1. Inleiding
Producten uit de serie zacht polyurethaanschuim omvatten voornamelijk blok-, continu-, spons-, hoogveerkrachtig schuim (HR), zelfhuidschuim, langzaam veerkrachtig schuim, microcellulair schuim en semi-rigide energie-absorberend schuim.Dit type schuim maakt nog steeds ongeveer 50% van het totale polyurethaanproduct uit.Het is een grote variëteit met een groeiende toepassing en is betrokken geweest bij verschillende gebieden van de nationale economie: huishoudelijke apparaten, auto's, woningverbetering, meubels, treinen, schepen, lucht- en ruimtevaart en vele andere gebieden.Sinds de komst van PU-zachtschuim in de jaren vijftig, vooral na het betreden van de 21e eeuw, heeft er een sprong gemaakt in technologie, variëteit en productproductie.Hoogtepunten zijn: Milieuvriendelijk PU-zachtschuim, namelijk groen polyurethaanproduct;lage VOC-waarde PU-zachtschuim;lage verneveling PU zacht schuim;vol water PU zacht schuim;volledig zacht schuim uit de MDI-serie;vlamvertragend, weinig rook, volledige MDI-serie Schuim;nieuwe soorten additieven zoals reactieve katalysatoren met een hoog molecuulgewicht, stabilisatoren, vlamvertragers en antioxidanten;polyolen met een lage onverzadiging en een laag monoalcoholgehalte;PU-zacht schuim met ultralage dichtheid en uitstekende fysieke eigenschappen;lage resonantiefrequentie, lage overdracht PU-zacht schuim;polycarbonaatdiol, polye-caprolactonpolyol, polybutadieendiol, polytetrahydrofuran en andere speciale polyolen;vloeibare CO2-schuimtechnologie, negatieve drukschuimtechnologie, enz. .Kortom, de opkomst van nieuwe varianten en nieuwe technologieën heeft de verdere ontwikkeling van PU-zachtschuim bevorderd.
2 Schuimprincipe
Om het ideale PU-zachtschuim te synthetiseren dat aan de eisen voldoet, is het noodzakelijk om het chemische reactieprincipe van het schuimsysteem te begrijpen om de juiste hoofd- en hulpgrondstoffen en productieprocessen te selecteren.De ontwikkeling van de polyurethaanindustrie bevindt zich tot op de dag van vandaag niet meer in de imitatiefase, maar kan, afhankelijk van de prestatie-eisen van het eindproduct, worden bereikt door de structuur van grondstoffen en synthetische technieken.Polyurethaanschuim neemt deel aan chemische veranderingen tijdens het syntheseproces en de factoren die de structurele eigenschappen van het schuim beïnvloeden zijn complex, waarbij niet alleen de chemische reactie tussen isocyanaat, polyether(ester)alcohol en water betrokken is, maar ook de colloïdchemie van schuimvorming. .De chemische reacties omvatten ketenverlenging, schuimvorming en verknoping.Het beïnvloedt ook de structuur, functionaliteit en het molecuulgewicht van de stoffen die aan de reactie deelnemen.De algemene reactie van de synthese van polyurethaanschuim kan worden uitgedrukt met de volgende formule:
9b0722b7780190d3928a2b8aa99b1224.jpg
De werkelijke situatie is echter ingewikkelder en de belangrijke reacties kunnen als volgt worden samengevat:
01 Kettingverlenging
Multifunctionele isocyanaten en polyether(ester)alcoholen, vooral difunctionele verbindingen, de ketenverlenging wordt als volgt uitgevoerd:
07b0ec2de026c48dd018efaa5ccde5c1.jpg
In het schuimsysteem is de hoeveelheid isocyanaat over het algemeen groter dan die van de actieve waterstofbevattende verbinding, dat wil zeggen dat de reactie-index groter is dan 1, meestal 1,05, dus het einde van het eindproduct met verlengde keten in het schuimproces moet een isocyanaatgroep zijn
5ed385eebd04757bda026fcfb4da4961.jpg
De kettingverlengingsreactie is de belangrijkste reactie van PU-schuim en is de sleutel tot fysieke eigenschappen: mechanische sterkte, groeisnelheid, elasticiteit, enz.
02 Schuimreactie
Schuimvorming is erg belangrijk bij de bereiding van zacht schuim, vooral bij het synthetiseren van producten met een lage dichtheid.Er zijn twee algemene schuimeffecten: het gebruik van reactiewarmte om koolwaterstofverbindingen met een laag kookpunt, zoals HCFC-141b, HFC-134a, HFC-365mfc, cyclopentaan, enz., te verdampen om schuimdoeleinden te bereiken, en de andere is het gebruik van water en isocyanaat.De chemische reactie veroorzaakt een grote hoeveelheid schuimend CO2-gas:
04d3b707849aaf9b1ee6f1b8d19c1ce7.jpg
Bij afwezigheid van een katalysator is de reactiesnelheid van water met isocyanaten laag.De reactiesnelheid van aminen en isocyanaten is vrij snel.Om deze reden brengt het gebruik van water als schuimmiddel een groot aantal stijve segmenten en ureumverbindingen met hoge polariteit met zich mee, die het gevoel, de veerkracht en de hittebestendigheid van schuimproducten beïnvloeden.Om een schuim met uitstekende fysische eigenschappen en lage dichtheid te produceren, is het noodzakelijk om het molecuulgewicht van de polyether(ester)alcohol en de zachtheid van de hoofdketen te verhogen.
