1. Introducció
Els productes de la sèrie d'escuma suau de poliuretà inclouen principalment bloc, continu, esponja, escuma d'alta resiliència (HR), escuma de pell pròpia, escuma de resiliència lenta, escuma microcel·lular i escuma semirígida que absorbeix l'energia.Aquest tipus d'escuma encara representa al voltant del 50% del producte total de poliuretà.Una gran varietat amb una aplicació en expansió, ha participat en diversos camps de l'economia nacional: electrodomèstics, automòbils, millores per a la llar, mobles, trens, vaixells, aeroespacial i molts altres camps.Des de l'aparició de l'escuma suau de PU a la dècada de 1950, especialment després d'entrar al segle XXI, hi ha hagut un salt en la tecnologia, varietat i producció de productes.Destaquen: escuma suau PU respectuosa amb el medi ambient, és a dir, producte de poliuretà verd;baix valor de VOC escuma suau de PU;escuma suau de PU de baixa atomització;escuma suau de PU d'aigua plena;escuma suau de la sèrie MDI completa;Escuma ignífuga, baix fum, sèrie MDI completa;nous tipus d'additius com catalitzadors reactius d'alt pes molecular, estabilitzadors, retardants de flama i antioxidants;poliols amb baixa insaturació i baix contingut en monoalcohol;escuma suau de PU de densitat ultra baixa amb excel·lents propietats físiques;baixa freqüència de ressonància, escuma suau de PU de baixa transferència;diol de policarbonat, poliol de poliε-caprolactona, diol de polibutadiè, politetrahidrofurà i altres poliols especials;Tecnologia d'escuma de CO2 líquid, tecnologia d'escuma de pressió negativa, etc.En resum, l'aparició de noves varietats i noves tecnologies ha promogut el desenvolupament de l'escuma suau de PU.
2 Principi d'escuma
Per sintetitzar l'escuma suau de PU ideal que compleixi els requisits, cal entendre el principi de reacció química del sistema d'escuma per seleccionar les matèries primeres principals i auxiliars i els processos de fabricació adequats.El desenvolupament de la indústria del poliuretà fins avui ja no es troba en l'etapa d'imitació, però d'acord amb els requisits de rendiment del producte final, es pot aconseguir mitjançant l'estructura de matèries primeres i tècniques sintètiques.L'escuma de poliuretà participa en els canvis químics durant el procés de síntesi, i els factors que afecten les propietats estructurals de l'escuma són complexos, que no només implica la reacció química entre l'isocianat, l'alcohol de polièter (èster) i l'aigua, sinó que també implica la química col·loide de l'escuma. .Les reaccions químiques inclouen l'extensió de la cadena, l'escuma i la reticulació.També afecta l'estructura, la funcionalitat i el pes molecular de les substàncies que participen en la reacció.La reacció general de la síntesi d'escuma de poliuretà es pot expressar amb la fórmula següent:
9b0722b7780190d3928a2b8aa99b1224.jpg
Tanmateix, la situació real és més complicada i les respostes importants es resumeixen de la següent manera:
01 Extensió de cadena
Isocianats multifuncionals i alcohols polièter (èster), especialment compostos difuncionals, l'extensió de la cadena es realitza de la següent manera:
07b0ec2de026c48dd018efaa5ccde5c1.jpg
En el sistema d'escuma, la quantitat d'isocianat és generalment més gran que la del compost que conté hidrogen actiu, és a dir, l'índex de reacció és superior a 1, normalment 1,05, de manera que el final del producte final de cadena estesa en el procés d'escuma. hauria de ser un grup isocianat
5ed385eebd04757bda026fcfb4da4961.jpg
La reacció d'extensió de cadena és la reacció principal de l'escuma PU i és la clau de les propietats físiques: resistència mecànica, velocitat de creixement, elasticitat, etc.
02 Reacció d'escuma
L'escuma és molt important en la preparació d'escumes suaus, especialment quan es sintetitza productes de baixa densitat.Hi ha dos efectes generals d'escuma: l'ús de la calor de reacció per vaporitzar compostos d'hidrocarburs de baix punt d'ebullició, com ara HCFC-141b, HFC-134a, HFC-365mfc, ciclopentà, etc., per aconseguir propòsits d'escuma, i l'altre és utilitzar aigua i isocianat.La reacció química produeix una gran quantitat de gas CO2 en escuma:
04d3b707849aaf9b1ee6f1b8d19c1ce7.jpg
En absència d'un catalitzador, la velocitat de reacció de l'aigua amb isocianats és lenta.La velocitat de reacció d'amines i isocianats és bastant ràpida.Per aquest motiu, quan s'utilitza l'aigua com a agent d'escuma, aporta un gran nombre de segments rígids i compostos d'urea amb alta polaritat, que afecten la sensació, la resistència i la resistència a la calor dels productes d'escuma.Per produir una escuma amb excel·lents propietats físiques i baixa densitat, cal augmentar el pes molecular de l'alcohol polièter (èster) i la suavitat de la cadena principal.
