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恩施土家族苗族自治州聚氨酯軟泡發(fā)泡配方匯總

作者:創(chuàng)始人 日期:2023-05-27 人氣:38888

1、 基本反應及數(shù)據(jù)

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

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

2R-N=C=O+HOH→R-NH-CO-NH-R+CO2↑

若使用TDI,根據(jù)上反應式,得出1份水反應需9.67份(約9.7份的TDI)

放出的二氧化碳成為泡核,使反應混合物膨脹,得到具有開孔結構的泡沫。

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

R=N=C=O+R′-OH→R-NH-COO—R′

若使用TDI,根據(jù)上反應式,得出100份羥值56的聚醚反應需8.68份(約8.7份的TDI)

2、多元醇

國內塊泡生產(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。如我公司的JH-3031K、JH-3050D、JH-3500等。

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)應用廣用量大的品種。

TDI分子量為174,其中含有2個異氰酸酯團(-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)是指實際用量與理論計算量的比值。在生產(chǎn)軟泡時,一般指數(shù)為105-115(100是等于理論計算量)(或寫為1.05-1.15,1為理論計算量),在此范圍內,TDI指數(shù)增大,泡沫硬度增大,撕裂強度變小,拉伸強度變小,斷裂伸長率變小。若TDI指數(shù)過高,則會形成大孔和閉孔,熟化時間過長,還會引起泡沫燒心;TDI指數(shù)過低,則易產(chǎn)生裂紋,回彈性差,強度差,壓縮永久變形較大。

4、發(fā)泡劑

水與TDI反應產(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與水反應生產(chǎn)大量的熱量,水用量過高,會使泡沫出現(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代走過多熱量影響泡沫熟化,同時要保證泡沫物性沒有明顯下降,因此二氯甲烷用量有個限制。

水與二氯甲烷的發(fā)泡效率(即產(chǎn)生相同體積的氣體)有如下經(jīng)驗關系:

1份水=9份二氯甲烷

發(fā)泡指數(shù):即配方中,以100份聚醚為基礎配比,所用發(fā)泡劑的數(shù)量。

發(fā)泡指數(shù)=水+二氯甲烷/9

發(fā)泡指數(shù)與密度近似關系為100/發(fā)泡指數(shù),此為配方中未加填料時公式。當加填料時,密度要比此公式計算的大。

5、催化劑

催化劑的主要作用是調節(jié)發(fā)泡反應和凝膠反應的速度,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%功效用于促進異氰酸酯與水反應,即發(fā)泡反應,40%用于促進羥基與異氰酸酯反應,即凝膠反應。

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%功效用于促進發(fā)泡反應,20%用于促進凝膠反應。大多與三乙烯二胺合用。

胺催化劑用量不當對制品有很大影響,胺用量過多,將造成(1)反應時間短,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程度,可獲得良好開孔的泡沫塑料。當用量偏高時泡沫閉孔率增加。其用量與密度關系如下:

泡沫密度(kg/立方米)  100份聚醚硅油用量

35          0.7-1.0

25          0.8-1.2

20          1.0-1.5

小于20          1.5-2.0

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度)下,原料溫度控制在25±3度,好正負1度范圍內。也有控制在28-30度范圍的。

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

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,在海拔高的地區(qū)時,泡沫密度明顯降低。

8、一些參考配方(來自相關資料,未經(jīng)實驗驗證,供參考了解)

1)密度為8Kg/立方米的軟泡配方

重量份

聚醚            100

水            ?。?/p>

硅油            2.8

辛酸亞錫          0.7

胺催化劑          0.17

二氯甲烷          30

TDI指數(shù)            117(即78*9.7+8.7=76.6*1.17=89.6)

2)密度為12Kg/立方米的軟泡配方

重量份

聚醚            100

水            ?。?/p>

硅油            1.5

辛酸亞錫          0.3

胺催化劑          0.14

二氯甲烷          15

TDI指數(shù)             120

3)密度為16Kg/立方米的軟泡配方

重量份

聚醚            100

水             4.9

硅油 (L-580)    1.3

辛酸亞錫          0.3

A33催化劑        0.12

二氯甲烷          9.3

填料           ?。?/p>

TDI               62

4)密度為18Kg/立方米的軟泡配方

重量份

聚醚            100

水             4.6

硅油?。ǎ蹋担福埃   ?.2

辛酸亞錫          0.26

A33催化劑        0.12

二氯甲烷          4.9

填料           ?。?/p>

TDI                58

5)密度為20Kg/立方米的高承載軟泡配方

重量份

聚醚            100

聚合物多元醇        20

水             4.5

硅油 (L-580)    1.3

辛酸亞錫          0.26

A33催化劑        0.1

二氯甲烷            4.0

TDI指數(shù)         55.4

6)密度為23Kg/立方米的軟泡配方

重量份

聚醚            100

水             3.6

硅油            1.14

辛酸亞錫          0.35

A33           0.06

A-1           0.02

二氯甲烷          3.5

TDI指數(shù)         106(即3.6*9.7+8.7=43.62*1.09=47.55)

7)密度為26Kg/立方米的軟泡配方

重量份

聚醚            100

水             3.6

硅油            1.0

辛酸亞錫            0.15

A33           0.3

二氯甲烷          0

TDI指數(shù)        107(即3.68*9.7+8.7=43.63*1.07=46.67)

8)密度為30Kg/立方米的軟泡配方

重量份

聚醚            100

水             3.3

硅油            1.1

辛酸亞錫          0.23

A33           0.34

TCPP          5.0

TDI指數(shù)         107

9)密度為35Kg/立方米的軟泡配方

重量份

聚醚            100

水             2.5

硅油            1.0

辛酸亞錫          0.30

胺催化劑          0.10

TDI指數(shù)         105


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