03 Gel-actie
Gelreactie wordt ook wel verknopings- en uithardingsreactie genoemd.Bij het schuimproces is gelering erg belangrijk.Een te vroege of te late gelering zal ertoe leiden dat de kwaliteit van schuimproducten afneemt of afvalproducten worden.De meest ideale toestand is dat de ketenverlenging, schuimreactie en gelreactie een evenwicht bereiken, anders zal de schuimdichtheid te hoog zijn of zal het schuim instorten.
Er zijn drie geleeracties tijdens het schuimproces:
1) Gels van multifunctionele verbindingen
Over het algemeen kunnen verbindingen met meer dan drie functionaliteiten reageren om verbindingen met de lichaamsstructuur te vormen.Bij de productie van flexibele polyurethaanschuimen gebruiken wij polyetherpolyolen met meer dan drie functionaliteiten.Recentelijk worden polyisocyanaten met fn ≥ 2,5 ook gebruikt bij de ontwikkeling van alle MDI-systemen om het draagvermogen van schuimen met lage dichtheid te verbeteren.Dit vormen de basis voor de vorming van driefasige verknoopte structuren:
42a37c3572152ae1f6c386b7bd177bf8.jpg
Het is vermeldenswaard dat het molecuulgewicht tussen de verknopingspunten direct de verknopingsdichtheid van het schuim weerspiegelt.Dat wil zeggen, de verknopingsdichtheid is groot, de hardheid van het product is hoog en de mechanische sterkte is goed, maar de zachtheid van het schuim is slecht en de veerkracht en rek zijn laag.Het molecuulgewicht (Mc) tussen de verknopingspunten van het zachte schuim is 2000-2500, en het halfstijve schuim ligt tussen 700-2500.
2) Vorming van ureum
Bij gebruik van water als schuimmiddel ontstaan overeenkomstige ureumbindingsverbindingen.Hoe meer water, hoe meer ureumbindingen.Ze zullen bij hoge temperatuur verder reageren met overtollig isocyanaat om biureetbindingsverbindingen te vormen met een driefasige structuur:
896b42df0d91543a61d1e68f91c1d829.jpg
3) Vorming van allofanaat Een ander type verknopingsreactie is dat de waterstof op de hoofdketen van urethaan bij hoge temperatuur verder reageert met een overmaat isocyanaat om een allofanaatbinding te vormen met een driefasige structuur:
4a6fdae7620ef5333bd14c6973a26a37.jpg
De vorming van biureetverbindingen en allofanaatverbindingen is niet ideaal voor schuimsystemen, omdat deze twee verbindingen een slechte thermische stabiliteit hebben en bij hoge temperaturen ontleden.Daarom is het erg belangrijk dat mensen de temperatuur en de isocyanaatindex tijdens de productie controleren
3 Chemische berekeningen
Polyurethaan synthetisch materiaal is een polymeer synthetisch materiaal dat in één stap polymeerproducten uit grondstoffen kan synthetiseren, dat wil zeggen dat de fysische eigenschappen van de producten direct kunstmatig kunnen worden aangepast door de specificaties en samenstellingsverhoudingen van grondstoffen te veranderen.Daarom is het van groot belang om het principe van polymeersynthese correct toe te passen en een eenvoudige berekeningsformule op te stellen om de kwaliteit van polyurethaanproducten te verbeteren
01 Equivalente waarde
De zogenaamde equivalente waarde (E) verwijst naar het molecuulgewicht (Mn) dat overeenkomt met de eenheidsfunctionaliteit (f) in een samengesteld molecuul;
2a931ca68a4ace0f036e02a38adee698.jpg
Het aantalgemiddelde molecuulgewicht van polyethertriol is bijvoorbeeld 3000, waarna de equivalente waarde:
e3295f1d515f5af4631209f7b49e1328.jpg
Het algemeen gebruikte verknopingsmiddel MOCA, namelijk 4,4′-methyleenbis(2-chlooramine), heeft een relatieve molecuulmassa van 267. Hoewel er 4 actieve waterstofatomen in het molecuul zitten, nemen slechts 2 waterstofatomen deel aan de isocyanaatreactie.atoom, dus de functionaliteit ervan f=2
0618093a7188b53e5015fb4233cccdc9.jpg
In de productspecificatie van polyether of polyesterpolyol verstrekt elk bedrijf alleen gegevens over de hydroxylwaarde (OH), dus het is praktischer om direct de equivalente waarde met de hydroxylwaarde te berekenen:
8a7763766e4db49fece768a325b29a61.jpg
Het is de moeite waard eraan te herinneren dat het daadwerkelijk meten van de productfunctionaliteit zeer tijdrovend is en dat er veel nevenreacties zijn.Vaak is de werkelijke functionaliteit van triolpolyether(ester) niet gelijk aan 3, maar ligt deze tussen de 2,7 en 2,8.Daarom wordt aanbevolen om de formule (2) te gebruiken, dat wil zeggen dat de hydroxylwaarde ook wordt berekend!