03 Acció de gel
La reacció del gel també s'anomena reacció de reticulació i curació.En el procés d'escuma, la gelificació és molt important.La gelificació massa aviat o massa tarda farà que la qualitat dels productes d'escuma disminueixi o es converteixi en productes de rebuig.L'estat més ideal és que l'extensió de la cadena, la reacció d'escuma i la reacció del gel arribin a l'equilibri, en cas contrari, la densitat de l'escuma serà massa alta o l'escuma col·lapsarà.
Hi ha tres accions de gelificació durant el procés d'escuma:
1) Gels de compostos multifuncionals
En general, els compostos amb més de tres funcionalitats poden reaccionar per formar compostos de l'estructura corporal.Utilitzem poliols polièter amb més de tres funcionalitats en la producció d'escumes flexibles de poliuretà.Recentment, també s'utilitzen poliisocianats amb fn ≥ 2,5 en el desenvolupament de tots els sistemes MDI per millorar la capacitat de càrrega de les escumes de baixa densitat.Aquestes són les bases per a la formació d'estructures entrecreuades trifàsiques:
42a37c3572152ae1f6c386b7bd177bf8.jpg
Val la pena assenyalar que el pes molecular entre els punts de reticulació reflecteix directament la densitat de reticulació de l'escuma.És a dir, la densitat de reticulació és gran, la duresa del producte és alta i la resistència mecànica és bona, però la suavitat de l'escuma és deficient i la resistència i l'allargament són baixos.El pes molecular (Mc) entre els punts de reticulació de l'escuma suau és de 2000-2500 i l'escuma semirígida és d'entre 700 i 2500.
2) Formació d'urea
Quan s'utilitza aigua com a agent espumant, es generen els corresponents compostos d'enllaç d'urea.Com més aigua, més enllaços d'urea.Reaccionaran encara més amb l'excés d'isocianat a alta temperatura per formar compostos d'enllaç biuret amb una estructura trifàsica:
896b42df0d91543a61d1e68f91c1d829.jpg
3) Formació d'al·lofanat Un altre tipus de reacció de reticulació és que l'hidrogen de la cadena principal d'uretà reacciona encara més amb l'excés d'isocianat a alta temperatura per formar un enllaç d'al·lofanat amb una estructura trifàsica:
4a6fdae7620ef5333bd14c6973a26a37.jpg
La formació de compostos de biuret i compostos d'al·lofanat no és ideal per als sistemes d'escuma perquè aquests dos compostos tenen una estabilitat tèrmica pobre i es descomponen a altes temperatures.Per tant, és molt important que la gent controli la temperatura i l'índex d'isocianats en producció
3 Càlculs químics
El material sintètic de poliuretà és un material sintètic de polímer que pot sintetitzar productes de polímer a partir de matèries primeres en un sol pas, és a dir, les propietats físiques dels productes es poden ajustar directament artificialment canviant les especificacions i les proporcions de composició de les matèries primeres.Per tant, com aplicar correctament el principi de síntesi de polímers i establir una fórmula de càlcul senzilla és molt important per millorar la qualitat dels productes de poliuretà.
01 Valor equivalent
L'anomenat valor equivalent (E) fa referència al pes molecular (Mn) corresponent a la funcionalitat de la unitat (f) en una molècula composta;
2a931ca68a4ace0f036e02a38adee698.jpg
Per exemple, el pes molecular mitjà numèric del triol de polièter és de 3000, i després el seu valor equivalent:
e3295f1d515f5af4631209f7b49e1328.jpg
L'agent reticulant MOCA d'ús habitual, és a dir, la 4,4′-metilen bis(2 cloroamina), té una massa molecular relativa de 267. Tot i que hi ha 4 hidrògens actius a la molècula, només 2 hidrògens participen en la reacció d'isocianat.àtom, per tant la seva funcionalitat f=2
0618093a7188b53e5015fb4233cccdc9.jpg
A l'especificació del producte de polièter o polièster poliol, cada empresa només proporciona dades de valor d'hidroxil (OH), de manera que és més pràctic calcular directament el valor equivalent amb el valor d'hidroxil:
8a7763766e4db49fece768a325b29a61.jpg
Val la pena recordar que la mesura real de la funcionalitat del producte requereix molt de temps i hi ha moltes reaccions secundaries.Sovint, la funcionalitat real del triol polièter (èster) no és igual a 3, sinó que està entre 2,7 i 2,8.Per tant, es recomana utilitzar la fórmula (2), és a dir, també es calcula el valor d'hidroxil!
02 Requisit d'isocianat
Tots els compostos d'hidrogen actiu poden reaccionar amb isocianat.Segons el principi de reacció equivalent, és una pràctica habitual en la síntesi de PU calcular amb precisió la quantitat d'isocianat consumida per cada component de la fórmula:
a63972fdc4f16025842815cb1d008cfe.jpg
En la fórmula: Ws—quantitat d'isocianat
Wp: dosificació de polièter o polièster
Ep: polièter o polièster equivalent
Es—Equivalent isocianat
La relació molar de I2—NCO/-OH, és a dir, l'índex de reacció
ρS: puresa d'isocianat
Com tots sabem, en sintetitzar un prepolímer o semiprepolímer amb un valor NCO determinat, la quantitat d'isocianat necessària està relacionada amb la quantitat real de polièter i el contingut de NCO requerit pel prepolímer final.Després de resumir:
83456fb6214840b23296d5ff084c4ab8.jpg
A la fórmula: D——la fracció en massa del grup NCO en el prepolímer
42—— Valor equivalent de NCO
A les escumes actuals del sistema totalment MDI, l'MDI modificat amb polièter d'alt pes molecular s'utilitza generalment per sintetitzar semi-prepolímers, i el seu% NCO està entre el 25 i el 29%, de manera que la fórmula (4) és molt útil.
