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聚氨酯制品發泡膠概述

發布時間:2020-10-05 16:55:06人氣:
制備聚氨酯泡沫塑料使用的發泡膠主要有兩類,即水和低沸點化合物。水是制備聚氨酯泡沫塑料主要的和使用的發泡劑。水和異氰酸酯反應,產生二氧化碳氣體并生成脲基。
 
 
 
  根據基礎研究發現,k2≥k1,即產生二氧化碳的反應速率比生成脲基的反應速率要慢,為提高、控制二氧化碳的生成速率,必須加入適當的催化劑。使用水作為聚氨酯泡沫體的發泡劑,不僅價格低廉、無任何污染,而且由二氧化碳生成的泡沫體,開孔率很高,是很理想的發泡劑。但是,在使用中發現,以水作為發泡劑尚存在以下的問題。
 
 
 
  1.完全使用水作發泡劑,雖在一定程度上能起到降低泡沫密度的目的,但手感差。正如上述反應所示,水量越大,在聚合物鏈中生成的脲基剛性基團越多,密度越大,泡沫體產生的僵硬性手感越嚴重,這對聚氨酯軟質泡沫體時很不利的。
 
 
 
  2.水添加量越大,反應放熱越激烈,加之聚氨酯泡沫體的絕熱性能好,熱傳導率低,大量熱量在泡沫體內部集聚,會引起泡沫體內芯變黃、焦燒,甚至會產生自燃引發火災,對于低密度大塊泡沫體的生產,尤其容易產生這種危險。
 
 
 
  3.水是一種封端劑,它和異氰酸酯反應的主要作用是產生二氧化碳氣體,并不能使聚氨酯分子鏈產生大幅度增長。此外,從經濟角度考慮,水雖然是價格十分低廉的物質,但它卻能消耗大量昂貴的異氰酸酯,即1mol水將消耗9.67mol的TDI,消耗13.9mol的MDI。
 
 
 
  綜合考慮上述原因,在聚氨酯泡沫體的制備中,不能僅僅采用水作為化學發泡,同時還必須使用低沸點化合物作為輔助發泡劑,即利用多元醇和異氰酸酯產生的大量熱量,使低沸點化合物氣化的輔助型物理發泡劑。
 
 
 
  輔助發泡劑主要有空氣和低沸點化合物。前者是在機械攪拌發泡時,在混合頭處注入少量空氣,在聚合物中形成氣泡。后者是聚氨酯工業幾十年來普遍使用的物理發泡劑,其中常用的是一氟三氯甲烷(簡稱CFC-11)和二氟二氯甲烷(簡稱CFC-12)等。然而,近年來發現,該類化合物是破壞地球臭氧層的主要物質,已被列入禁用化學品。因此,對于聚氨酯工業來說,尋找取代氯氟烴(CFCs)類發泡劑的新品種是當前聚氨酯工業發展的任務之一。替代CFCs的新的理想發泡劑應具備以下條件。
 
 
 
  1.發泡劑分子中不含氟原子,不會造成對大氣臭氧層的破壞,即ODP(ozonedeplentionpotential,臭氧消耗潛值)等于零。
 
 
 
  2.要求進入大氣的發泡劑化合物分子能與氫反應,吸收遠紅外線光波的能力要小,不造成地球溫室效應,即GWP(globalwarmingpotential,地球變暖潛值)等于零。
 
 
 
  3.化學品安全,不易燃,毒性低,不會對人體造成癌變或其他毒害。
 
 
 
  4.產品原料易得,生產簡單,價格低廉。
 
 
 
  5.發泡劑配方原料組分化學穩定性好,并具備良好的互溶性。
 
 
 
  6.化學品沸點適中,易于工藝操作、汽化;潛熱適中,能充分利用反應熱進行汽化發泡。
 
 
 
  7.化合物分子量低,用量小,擴散速率低,熱導率變化率要小。
 
 
 
  在CFCs替代品的實驗研究中,目前尚不能研制出滿足上述要求的化學品,但這些要求的提出,至少已給CFCs替代品研究指明了努力的方向。由于世界各國基礎研究水平和工業發展水平差距較大,對聚氨酯泡沫產品特定性能的要求也不盡相同,故對CFCs替代技術的研究、應用側重點并不一致。例如,美國在家電冰箱制品生產中,側重使用HCFC-141b和HFC-134a作為過渡性發泡劑;在歐洲,側重使用環戊烷類化合物作為聚氨酯軟泡等產品的過渡發泡劑,對絕熱性能要求較高的建筑業用聚氨酯硬泡更多的使用HCFC-141b體系。對于自結皮聚氨酯泡沫體,則普遍認為以全水發泡技術最為理想。目前,我國根據自己的國情和產品生產工藝,在連續聚氨酯軟質泡沫體的生產中側重于二氯甲烷(MEC)、MEC快速熟化的替代技術;箱式發泡生產側重使用MEC和變壓發泡工藝;對于半硬質泡沫體,以探索使用HCFC-141b和全水發泡工藝居多:對于聚氨酯硬質泡沫,則多使用HCFC-141b和液態二氧化碳發泡技術及環戊烷工藝。
 
 
 
 
 
發泡劑的使用主要就在于發泡,只要這一過程操作到位就能很好的實現固化,填縫、密封.下面介紹下聚氨酯發泡劑發泡工藝。
 
 
一、預聚體法
 
使用聚氨酯發泡劑一定要掌握工藝發泡方法,這樣才能實現良好的密封。而預聚體法就是一個很不錯的發泡工藝,它是將兩種組份材料先制成預聚體,然后在這種預聚體中加熱各種添加劑(催化劑、表面活性劑等),之后再快速攪拌混合進行發泡。
 
 
 
 
 
 
二、半預聚體法
 
此發泡工藝與預聚體法沒有多大的區別,主要就是預聚體的材料組份不同,該方法主要是將部分聚醚多元醇、二異氰酸酯先制成預聚體,然后在添加各種添加劑進行混合攪拌發泡。
 
 
 
 
 
三、一步發泡工藝
 
該方法比較簡單,主要是將各種組份材料與催化劑、表面活性劑等有效混合,實行原料一步加入的原則,在高速攪拌下混合后進行發泡。
 
這些都是聚氨酯發泡劑的發泡工藝方法,無論選擇哪一種都能很好的實現發泡,進行固化,保障產品的密封度。但是在選擇的時候需要有針對性,這樣科學進行才能保證填縫、密封效果。
 

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