02 Vereiste aan isocyanaat
Alle actieve waterstofverbindingen kunnen reageren met isocyanaat.Volgens het principe van equivalente reactie is het bij de PU-synthese gebruikelijk om nauwkeurig de hoeveelheid isocyanaat te berekenen die door elke component in de formule wordt verbruikt:
a63972fdc4f16025842815cb1d008cfe.jpg
In de formule: Ws – hoeveelheid isocyanaat
Wp – polyether- of polyesterdosering
Ep – polyether of polyesterequivalent
Es—Isocyanaat-equivalent
De molaire verhouding van I2-NCO/-OH, dat wil zeggen de reactie-index
ρS — zuiverheid van isocyanaat
Zoals we allemaal weten, is bij het synthetiseren van een prepolymeer of semi-prepolymeer met een bepaalde NCO-waarde de benodigde hoeveelheid isocyanaat gerelateerd aan de werkelijke hoeveelheid polyether en het NCO-gehalte dat het uiteindelijke prepolymeer nodig heeft.Na het samenvatten:
83456fb6214840b23296d5ff084c4ab8.jpg
In de formule: D: de massafractie van de NCO-groep in het prepolymeer
42—— Equivalente waarde van NCO
In de hedendaagse schuimen die volledig uit MDI bestaan, wordt polyether-gemodificeerde MDI met een hoog molecuulgewicht over het algemeen gebruikt om semi-prepolymeren te synthetiseren, en het NCO-percentage ligt tussen 25 en 29%, dus formule (4) is zeer nuttig.
Een formule voor het berekenen van het molecuulgewicht tussen verknopingspunten gerelateerd aan de verknopingsdichtheid wordt ook aanbevolen, wat zeer nuttig is bij het formuleren van formuleringen.Of het nu een elastomeer of een schuim met hoge veerkracht is, de elasticiteit ervan houdt rechtstreeks verband met de hoeveelheid verknopingsmiddel:
b9fd1ca1ee9bebc558731d065ac3254b.jpg
In de formule: Mnc – getalsgemiddeld molecuulgewicht tussen verknopingspunten
Bijv. - Equivalente waarde van verknopingsmiddel
Wg——Hoeveelheid verknopingsmiddel
WV – de hoeveelheid prepolymeer
D——NCO-inhoud
4 grondstoffen
Polyurethaangrondstoffen zijn onderverdeeld in drie categorieën: polyolverbindingen, polyisocyanaatverbindingen en additieven.Onder hen zijn polyolen en polyisocyanaten de belangrijkste grondstoffen van polyurethaan, en hulpstoffen zijn verbindingen die de speciale eigenschappen van polyurethaanproducten aanvullen.
Alle verbindingen met hydroxylgroepen in de structuur van organische verbindingen behoren tot organische polyolverbindingen.Onder hen zijn de twee meest gebruikte polyurethaanschuimen polyetherpolyolen en polyesterpolyolen.
polyolverbinding
Polyetherpolyol
Het is een oligomere verbinding met een gemiddeld molecuulgewicht van 1000 ~ 7000, die is gebaseerd op de grondstoffen van de petrochemische industrie: propyleenoxide en ethyleenoxide, en twee en drie functionele waterstofhoudende verbindingen worden gebruikt als initiatoren en worden gekatalyseerd en gepolymeriseerd door KOH..
Over het algemeen ligt het molecuulgewicht van gewoon zacht schuimpolyetherpolyol in het bereik van 1500 ~ 3000, en de hydroxylwaarde tussen 56 ~ 110 mg KOH / g.Het molecuulgewicht van polyetherpolyol met hoge veerkracht ligt tussen 4500 en 8000, en de hydroxylwaarde ligt tussen 21 en 36 mgKOH/g.
Het is de moeite waard te vermelden dat verschillende grote variëteiten polyetherpolyolen die de afgelopen jaren nieuw zijn ontwikkeld zeer gunstig zijn voor het verbeteren van de fysische eigenschappen van flexibel polyurethaanschuim en het verminderen van de dichtheid.
l Polymeer-geënt polyetherpolyol (POP), dat het draagvermogen van PU-zacht schuim kan verbeteren, de dichtheid kan verminderen, de openingsgraad kan vergroten en krimp kan voorkomen.De dosering neemt ook met de dag toe
l Polyurea polyetherpolyol (PHD): De polyetherfunctie is vergelijkbaar met polymeerpolyetherpolyol, dat de hardheid en het draagvermogen kan verbeteren en de opening van schuimproducten kan bevorderen.De vlambestendigheid is verhoogd en het schuim uit de MDI-serie is zelfdovend en wordt veel gebruikt in Europa.l Polyetherpolyol van verbrandingskwaliteit: het is een stikstofhoudend aromatisch koolwaterstofpolymeer geënt polyetherpolyol, dat niet alleen de dragende, opencellige hardheid en andere kenmerken van schuimproducten kan verbeteren, maar ook PU-zitkussens kan synthetiseren ervan.Het heeft een hoge vlamvertraging: de zuurstofindex is maar liefst 28% of meer, de lage rookemissie ≤60% en de lage vlamverspreidingssnelheid.Het is een uitstekend materiaal voor auto's, treinen en meubels om zitkussens van te maken
l Polyetherpolyol met lage onverzadiging: Omdat het dubbelcyanidemetaalcomplex (DMC) als katalysator gebruikt, is het gehalte aan onverzadigde dubbele bindingen in de gesynthetiseerde polyether minder dan 0,010 mol / mg, dat wil zeggen dat het monool bevat. De lage verbinding, dat wil zeggen, de hoge zuiverheid leidt tot betere veerkracht en compressie-seteigenschappen van het op basis daarvan gesynthetiseerde HR-schuim, evenals tot een goede scheursterkte en indrukkingsfactor.Het recent ontwikkelde autostoelkussenschuim met lage resonantiefrequentie en 6 Hz lage transmissiesnelheid is zeer goed
l Gehydrogeneerde polybutadieenglycol, dit polyol wordt onlangs in het buitenland gebruikt in PU-schuimproducten om de fysieke eigenschappen van het schuim aanzienlijk te verbeteren, met name de weerbestendigheid, vocht- en hittebestendigheid, compressieset en andere problemen gedurende vele jaren, zodat het autostoelkussen enz. worden gebruikt in tropische gebieden van Afrika
l Polyetherpolyolen met een hoog ethyleenoxidegehalte, over het algemeen polyetherpolyolen met hoge activiteit, voegen tijdens de synthese aan het einde 15 ~ 20% EO toe om de reactiviteit van polyethers te verbeteren.De bovengenoemde polyethers hebben een EO-gehalte tot 80%, een PO-gehalte, integendeel, het is lager dan 40%.Het is de sleutel tot de ontwikkeling van alle PU-zachte schuimen uit de MDI-serie, waaraan mensen in de industrie aandacht moeten besteden.