També es recomana una fórmula per calcular el pes molecular entre punts de reticulació relacionats amb la densitat de reticulació, que és molt útil en la formulació de formulacions.Tant si es tracta d'un elastòmer com d'una escuma d'alta resistència, la seva elasticitat està directament relacionada amb la quantitat d'agent de reticulació:
b9fd1ca1ee9bebc558731d065ac3254b.jpg
A la fórmula: Mnc——pes molecular mitjà numèric entre punts d'enllaç
Per exemple——Valor equivalent de l'agent de reticulació
Wg——Quantitat d'agent de reticulació
WV: quantitat de prepolímer
D——Contingut NCO
4 matèries primeres
Les matèries primeres de poliuretà es divideixen en tres categories: compostos de poliols, compostos de poliisocianats i additius.Entre ells, els poliols i els poliisocianats són les principals matèries primeres del poliuretà, i els agents auxiliars són compostos que complementen les propietats especials dels productes de poliuretà.
Tots els compostos amb grups hidroxil en l'estructura dels compostos orgànics pertanyen a compostos de poliols orgànics.Entre elles, les dues escumes de poliuretà més utilitzades són els poliols de polièter i els poliols de polièster.
compost poliol
Polieter poliol
Es tracta d'un compost oligomèric amb un pes molecular mitjà de 1000 ~ 7000, que es basa en les matèries primeres de la indústria petroquímica: òxid de propilè i òxid d'etilè, i com a iniciadors s'utilitzen dos i tres compostos funcionals que contenen hidrogen i catalitzats i catalitzats. polimeritzat per KOH..
En general, el pes molecular del poliol polièter d'escuma suau normal està en el rang de 1500 ~ 3000, i el valor d'hidroxil està entre 56 ~ 110 mgKOH/g.El pes molecular del polieter poliol d'alta resiliència està entre 4500 i 8000, i el valor d'hidroxil entre 21 i 36 mgKOH/g.
Val la pena esmentar que diverses grans varietats de poliols polièter recentment desenvolupats en els darrers anys són molt beneficioses per millorar les propietats físiques de l'escuma flexible de poliuretà i reduir-ne la densitat.
l Polièter poliol empeltat amb polímer (POP), que pot millorar la capacitat de càrrega de l'escuma suau de PU, reduir la densitat, augmentar el grau d'obertura i evitar la contracció.La dosi també augmenta dia a dia
l Polieter poliol de poliurea (PHD): la funció del polièter és similar al poliol polièter polimèric, que pot millorar la duresa, la capacitat de càrrega i promoure l'obertura dels productes d'escuma.La resistència a la flama augmenta i l'escuma de la sèrie MDI s'autoextingeix i s'utilitza àmpliament a Europa.l Polieter poliol de polímer de grau de combustió: és un poliol polièter empeltat amb polímer d'hidrocarburs aromàtics que conté nitrogen, que no només pot millorar la càrrega, la cèl·lula oberta, la duresa i altres característiques dels productes d'escuma, sinó que també permet sintetitzar els coixins de seient de PU. a partir d'ell.Té una alta resistència a la flama: l'índex d'oxigen és tan alt com el 28% o més, la baixa emissió de fum ≤60% i la baixa velocitat de propagació de la flama.És un material excel·lent per a automòbils, trens i mobles per fer coixins de seient.
l Polieter poliol de baixa insaturació: com que utilitza com a catalitzador el complex de doble cianur metàl·lic (DMC), el contingut de dobles enllaços insaturats en el polièter sintetitzat és inferior a 0,010 mol/mg, és a dir, conté monool El compost baix, és a dir, l'alta puresa, condueix a una millor resistència i propietats de compressió de l'escuma HR sintetitzada a partir d'ella, així com una bona resistència a la llàgrima i factor de sagnat.La baixa freqüència de ressonància desenvolupada recentment, 6 Hz de baixa velocitat de transmissió d'escuma del coixí del seient del cotxe és molt bona.
l Polibutadiè glicol hidrogenat, aquest poliol s'ha utilitzat recentment en productes d'escuma de PU a l'estranger per millorar molt les propietats físiques de l'escuma, especialment la resistència a la intempèrie, el conjunt de compressió de resistència a la humitat i la calor i altres problemes durant molts anys, de manera que el coixí del seient del cotxe etc. s'utilitzen a les regions tropicals d'Àfrica.
