shù)是指實(shí)際用量與理論計(jì)算量的比值。在生產(chǎn)軟泡時(shí),一般指數(shù)為105-115(100是等于理論計(jì)算量)(或?qū)憺?.05-1.15,1為理論計(jì)算量),在此范圍內(nèi),TDI指數(shù)增大,泡沫硬度增大,撕裂強(qiáng)度變小,拉伸強(qiáng)度變小,斷裂伸長率變小。若TDI指數(shù)過高,則會(huì)形成大孔和閉孔,熟化時(shí)間過長,還會(huì)引起泡沫燒心;TDI指數(shù)過低,則易產(chǎn)生裂紋,回彈性差,強(qiáng)度差,壓縮永久變形較大。

4.發(fā)泡劑

水與TDI反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳是軟泡發(fā)泡中使用的主要發(fā)泡劑,增加配方中水量,將會(huì)提高脲的含量,加大泡沫硬度,降低泡沫密度,泡沫荷載能力下降。但是TDI與水反應(yīng)生產(chǎn)大量的熱量,水用量過高,會(huì)使泡沫出現(xiàn)燒心或燃燒。

二氯甲烷是物理發(fā)泡劑,其沸點(diǎn)39.8℃,是不燃性氣體,可在發(fā)泡中氣化,降低泡沫密度,硬度也下降。加入二氯甲烷的數(shù)量,即要防止泡沫發(fā)生燒心現(xiàn)象,又要保證不因二氯甲烷過多而帶走過多熱量影響泡沫熟化,同時(shí)要保證泡沫物性沒有明顯下降,因此二氯甲烷用量有個(gè)限制。

5.催化劑

催化劑的主要作用是調(diào)節(jié)發(fā)泡反應(yīng)和凝膠反應(yīng)的速度,使之處于良好的平衡狀態(tài)。

三乙烯二胺(A33,含量33%的二丙二醇或丙二醇溶液)是軟泡生產(chǎn)中重要的叔胺催化劑劑,它有60%功效用于促進(jìn)異氰酸酯與水反應(yīng),即發(fā)泡反應(yīng),40%用于促進(jìn)羥基與異氰酸酯反應(yīng),即凝膠反應(yīng)。


雙(2,2-二甲胺基乙基)醚(A-1)是軟泡通用型叔胺催化劑,它有80%功效用于促進(jìn)發(fā)泡反應(yīng),20%用于促進(jìn)凝膠反應(yīng)。大多與三乙烯二胺合用。

胺催化劑用量不當(dāng)對制品有很大影響,胺用量過多,將造成:

(1)反應(yīng)時(shí)間短,起始粘度增加太快,發(fā)泡是冒煙大。

(2)泡沫開裂。胺用量過少,將造成起發(fā)速度太慢,影響發(fā)泡高度。


辛酸亞錫是常用的有機(jī)錫催化劑,它在含水及叔胺催化劑的聚醚混合物中極容易水解和氧化。

泡沫密度越低,辛酸亞錫的可調(diào)范圍越窄,錫用量對泡沫影響如下:

用量太少:泡沫開裂。

用量太多:粘度增加快,泡沫形成閉孔而收縮,形成底皮和邊皮。

6.泡沫穩(wěn)定劑(又稱硅油)

泡沫穩(wěn)定劑可降低發(fā)泡體系混合料的表面張力,從而穩(wěn)定泡孔,防止泡沫倒塌,并控制拋空的大小和均勻度。

將硅油用量由低量提高到適當(dāng)程度,可獲得良好開孔的泡沫塑料。當(dāng)用量偏高時(shí)泡沫閉孔率增加。

7.其他影響因素

除配方外,工藝參數(shù),環(huán)境等對泡沫性能有一定影響。

原料溫度:在比較正常的環(huán)境溫度(20-28℃)下,原料溫度控制在25±3℃,好±1℃范圍內(nèi)。也有控制在28-30℃范圍的。

原料溫度上升或降低對發(fā)泡和凝膠反應(yīng)的速度影響不一樣。溫度升高,聚合反應(yīng)增加值比發(fā)泡反應(yīng)增加值要大的多。溫度變化催化劑要調(diào)整。

對同一配方而言,使用相同數(shù)量的發(fā)泡劑,泡沫密度與海拔高度也有關(guān),在海拔高的地區(qū)時(shí),泡沫密度明顯降低。


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