l Polyetherpolyolen met katalytische activiteit: introduceren voornamelijk tertiaire aminegroepen met katalytische eigenschappen of metaalionen in de polyetherstructuur.Het doel is om de hoeveelheid katalysator in het schuimsysteem te verminderen, de VOC-waarde en een lage verneveling van schuimproducten te verminderen.
l Polyetherpolyol met amino-eindgroepen: Deze polyether heeft de grootste katalytische activiteit, een korte reactietijd, een snelle ontvormbaarheid en een sterk verbeterde productsterkte (vooral vroege sterkte), vormloslating, temperatuurbestendigheid en bestendigheid tegen oplosmiddelen., de constructietemperatuur is verlaagd, de reikwijdte is vergroot en het is een veelbelovend nieuw ras.
polyesterpolyol
Vroege polyesterpolyolen verwijzen allemaal naar op adipinezuur gebaseerde polyesterpolyolen, en de grootste markt is microcellulair schuim, dat wordt gebruikt in schoenzolen.De afgelopen jaren zijn er de een na de ander nieuwe varianten verschenen, waardoor de toepassing van polyesterpolyolen in PUF is uitgebreid
l Aromatisch dicarbonzuur-gemodificeerd polyesterpolyol op basis van adipinezuur: voornamelijk het synthetiseren van polyesterpolyol door adipinezuur gedeeltelijk te vervangen door ftaalzuur of tereftaalzuur, wat de vroege sterkte van het product kan verbeteren en de vochtbestendigheid en hardheid kan verbeteren, terwijl de kosten worden verlaagd.
l Polycarbonaatpolyol: Dit type product kan de hydrolyseweerstand, weersbestendigheid, temperatuurbestendigheid en hardheid van schuimproducten aanzienlijk verbeteren, en is een veelbelovende variëteit.
l Poly ε-caprolactonpolyol: het daaruit gesynthetiseerde PU-schuim heeft een uitstekende temperatuurbestendigheid, hydrolysebestendigheid en slijtvastheid, en er moeten enkele hoogwaardige producten van worden gemaakt.
l Aromatisch polyesterpolyol: Het is ontwikkeld door uitgebreid gebruik van polyesterafvalproducten in een vroeg stadium en wordt meestal gebruikt in PU-hardschuim.Nu wordt dit uitgebreid naar PU-zachtschuim, dat ook de aandacht verdient
Overige Elke verbinding met actieve waterstof kan op PUF worden toegepast.Volgens marktveranderingen en eisen op het gebied van milieubescherming is het absoluut noodzakelijk om volledig gebruik te maken van plattelandsproducten en biologisch afbreekbaar zacht PU-schuim te synthetiseren.
l Polyolen op basis van ricinusolie: deze producten zijn eerder in PUF gebruikt en de meeste zijn gemaakt van ongemodificeerde pure ricinusolie om halfharde schuimen te maken.Ik stel voor om transesterificatietechnologie te gebruiken en verschillende alcoholen met een hoog molecuulgewicht in ricinusolie te introduceren om verschillende specificaties te synthetiseren.
Derivaten kunnen worden verwerkt tot verschillende zachte en harde PUF's.
l Polyolen uit de plantaardige oliereeks: Dergelijke producten zijn onlangs getroffen door de olieprijzen en hebben zich snel ontwikkeld.Momenteel zijn de meeste producten die zijn geïndustrialiseerd sojaolie en palmolieserieproducten, en katoenzaadolie of dierlijke olie kunnen ook worden gebruikt om serieproducten te ontwikkelen, die volledig kunnen worden gebruikt, de kosten verlagen en biologisch afbreekbaar en milieuvriendelijk zijn. .
polyisocyanaat
Twee soorten isocyanaten, TDI en MDI, worden vaak gebruikt bij de productie van flexibel polyurethaanschuim, en de afgeleide TDI/MDI-hybriden worden ook veel gebruikt in de HR-serie.Vanwege milieubeschermingseisen stelt de auto-industrie zeer lage eisen aan de VOS-waarde van schuimproducten.Daarom worden pure MDI, ruwe MDI en met MDI gemodificeerde producten op grote schaal gebruikt in zacht PU-schuim als de belangrijkste zachte PU-producten.
polyolverbinding
Vloeibaar MDI
Zuiver 4,4′-MDI is vast bij kamertemperatuur.Met het zogenaamde vloeibaar gemaakte MDI wordt MDI bedoeld dat op verschillende manieren is gemodificeerd en vloeibaar is bij kamertemperatuur.De functionaliteit van vloeibaar gemaakte MDI kan worden gebruikt om te begrijpen tot welke groep-gemodificeerde MDI het behoort
l-urethaan-gemodificeerde MDI met een functionaliteit van 2,0;
l Carbodiimide-gemodificeerde MDI met een functionaliteit van 2.0;
l MDI gemodificeerd met diazetacyclobutanonimine, de functionaliteit is 2,2;
l MDI gemodificeerd met urethaan en diazetidinimine met een functionaliteit van 2,1
De overgrote meerderheid van deze producten wordt gebruikt in vormproducten zoals HR, RIM, zelfonthuidend schuim en microschuim zoals schoenzolen.