l Poliols de polièter amb alt contingut d'òxid d'etilè, generalment poliols de polièter d'alta activitat, per tal de millorar la reactivitat dels polièters, afegeix un 15 ~ 20% d'EO al final durant la síntesi.Els polièters anteriors tenen un contingut d'EO fins a un 80%, contingut de PO Per contra, és inferior al 40%.És la clau per al desenvolupament de totes les escumes suaus de PU de la sèrie MDI, a les quals la gent del sector hauria de prestar atenció.
l Poliols polièter amb activitat catalítica: introdueixen principalment grups amines terciàries amb propietats catalíticas o ions metàl·lics a l'estructura del polièter.L'objectiu és reduir la quantitat de catalitzador en el sistema d'escuma, reduir el valor de VOC i baixa atomització dels productes d'escuma.
l Polieter poliol amb terminació amino: aquest polièter té la major activitat catalítica, temps de reacció curt, desemmotllament ràpid i força del producte molt millorada (especialment força primerenca), alliberament de motlles, resistència a la temperatura i resistència al dissolvent., es redueix la temperatura de construcció, s'amplia l'abast i és una nova varietat prometedora.
polièster poliol
Els primers poliols de polièster es refereixen a poliols de polièster basats en àcid adípic, i el mercat més gran és l'escuma microcel·lular, que s'utilitza a les soles de les sabates.En els darrers anys, han aparegut noves varietats una rere l'altra, ampliant l'aplicació de poliols de polièster en PUF.
l Poliol de polièster a base d'àcid adípic modificat amb àcid dicarboxílic aromàtic: principalment sintetitza poliol de polièster substituint parcialment l'àcid adípic per àcid ftàlic o àcid tereftàlic, que pot millorar la força primerenca del producte i millorar la resistència a la humitat i la duresa, alhora que redueix els costos.
l Poliol de policarbonat: aquest tipus de producte pot millorar molt la resistència a la hidròlisi, la resistència a la intempèrie, la resistència a la temperatura i la duresa dels productes d'escuma, i és una varietat prometedora.
l Poliol de poli ε-caprolactona: l'escuma de PU sintetitzada a partir d'ella té una excel·lent resistència a la temperatura, resistència a la hidròlisi i resistència a l'abrasió, i s'han de fer alguns productes d'alt rendiment.
l Poliol de polièster aromàtic: es va desenvolupar mitjançant la utilització integral de productes de polièster de rebuig en la fase inicial, i s'utilitza principalment en escuma rígida de PU.Ara s'estén a l'escuma suau de PU, que també mereix atenció
Altres Qualsevol compost amb hidrogen actiu es pot aplicar a PUF.Segons els canvis del mercat i els requisits de protecció del medi ambient, és imprescindible fer un ús total dels productes rurals i sintetitzar escuma suau de PU biodegradable.
l Poliols a base d'oli de ricí: aquests productes s'han utilitzat anteriorment en PUF, i la majoria d'ells estan fets d'oli de ricí pur sense modificar per fer escumes semirígides.Suggereixo utilitzar la tecnologia de transesterificació i s'introdueixen diversos alcohols d'alt pes molecular a l'oli de ricí per sintetitzar diverses especificacions.
Els derivats, es poden convertir en diversos PUF tous i durs.
l Poliols de la sèrie d'olis vegetals: afectats recentment pels preus del petroli, aquests productes s'han desenvolupat ràpidament.Actualment, la majoria dels productes que s'han industrialitzat són productes de sèrie d'oli de soja i oli de palma, i l'oli de llavor de cotó o l'oli animal també es pot utilitzar per desenvolupar productes en sèrie, que es poden utilitzar de manera integral, reduir costos i són biodegradables i respectuosos amb el medi ambient. .
poliisocianat
Dos tipus d'isocianats, TDI i MDI, s'utilitzen habitualment en la producció d'escuma de poliuretà flexible, i els híbrids derivats de TDI/MDI també s'utilitzen àmpliament a les sèries HR.A causa dels requisits de protecció del medi ambient, la indústria de l'automòbil té requisits molt baixos pel que fa al valor de COV dels productes d'escuma.Per tant, els productes MDI purs, MDI cru i modificats amb MDI s'han utilitzat àmpliament a l'escuma suau de PU com a productes suaus de PU principals.
compost poliol
MDI liquat
El 4,4′-MDI pur és sòlid a temperatura ambient.L'anomenat MDI liquat fa referència al MDI que ha estat modificat de diverses maneres i és líquid a temperatura ambient.La funcionalitat de l'MDI liquat es pot utilitzar per entendre a quin grup d'MDI modificat pertany.
l MDI modificat amb uretà amb una funcionalitat de 2.0;
l MDI modificat amb carbodiimida amb una funcionalitat de 2,0;
l MDI modificat amb diazetaciclobutanona imina, la funcionalitat és de 2,2;
l MDI modificat amb uretà i diazetidinimina amb una funcionalitat de 2.1.
La gran majoria d'aquests productes s'utilitzen en productes modelats com ara HR, RIM, escumes auto-pel·lants i microescumes com les soles de sabates.
MDI-50
És una barreja de 4,4′-MDI i 2,4′-MDI.Com que el punt de fusió de 2,4′-MDI és inferior a la temperatura ambient, uns 15 °C, MDI-50 és un líquid emmagatzemat a temperatura ambient i és fàcil d'utilitzar.Preste atenció a l'efecte d'obstacle estèric del 2,4′-MDI, que és menys reactiu que el cos 4,4′ i que es pot ajustar mitjançant un catalitzador.
MDI gruixut o PAPI
La seva funcionalitat està entre 2,5 i 2,8, i s'utilitza generalment en escumes rígides.En els darrers anys, a causa dels factors de preu, també s'ha utilitzat al mercat de l'escuma suau, però cal tenir en compte que, a causa de la seva alta funcionalitat, és necessari reduir la quantitat de reticulació en el disseny de la fórmula.Agent conjunt, o augmentar el plastificant intern.
Auxiliar
catalitzador
El catalitzador té un gran efecte sobre l'escuma de poliuretà i, amb ell, es pot aconseguir una producció ràpida a temperatura ambient.Hi ha dues categories principals de catalitzadors: amines terciàries i catalitzadors metàl·lics, com ara trietilendiamina, pentametildietilentriamina, metilimidazol, A-1, etc., tots pertanyen als catalitzadors d'amina terciària, mentre que l'octoat estannós, la dietilè diamina, etc. Laurat de dibutil estany, laurat de potassi, , octoat de potassi, bismut orgànic, etc. són catalitzadors metàl·lics.Actualment, s'han desenvolupat diversos catalitzadors de tipus retardat, de trimerització, de tipus complex i de baix valor de COV, que també es basen en els tipus de catalitzadors anteriors.
Per exemple, l'empresa de productes de gas de la sèrie Dabco, la matèria primera bàsica és la trietilendiamina:
l Dabco33LV conté un 33% de trietilendiamina/67% de dipropilenglicol
l Dabco R8020 Triethylenediamine conté un 20%/DMEA80%
l Dabco S25 trietilendiamina conté 25% / butandiol 75%
l Dabco8154 catalitzador retardat de trietilendiamina/àcid
l Dabco EG Triethylenediamine conté un 33% / etilenglicol 67%
l Trimerització de la sèrie Dabco TMR
l Bombolles compostes Dabco 8264, catalitzadors equilibrats
l Catalitzador de baixa olor Dabco XDM
Sota la condició de múltiples catalitzadors, primer hem d'entendre les característiques de diversos catalitzadors i els seus principis de funcionament per obtenir l'equilibri del sistema de poliuretà, és a dir, l'equilibri entre la velocitat d'escuma i la velocitat de gelificació;l'equilibri entre la velocitat de gelificació i la velocitat d'escuma, i la velocitat d'escuma i l'equilibri de fluïdesa del material, etc.
Els catalitzadors metàl·lics són tots catalitzadors de tipus gel.Els catalitzadors convencionals de tipus estany tenen un fort efecte de gel, però els seus desavantatges són que no són resistents a la hidròlisi i tenen poca resistència a l'envelliment tèrmic.La recent aparició de catalitzadors de bismut orgànic hauria de cridar l'atenció.No només té la funció de catalitzador d'estany, sinó que també té una bona resistència a la hidròlisi i resistència a l'envelliment per calor, que és molt adequat per a la composició de materials.
estabilitzador d'escuma
Té el paper d'emulsionar el material d'escuma, estabilitzar l'escuma i ajustar la cèl·lula, i augmenta la solubilitat mútua de cada component, que és útil per a la formació de bombolles, controla la mida i la uniformitat de la cèl·lula i promou l'equilibri de la tensió de l'escuma.Les parets són elàstiques per retenir les cèl·lules i evitar el col·lapse.Tot i que la quantitat d'estabilitzador d'escuma és petita, té un impacte significatiu en l'estructura cel·lular, les propietats físiques i el procés de fabricació de l'escuma flexible de PU.
Actualment, a la Xina s'utilitzen oligòmers de bloc de silicona/polioxialquilèter resistents a la hidròlisi.A causa de l'aplicació de diferents sistemes d'escuma, la proporció de segment hidròfob/segment hidròfil és diferent i el canvi de l'enllaç de la cadena al final de l'estructura del bloc és diferent., per produir estabilitzadors de silici per a diversos productes d'escuma.Per tant, quan escolliu un estabilitzador d'escuma, heu d'entendre la seva funció i funció, no oblidar-lo, no utilitzar-lo indistintament i provocar conseqüències adverses.Per exemple, l'oli de silicona d'escuma suau no es pot aplicar a l'escuma d'alta resistència, en cas contrari, provocarà una contracció de l'escuma, i l'oli de silicona d'alta resistència no es pot aplicar per bloquejar l'escuma suau, en cas contrari provocarà un col·lapse de l'escuma.