MDI-50
Het is een mengsel van 4,4′-MDI en 2,4′-MDI.Omdat het smeltpunt van 2,4′-MDI lager is dan kamertemperatuur, ongeveer 15°C, is MDI-50 een vloeistof die bij kamertemperatuur wordt bewaard en gemakkelijk te gebruiken is.Let op het sterische hindereffect van 2,4′-MDI, dat minder reactief is dan het 4,4′-lichaam en kan worden aangepast door een katalysator.
Grove MDI of PAPI
De functionaliteit ligt tussen 2,5 en 2,8 en wordt over het algemeen gebruikt in hardschuim.De afgelopen jaren is het vanwege prijsfactoren ook gebruikt op de markt voor zacht schuim, maar er moet worden opgemerkt dat het vanwege de hoge functionaliteit ervan noodzakelijk is om de hoeveelheid verknoping bij het ontwerp van de formules te verminderen.Gezamenlijk middel, of verhoog de interne weekmaker.
Extra
katalysator
De katalysator heeft een grote invloed op het polyurethaanschuim en daarmee kan een snelle productie bij kamertemperatuur worden bereikt.Er zijn twee hoofdcategorieën katalysatoren: tertiaire aminen en metaalkatalysatoren, zoals triethyleendiamine, pentamethyldiethyleentriamine, methylimidazool, A-1, enz., behoren allemaal tot tertiaire aminekatalysatoren, terwijl tinoctoaat, diethyleendiamine, enz. Dibutyltinlauraat, kaliumacetaat Kaliumoctoaat, organisch bismut, enz. zijn metaalkatalysatoren.Momenteel zijn er verschillende katalysatoren van het vertraagde type, het trimerisatietype, het complexe type en het type met een lage VOC-waarde ontwikkeld, die ook gebaseerd zijn op de bovengenoemde typen katalysatoren.
De Dabco-serie van gasproductenbedrijf, de basisgrondstof is bijvoorbeeld triethyleendiamine:
l Dabco33LV bevat 33% triethyleendiamine/67% dipropyleenglycol
l Dabco R8020 Triethyleendiamine bevat 20%/DMEA80%
l Dabco S25 triethyleendiamine bevat 25%/butaandiol 75%
l Dabco8154 triethyleendiamine/zuur vertraagde katalysator
l Dabco EG Triethyleendiamine bevat 33%/ethyleenglycol 67%
l Dabco TMR-serie trimerisatie
l Dabco 8264 Samengestelde bubbels, gebalanceerde katalysatoren
l Dabco XDM geurarme katalysator
Onder de voorwaarde van meerdere katalysatoren moeten we eerst de kenmerken van verschillende katalysatoren en hun werkingsprincipes begrijpen om de balans van het polyurethaansysteem te verkrijgen, dat wil zeggen de balans tussen de schuimsnelheid en de geleringssnelheid;het evenwicht tussen de geleringssnelheid en de schuimsnelheid, en de schuimsnelheid en materiaalvloeibaarheidsbalans, enz.
Metaalkatalysatoren zijn allemaal gel-type katalysatoren.Conventionele tin-type katalysatoren hebben een sterk geleffect, maar hun nadelen zijn dat ze niet bestand zijn tegen hydrolyse en een slechte weerstand tegen thermische veroudering hebben.De recente opkomst van organische bismutkatalysatoren zou de aandacht moeten trekken.Het heeft niet alleen de functie van tinkatalysator, maar heeft ook een goede weerstand tegen hydrolyse en veroudering door hitte, wat zeer geschikt is voor het samenstellen van materialen.
schuimstabilisator
Het speelt de rol van het emulgeren van het schuimmateriaal, het stabiliseren van het schuim en het aanpassen van de cel, en verhoogt de wederzijdse oplosbaarheid van elke component, wat nuttig is voor de vorming van bellen, de grootte en uniformiteit van de cel regelt en de balans bevordert. de schuimspanning.De wanden zijn elastisch om de cellen vast te houden en instorting te voorkomen.Hoewel de hoeveelheid schuimstabilisator klein is, heeft deze een aanzienlijke invloed op de celstructuur, fysieke eigenschappen en het productieproces van PU-flexibel schuim.
Momenteel worden in China hydrolysebestendige siliconen/polyoxyalkyleenetherblokoligomeren gebruikt.Door de toepassing van verschillende schuimsystemen is de verhouding hydrofoob segment/hydrofiel segment anders en is de verandering van de kettingschakel aan het uiteinde van de blokstructuur anders., voor de productie van siliciumstabilisatoren voor verschillende schuimproducten.Daarom moet u bij het kiezen van een schuimstabilisator de functie en functie ervan begrijpen, deze niet vergeten, niet willekeurig gebruiken en nadelige gevolgen veroorzaken.Siliconenolie van zacht schuim kan bijvoorbeeld niet worden aangebracht op schuim met een hoge veerkracht, anders zal het schuim krimpen, en siliconenolie met hoge veerkracht kan niet worden aangebracht om zacht schuim te blokkeren, anders zal het schuim instorten.