A causa de les necessitats de protecció del medi ambient, les indústries de l'automòbil i del moble requereixen productes amb baixa atomització i baix valor de VOC.Diverses empreses han desenvolupat successivament estabilitzadors d'escuma de baixa atomització i de baix valor VOC, com ara Dabco DC6070 llançat per Gas Products Company, que és un oli de silicona de baixa atomització per al sistema TDI.;Dabco DC2525 és un oli de silicona de baixa boira per a sistemes MDI.
agent d'escuma
L'agent d'escuma per a l'escuma suau de PU és principalment aigua, complementada per altres agents d'escuma físics.En la producció d'escuma de bloc, tenint en compte la gran quantitat d'aigua en productes de baixa densitat, sovint superar les 4,5 parts per 100 parts farà que la temperatura interna de l'escuma augmenti, superant els 170 ~ 180 ° C, donant lloc a una combustió espontània de l'escuma. escuma i s'ha d'utilitzar un agent d'escuma d'hidrocarburs de baix punt d'ebullició.Un ajuda a reduir la densitat i l'altre elimina una gran quantitat de calor de reacció.En els primers dies, es va utilitzar la combinació d'aigua/F11.A causa de problemes de protecció del medi ambient, el F11 va ser prohibit.Actualment, s'utilitzen la majoria dels productes de la sèrie aigua/diclorometà de transició i la sèrie aigua/HCFC-141b.Com que els productes de la sèrie de diclorometà també contaminen l'atmosfera, és una naturalesa de transició, mentre que els productes de la sèrie HFC: HFC-245fa, -356mfc, etc. o els productes de la sèrie ciclopentà són tots respectuosos amb el medi ambient, però el primer és car i el segon és inflamable, de manera que Per tal de satisfer les necessitats de reduir el grau de temperatura, la gent ha introduït nous processos, tecnologia d'escuma a pressió negativa, tecnologia de refrigeració forçada i tecnologia de CO2 líquid per resoldre el problema, l'objectiu és reduir la quantitat d'aigua o reduir la temperatura interna. de l'escuma.
Recomano la tecnologia de CO2 líquid per a la producció de bombolles de bloc, que és més adequada per a petites i mitjanes empreses.En tecnologia LCO2, 4 parts de LCO2 equivalen a 13 parts de MC.La relació entre el consum d'aigua i el CO2 líquid utilitzat per produir escumes de diferents densitats Densitat d'escuma, kg/m3 d'aigua, parts en massa LCO2, parts en massa equivalent MC, parts en massa
13.34.86.520.0
15.24.55.015.3
16.04.54.012.3
17.33.94.313.1
27.72.52.06.2
retardant de flama
Els retardants de flama i la prevenció d'incendis són la preocupació de la gent tot el temps.El recentment publicat al meu país "Requisits i normes per al rendiment de la combustió de productes i components ignífugs en llocs públics" GB20286-2006 té nous requisits per a retardants de flama.Requisits de plàstic d'escuma ignífuga de grau 1: a), velocitat màxima d'alliberament de calor ≤ 250KW/m2;b), temps mitjà de combustió ≤ 30 s, alçada mitjana de combustió ≤ 250 mm;c), grau de densitat de fum (SDR) ≤ 75;d), grau de toxicitat del fum No menys del nivell 2A2.
És a dir: s'han de tenir en compte tres factors: retardant de flama, baix fum i baixa toxicitat de fum.Per tal de presentar requisits més alts per a la selecció de retardants de flama, d'acord amb els estàndards anteriors, crec que el millor és triar varietats que puguin formar una capa gruixuda de carboni i alliberar fum no tòxic o poc tòxic.Actualment, és més adequat utilitzar retardants de flama d'alt pes molecular a base d'èsters de fosfat, o hidrocarburs aromàtics sense halògens amb varietats heterocícliques de resistència a altes temperatures, etc. En els darrers anys, països estrangers han desenvolupat escuma flexible de PU retardant de flama de grafit expandit, o retardant de flama heterocíclic de nitrogen El fàrmac és correcte.
altres
Altres additius inclouen principalment: obridors de porus, agents de reticulació, antioxidants, agents anti-bobinament, etc. A l'hora de seleccionar, s'ha de tenir en compte la influència dels additius en el rendiment dels productes de PU, així com la seva toxicitat, migració, compatibilitat, etc. . pregunta.
5 productes
Per tal d'entendre millor la relació entre la fórmula i el rendiment de l'escuma suau de PU, s'introdueixen diversos exemples representatius com a referència:
1. Fórmula i propietats típiques de l'escuma suau de polièter de blocs
Polièter triol 100pbw TDI80/20 46.0pbw Catalitzador d'organotina 0.4pbw Catalitzador d'amina terciària 0.2pbw Estabilitzador d'escuma de silici 1.0pbw Aigua 3.6pbw Agent de co-escuma 0~12pbw Propietats: Força d'escuma, resistència a la tensió, kg/4. , % 220 Resistència al trencament, N/m 385 Conjunt de compressió, 50% 6 90% 6 Càrrega de cavitació, kg (38cm×35,6cm×10cm) Deformació 25% 13,6 65% 25,6 Caiguda de rebot de la bola, % 38 En els darrers anys, per tal de complir els necessitats del mercat, algunes empreses solen produir escuma de baixa densitat (10 kg/m3).Quan es produeix una escuma flexible d'ultra baixa densitat, no es tracta simplement d'augmentar l'agent d'escuma i l'agent d'escuma auxiliar.El que es pot fer també s'ha de combinar amb un tensioactiu de silici d'alta estabilitat i un catalitzador.
Producció de fórmula de referència d'escuma flexible de baixa densitat i de densitat ultra baixa: nom de densitat mitjana de densitat baixa densitat ultra baixa
Caixa contínua caixa contínua caixa polièter poliol 100100100100100 Aigua 3.03.04.55.56.6 A-33 catalitzador 0.20.20.20.250.18 Tensioactiu de silici B-81101.01.21.11.93.8 Agente Stannou 4.03.03. 7.57.512.515.034.0 TDI80/2041.444.056.073 .0103.0 Densitat, kg/m3 23.023.016.514.08.0
Fórmula d'escuma cilíndrica: polièter poliol tipus EO/PO (OH:56) 100pbw Aigua 6,43pbw MC agent d'escuma 52,5pbw Tensioactiu de silici L-628 6,50pbw Catalitzador A230 0,44pbw Octoat estanyós D19290. bw densitat d'escuma, kg/m3 7,5
2. Agent de co-escuma de CO2 líquid per fer escuma de baixa densitat
Polièter triol (Mn3000) 100 100 Aigua 4,9 5,2 CO2 líquid 2,5 3,3 Tensioactiu de silicona L631 1,5 1,75 B8404 Catalitzador d'amina A133 0,28 0,30 Octoat estannós 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,28 0,28 0,14 F / 0 DE8170 0. nsitat , kg/m3 16 16
La fórmula típica és la següent: Polièter triol (Mn3000) 100pbw Aigua 4,0pbw LCO2 4,0~5,5pbw Catalitzador A33 0,25pbw Tensioactiu de silici SC155 1,35pbw Octoat estannós D19 0,20pbw Índex TDI801/m201 .0~16.5
3. Escuma suau de poliuretà de baixa densitat MDI completa
L'escuma modelada de PU suau s'utilitza àmpliament en la producció de coixins per a seients de cotxes.La reducció de la densitat sense afectar les propietats físiques és l'objectiu del desenvolupament
Fórmula: Polièter d'alta activitat (OH: 26~30mgKOH/g) 80pbw Poliol de polímer (OH: 23~27mgKOH/g) 20pbw Agent de reticulació 0~3pbw Aigua 4,0pbw Catalitzador d'amina A-33 2,8pbw Activitat superficial d'oli de silicona 1 B87 Agent pbw Índex MDI 90pbw Rendiment: densitat central de l'escuma 34,5 kg/m3 Duresa ILD25% 15,0 kg/314 cm2 Resistència a l'esquinçament 0,8 kg/cm Resistència a la tracció 1,34 kg/cm2 Elongació 120% Taxa de rebot 62% Compressió permanent (sec) W5. 13,5%
4. Coixí del seient del vehicle MDI de baixa densitat i respectuós amb el medi ambient
L'homòleg de MDI pur: M50, és a dir, el producte de 4,4'MDI 50% 2,4'MDI 50%, es pot espumar a temperatura ambient, millorar la fluïdesa, reduir la densitat del producte i reduir el pes del vehicle, que és molt prometedor.El producte:
Formulació: poliéter poliol alt actiu (OH: 28mgKOH/g) 95pbw 310 Auxiliar* 5pbw Dabco 33LV 0,3pbw Dabco 8154 0,7pbw Tensioactiu de silici B4113 0,6pbw A-1 0,1pbw Índex Màxima 0,15pbw Aigua
Propietats físiques: Temps d'estirament (s) 62 Temps de pujada (s) 98 Densitat d'escuma lliure, kg/m3 32,7 Deflexió de càrrega de compressió, kpa: 40% 1,5 Elongació, % 180 Resistència al trencament, N/m 220
Nota: *310 Auxiliar: el venc, és un prolongador de cadena especial.
5. Alta resistència, còmoda escuma de PU
Recentment, el mercat va exigir que les propietats físiques dels coixins de seient d'escuma es mantinguin sense canvis, però la gent no es cansaria i els coixins de seient d'alta qualitat no es cansarien després de conduir a llarg termini.Després de la investigació, els òrgans interns del cos humà, especialment l'estómac, tenen una freqüència d'uns 6 Hz.Si es produeix una ressonància, provocarà nàusees i vòmits.
En general, la transmitància de vibració de l'escuma d'alta resistència a 6 Hz és d'1,1 ~ 1,3, és a dir, quan el vehicle està en marxa, no es debilita, sinó que augmenta, i alguns productes de fórmula poden reduir la vibració a 0,8 ~ 0,9.Ara es recomana una formulació de producte i la seva transmissió de vibracions de 6 Hz és al nivell de 0,5 ~ 0,55.