Vanwege de behoeften op het gebied van milieubescherming hebben de auto- en meubelindustrie producten nodig met een lage verneveling en een lage VOS-waarde.Verschillende bedrijven hebben achtereenvolgens schuimstabilisatoren met lage verneveling en lage VOC-waarde ontwikkeld, zoals Dabco DC6070, gelanceerd door Gas Products Company, een siliconenolie met lage verneveling voor TDI-systemen.;Dabco DC2525 is een condensarme siliconenolie voor MDI-systemen.
schuimmiddel
Het schuimmiddel voor PU-zachtschuim is voornamelijk water, aangevuld met andere fysische schuimmiddelen.Bij de productie van blokschuim zal, gezien de grote hoeveelheid water in producten met een lage dichtheid, vaak meer dan 4,5 delen per 100 delen de interne temperatuur van het schuim doen stijgen, tot boven 170 ~ 180 ° C, wat resulteert in spontane ontbranding van het schuim. schuim en een laagkokend koolwaterstofschuimmiddel moeten worden gebruikt.De ene helpt bij het verminderen van de dichtheid, en de andere verwijdert een grote hoeveelheid reactiewarmte.Vroeger werd de combinatie water/F11 gebruikt.Vanwege milieubeschermingskwesties werd F11 verboden.Momenteel worden de meeste producten uit de overgangsreeks water/dichloormethaan en de water/HCFC-141b-reeks gebruikt.Omdat producten uit de dichloormethaan-serie ook de atmosfeer vervuilen, is dit een overgangskarakter, terwijl producten uit de HFC-serie: HFC-245fa, -356mfc, enz. of producten uit de cyclopentaan-serie allemaal milieuvriendelijk zijn, maar de eerste is duur en de laatste is ontvlambaar, dus Om aan de behoeften van het verlagen van de temperatuur te voldoen, hebben mensen nieuwe processen geïntroduceerd, schuimtechnologie onder negatieve druk, technologie voor geforceerde koeling en vloeibare CO2-technologie om het probleem op te lossen. Het doel is om de hoeveelheid water te verminderen of de interne temperatuur te verlagen van het schuim
Ik raad de vloeibare CO2-technologie aan voor de productie van blokbellen, die meer geschikt is voor kleine en middelgrote ondernemingen.In de LCO2-technologie zijn 4 delen LCO2 gelijk aan 13 delen MC.De relatie tussen het waterverbruik en de vloeibare CO2 die wordt gebruikt om schuim met verschillende dichtheden te produceren Schuimdichtheid, kg/m3 water, massadelen LCO2, massadelen equivalent MC, massadelen
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
vlamvertragend
Vlamvertragende en brandpreventie zijn de hele tijd een zorg van mensen.De onlangs uitgebrachte “Vereisten en normen voor de verbrandingsprestaties van vlamvertragende producten en componenten op openbare plaatsen” GB20286-2006 van mijn land bevatten nieuwe vereisten voor vlamvertraging.Voor vlamvertragend schuim van klasse 1 Kunststofvereisten: a), piekwarmteafgiftesnelheid ≤ 250 kW/m2;b), gemiddelde brandtijd ≤ 30s, gemiddelde brandhoogte ≤ 250 mm;c), rookdichtheidsgraad (SDR) ≤ 75;d), rooktoxiciteitsklasse Niet minder dan 2A2-niveau
Dat wil zeggen: er moet rekening worden gehouden met drie factoren: vlamvertragend, weinig rook en weinig rooktoxiciteit.Om hogere eisen te stellen aan de selectie van vlamvertragers, volgens de bovenstaande normen, ben ik van mening dat het het beste is om variëteiten te kiezen die een dikke koolstoflaag kunnen vormen en niet-giftige of laag-giftige rook afgeven.Momenteel is het geschikter om op fosfaatester gebaseerde vlamvertragers met hoog molecuulgewicht te gebruiken, of halogeenvrije aromatische koolwaterstoffen met heterocyclische varianten met hoge temperatuurbestendigheid, enz. De afgelopen jaren hebben buitenlandse landen geëxpandeerd vlamvertragend PU-flexibel schuim ontwikkeld, of stikstof heterocyclische vlamvertrager. Het medicijn is correct.
ander
Andere additieven omvatten voornamelijk: poriënopeners, verknopingsmiddelen, antioxidanten, anticondensmiddelen, enz. Bij de selectie moet rekening worden gehouden met de invloed van additieven op de prestaties van PU-producten, evenals met de toxiciteit, migratie, compatibiliteit, enz. . vraag.