Formulació: polièter poliol d'alta activitat (Mn6000) 100pbw Tensioactiu de silici SRX-274C 1.0pbw Catalitzador d'amina terciària, Minico L-1020 0.4pbw catalitzador d'amina terciària, Minico TMDA 0.15pbw Aigua (3.6pbw Isocianat 0.4pbw %) = 0.4pbw
Propietats físiques: Densitat global, kg/m3 48,0 25%ILD, kg/314cm2 19,9 Rebot, % 74 50% compressió
Resistència a la contracció, (sec) 1,9 (humit) 2,5 6 Hz Transmissió de vibracions 0,55
6. Rebot lent o escuma viscoelàstica
L'anomenada escuma de PU de rebot lent es refereix a l'escuma que no es restaura a la seva forma original immediatament després que l'escuma es deforma per força externa, però es restaura lentament sense deformació superficial residual.Té un excel·lent amortiment, aïllament acústic, segellat i altres propietats.Es pot utilitzar en el control del soroll de motors d'automòbils, suport de catifes, joguines per a nens i coixins mèdics.
Fórmula d'exemple: Polièter d'alta activitat (OH34) 40~60 pbw Polièter polímer (OH28) 60~40 pbw Adhesiu creuat ZY-108* 80~100 pbw L-580 1,5 pbw Catalitzador 1,8~2,5 pbw Aigua pb Índex 1,6~2.2.2. * 1,05 pbw Nota: *ZY-108, un compost de polièter multifuncional de baix pes molecular** PM-200, una barreja de MDI-100 liquat, tots dos són productes Wanhua Propietats: densitat d'escuma, kg/m3 150~165 Duresa, Shore A 18~15 Resistència al trencament, kN/m 0,87~0,76 Elongació, % 90~130 Taxa de rebot, % 9~7 Temps de recuperació, segons 7~10
7. Escuma microcel·lular de pell pròpia de tipus polièter resistent a la fatiga per flexió milions de vegades
L'escuma es pot aplicar a les soles i els volants de PU
Tipus: DaltocelF-435 31.64 pbw Arcol34-28 10.0 pbw DaltocelF-481 44.72 pbw Arcol2580 3.0 pbw 乙二醇6.0 pbw 催化剂1.0 pbw 催化剂1.0 pbw. 7 0,3 pbw 硅表面活性剂DC-193 0,3 pbw L1 412T 1,5 pbw Aigua 0,44 pbw MDI modificat Suprasec2433 71 pbw
Propietats físiques: densitat d'escuma: aproximadament 0,5 g∕cm3 deflexió del cinturó β, KCS 35~50, molt bona
8. Escuma ignífuga, baix fum i alta resistència
Amb el ràpid desenvolupament de l'economia nacional, diversos departaments tenen requisits cada cop més alts per a la resistència a la flama dels productes d'escuma, especialment l'aviació, els cotxes, els cotxes de passatgers d'alta velocitat i els sofàs de la llar, etc. No tòxic.
Tenint en compte la situació anterior, l'autor i els seus col·legues han desenvolupat un grau ignífug (índex d'oxigen 28 ~ 30%), que té una densitat de fum molt baixa (el valor internacional és de 74 i aquest producte només és d'uns 50) i el rebot de l'escuma es manté sense canvis.Produeix fum blanc.
Fórmula d'exemple: YB-3081 polièter retardant de flama 50 pbw Polièter d'alta activitat (OH34) 50 pbw Tensioactiu de silicona B 8681 0,8~1,0 pbw Aigua 2,4~2,6 pbw DEOA 1,5~3 pbw Catalitzador A-1 Índex iso1.
Propietats físiques: densitat d'escuma, kg/m3 ≥50 Resistència a la compressió, kPa 5,5 Resistència a la tracció, kPa 124 Taxa de rebot, % ≥60 Deformació de compressió, 75% ≤8 Índex d'oxigen, OI% ≥ 28 Densitat de fum ≤50
9. L'aigua és l'agent d'escuma, tota l'escuma de la pell respectuosa amb el medi ambient
L'agent d'escuma HCFC-141b ha estat completament prohibit als països estrangers.L'agent d'escuma CP és inflamable.Els agents d'escuma HFC-245fa i HFC-365mfc són cars i inacceptables.Escuma de cuir.En el passat, els treballadors de la PU a casa i a l'estranger només van prestar atenció a la modificació del polièter i l'isocianat, de manera que la capa superficial de l'escuma no estava clara i la densitat era alta.
Ara es recomana un conjunt de fórmules, que es caracteritzen per:
l El polieter poliol bàsic es manté sense canvis i s'utilitza el convencional Mn5000 o 6000.·
l L'isocianat es manté sense canvis, es pot utilitzar C-MDI, PAPI o MDI modificat.
l Utilitzeu l'additiu especial SH-140 per resoldre el problema.·
Fórmula bàsica:
l Triol de polièter d'alta activitat Mn5000 65pbw
l SH-140* 35pbw
l Extensor de cadena: 1,4-butandiol 5pbw
l Agent de reticulació: glicerol 1,7pbw
l Agent d'obertura: K-6530 0,2~0,5pbw
l Catalitzador A-2 1,2~1,3pbw
l Pasta de color quantitat adequada l Aigua 0,5 pbw
l MR-200 45pbw
Nota: *SH-140 és el nostre producte.
Propietats físiques: la densitat total de l'escuma és de 340 ~ 350 kg/m3
Productes: superfície llisa, escorça clara, baixa densitat.
Hora de publicació: 12-agost-2022