5 producten
Om de relatie tussen de formule en de prestaties van PU-zachtschuim beter te begrijpen, worden ter referentie verschillende representatieve voorbeelden geïntroduceerd:
1. Typische formule en eigenschappen van blokpolyether PU-zacht schuim
Polyethertriol 100 pbw TDI80/20 46,0 pbw Organotin-katalysator 0,4 pbw Tertiaire aminekatalysator 0,2 pbw Siliciumschuimstabilisator 1,0 pbw Water 3,6 pbw Co-schuimmiddel 0~12 pbw Eigenschappen: Schuimdichtheid, kg/m3 22,4 Treksterkte, kpa 96,3 Rek, % 220 Scheursterkte, N/m 385 Compressieset, 50% 6 90% 6 Cavitatiebelasting, kg (38cm×35,6cm×10cm) Vervorming 25% 13,6 65% 25,6 Terugslag bij vallende bal, % 38 In de afgelopen jaren, om te voldoen aan de behoeften van de markt produceren sommige bedrijven vaak schuim met een lage dichtheid (10 kg/m3).Bij het produceren van flexibel schuim met ultra-lage dichtheid is het niet eenvoudigweg bedoeld om het schuimmiddel en het hulpschuimmiddel te vergroten.Wat gedaan kan worden, moet ook gecombineerd worden met een siliciumoppervlakteactieve stof met relatief hoge stabiliteit en een katalysator
Productie van referentieformule van flexibel schuim met lage dichtheid en ultra-lage dichtheid: naam medium-density low-density ultra-low density
Continue doos continue doos doos polyether polyol 100100100100100 Water 3.03.04.55.56.6 A-33 katalysator 0.20.20.20.250.18 Oppervlakteactieve silicium B-81101.01.21.11.93.8 Tinoctoaat 0.250.280.350.360.40 Middel 7,5 7.512.515.034.0 TDI80/2041.444.056.073 .0103.0 Dichtheid, kg/m3 23.023.016.514.08.0
Cilindrische schuimformule: EO/PO type polyetherpolyol (OH:56) 100 pbw Water 6,43 pbw MC-schuimmiddel 52,5 pbw Siliciumoppervlakteactieve stof L-628 6,50 pbw Katalysator A230 0,44 pbw Tinoctoaat D19 0,85 pbw TDI80/20 index 0,99 Dosering 139 pbw Schuimdichtheid, kg/m3 7,5
2. Vloeibaar CO2-coschuimmiddel om schuim met een lage dichtheid te maken
Polyethertriol (Mn3000) 100 100 Water 4,9 5,2 Vloeibaar CO2 2,5 3,3 Oppervlakteactieve siliconen L631 1,5 1,75 B8404 Aminekatalysator A133 0,28 0,30 Tinoctoaat 0,14 0,17 Vlamvertragend DE60F 0,114 TDI 80/20 Schuimdichtheid, kg/m3 16 16
De typische formule is als volgt: Polyethertriol (Mn3000) 100 pbw Water 4,0 pbw LCO2 4,0~5,5 pbw Katalysator A33 0,25 pbw Siliciumoppervlakteactieve stof SC155 1,35 pbw Stannoctoaat D19 0,20 pbw TDI80/20 index 110 Schuimdichtheid, kg/m3 14,0~16 .5
3. Volledig MDI zacht polyurethaanschuim met lage dichtheid
Zacht PU-vormschuim wordt veel gebruikt bij de productie van autostoelkussens.Dichtheidsreductie zonder de fysieke eigenschappen te beïnvloeden is het doel van de ontwikkeling
Formule: Polyether met hoge activiteit (OH: 26~30 mgKOH/g) 80 pbw Polymeerpolyol (OH: 23~27 mg KOH/g) 20 pbw Verknopingsmiddel 0~3 pbw Water 4,0 pbw Aminekatalysator A-33 2,8 pbw Oppervlakteactiviteit van siliconenolie Middel B8716 1,0 pbw MDI-index 90pbw Prestaties: Middendichtheid schuim 34,5 kg/m3 Hardheid ILD25% 15,0 kg/314 cm2 Scheursterkte 0,8 kg/cm Treksterkte 1,34 kg/cm2 Rek 120% Rebound-snelheid 62% Permanente compressie (droog) 5,0% (nat) 13,5%
4. Lage dichtheid, volledig MDI milieuvriendelijk voertuigzitkussen
De homoloog van pure MDI: M50, dat wil zeggen het product van 4,4′MDI 50% 2,4′MDI 50%, kan bij kamertemperatuur worden geschuimd, de vloeibaarheid verbeteren, de productdichtheid verminderen en het voertuiggewicht verminderen, wat veelbelovend.Het product:
Formulering: Hoogactief polyetherpolyol (OH: 28 mg KOH/g) 95 pbw 310 Hulpstof* 5 pbw Dabco 33LV 0,3 pbw Dabco 8154 0,7 pbw Silicium oppervlakteactieve stof B4113 0,6 pbw A-1 0,1 pbw Water 3,5 pbw Cyanaatindex M50 50 pbw 8
Fysische eigenschappen: Trektijd (s) 62 Stijgtijd (s) 98 Vrije schuimdichtheid, kg/m3 32,7 Doorbuiging compressiebelasting, kpa: 40% 1,5 Rek, % 180 Scheursterkte, N/m 220
Opmerking: *310 Hulpmiddel: ik verkoop het, het is een speciale kettingverlenger.
5. Hoge veerkracht, comfortabel rijdend PU-schuim
Onlangs heeft de markt geëist dat de fysieke eigenschappen van schuimzitkussens onveranderd blijven, maar mensen zouden na langdurig rijden niet vermoeid raken en wagenziek worden van hoogwaardige zitkussens.Na onderzoek hebben de inwendige organen van het menselijk lichaam, vooral de maag, een frequentie van ongeveer 6 Hz.Als er resonantie optreedt, zal dit misselijkheid en braken veroorzaken
Over het algemeen is de trillingsdoorlaatbaarheid van schuim met hoge veerkracht bij 6 Hz 1,1 ~ 1,3, dat wil zeggen dat wanneer het voertuig rijdt, deze niet verzwakt maar toeneemt, en sommige formuleproducten kunnen de trillingen verminderen tot 0,8 ~ 0,9.Er wordt nu een productformulering aanbevolen, en de trillingsoverdracht bij 6 Hz ligt op het niveau van 0,5~0,55.
Formulering: Polyetherpolyol met hoge activiteit (Mn6000) 100 pbw Oppervlakteactieve silicium SRX-274C 1,0 pbw Tertiaire aminekatalysator, Minico L-1020 0,4 pbw Tertiaire aminekatalysator, Minico TMDA 0,15 pbw Water 3,6 pbw Isocyanaatprepolymeer (NCO%= 29,7%) INDEX 100
Fysische eigenschappen: Totale dichtheid, kg/m3 48,0 25%ILD, kg/314cm2 19,9 Rebound, % 74 50% compressie
Krimpsterkte, (droog) 1,9 (nat) 2,5 6 Hz Trillingsdoorlating 0,55
6. Langzaam rebound of visco-elastisch schuim
Het zogenaamde langzaam terugverende PU-schuim verwijst naar het schuim dat niet onmiddellijk in zijn oorspronkelijke vorm wordt hersteld nadat het schuim door externe krachten is vervormd, maar langzaam wordt hersteld zonder resterende oppervlaktevervorming.Het heeft uitstekende demping, geluidsisolatie, afdichting en andere eigenschappen.Het kan worden gebruikt bij de geluidsbeheersing van automotoren, tapijtruggen, kinderspeelgoed en medische kussens
Voorbeeldformule: Polyether met hoge activiteit (OH34) 40~60 gewichtsdelen Polymeerpolyether (OH28) 60~40 gewichtsdelen Kruiskleefmiddel ZY-108* 80~100 gewichtsdelen L-580 1,5 gewichtsdelen Katalysator 1,8~2,5 gewichtsdelen Water 1,6~2,2 gewichtsdelen Isocyanaatindex* * 1,05 pbw Opmerking: *ZY-108, een samenstelling van multifunctioneel laagmoleculair polyether** PM-200, een mengsel van vloeibaar gemaakte MDI-100, beide zijn Wanhua-producten Eigenschappen: Schuimdichtheid, kg/m3 150~165 Hardheid, Shore A 18~15 Scheursterkte, kN/m 0,87~0,76 Rek, % 90~130 Terugslagsnelheid, % 9~7 Hersteltijd, seconden 7~10
7. Zelfhuidig microcellulair schuim van het polyethertype dat miljoenen keren bestand is tegen buigvermoeidheid
Het schuim kan worden aangebracht op PU-zolen en stuurwielen
Specificaties: DaltocelF-435 31,64 pbw Arcol34-28 10,0 pbw DaltocelF-481 44,72 pbw Arcol2580 3,0 pbw en 6,0 pbw Dabco EG 1,8 pbw A-1 0,3 pbw Dabco102 7 0,3 gewichtsdelen DC-193 0,3 gewichtsdelen L1 412T 1,5 gewichtsdeel water 0,44 gewichtsdeel Gemodificeerde MDI Suprasec2433 71 gewichtsdeel
Fysische eigenschappen: Schuimdichtheid: ongeveer 0,5 g∕cm3 β-riemdoorbuiging, KCS 35~50, zeer goed
8. Vlamvertragend schuim met lage rookontwikkeling en hoge veerkracht
Met de snelle ontwikkeling van de nationale economie stellen verschillende afdelingen steeds hogere eisen aan de vlamvertraging van schuimproducten, met name de luchtvaart, auto's, hogesnelheidspersonenauto's en huishoudelijke banken, enz.
Met het oog op de bovenstaande situatie hebben de auteur en collega's een vlamvertragende kwaliteit ontwikkeld (zuurstofindex 28-30%), die een zeer lage rookdichtheid heeft (de internationale waarde is 74, en dit product is slechts ongeveer 50), en de schuimrebound blijft ongewijzigd.Produceert witte rook
Voorbeeldformule: YB-3081 vlamvertragend polyether 50 gewichtsdelen Polyether met hoge activiteit (OH34) 50 gewichtsdelen Siliconen oppervlakteactieve stof B 8681 0,8~1,0 gewichtsdelen Water 2,4~2,6 gewichtsdelen DEOA 1,5~3 gewichtsdelen Katalysator A-1 enz. 0,6~1,1 gewichtsdelen isocyanaatindex 1,05
Fysische eigenschappen: Schuimdichtheid, kg/m3 ≥50 Druksterkte, kPa 5,5 Treksterkte, kPa 124 Terugslagsnelheid, % ≥60 Compressievervorming, 75% ≤8 Zuurstofindex, OI% ≥ 28 Rookdichtheid ≤50
9. Water is het schuimmiddel, allemaal milieuvriendelijk zelfhuidschuim
Het schuimmiddel HCFC-141b is in het buitenland volledig verboden.CP-schuimmiddel is brandbaar.HFC-245fa en HFC-365mfc schuimmiddel zijn duur en onaanvaardbaar.Leren schuim.Vroeger letten PU-werkers in binnen- en buitenland alleen op de modificatie van polyether en isocyanaat, waardoor de oppervlaktelaag van het schuim onduidelijk was en de dichtheid hoog was.
Er wordt nu een reeks formules aanbevolen, die worden gekenmerkt door:
l Het basispolyetherpolyol blijft onveranderd en de conventionele Mn5000 of 6000 wordt gebruikt.·
l Het isocyanaat blijft ongewijzigd, C-MDI, PAPI of gemodificeerd MDI kunnen worden gebruikt
l Gebruik speciaal additief SH-140 om het probleem op te lossen.·
Basisformule:
l Polyethertriol met hoge activiteit Mn5000 65pbw
l SH-140* 35 gewichtsdelen
l Ketenverlenger: 1,4-butaandiol 5 pbw
l Verknopingsmiddel: glycerol 1,7 pbw
l Openingsmiddel: K-6530 0,2 ~ 0,5 pbw
l Katalysator A-2 1,2~1,3 pbw
l Kleurpasta geschikte hoeveelheid l Water 0,5 pbw
lMR-200 45pbw
Opmerking: *SH-140 is ons product
Fysische eigenschappen: de totale dichtheid van het schuim is 340 ~ 350 kg/m3
Producten: glad oppervlak, heldere korst, lage dichtheid.
Posttijd: 12 augustus 2022