1. Introduzione
I prodotti della serie di schiuma morbida di poliuretano comprendono principalmente blocchi, continui, spugne, schiuma ad alta resilienza (HR), schiuma autoadesiva, schiuma a lenta resilienza, schiuma microcellulare e schiuma semirigida ad assorbimento di energia.Questo tipo di schiuma rappresenta ancora circa il 50% del totale dei prodotti poliuretanici.Una grande varietà con un'applicazione in espansione, è stata coinvolta in vari settori dell'economia nazionale: elettrodomestici, automobili, bricolage, mobili, treni, navi, aerospaziale e molti altri campi.Dall’avvento della schiuma morbida in PU negli anni ’50, soprattutto dopo l’ingresso nel 21° secolo, si è verificato un salto di qualità nella tecnologia, nella varietà e nella produzione dei prodotti.I punti salienti sono: schiuma morbida PU ecologica, ovvero prodotto in poliuretano verde;schiuma morbida in PU a basso valore VOC;PU morbido espanso a bassa atomizzazione;PU schiuma morbida piena d'acqua;schiuma morbida serie completa MDI;ritardante di fiamma, a bassa emissione di fumi, serie completa MDI Schiuma;nuove tipologie di additivi quali catalizzatori reattivi ad alto peso molecolare, stabilizzanti, ritardanti di fiamma e antiossidanti;polioli a bassa insaturazione e basso contenuto di monoalcol;schiuma morbida in PU a bassissima densità con eccellenti proprietà fisiche;bassa frequenza di risonanza, schiuma morbida in PU a basso trasferimento;policarbonato diolo, poliε-caprolattone poliolo, polibutadiene diolo, politetraidrofurano ed altri polioli speciali;tecnologia di schiumatura a CO2 liquida, tecnologia di schiumatura a pressione negativa, ecc.In breve, l'emergere di nuove varietà e nuove tecnologie ha promosso l'ulteriore sviluppo della schiuma morbida in PU.
2 Principio della schiuma
Per sintetizzare la schiuma morbida PU ideale che soddisfi i requisiti, è necessario comprendere il principio di reazione chimica del sistema di schiuma per selezionare le materie prime principali e ausiliarie e i processi di produzione appropriati.Lo sviluppo dell'industria del poliuretano fino ad oggi non è più nella fase di imitazione, ma in base ai requisiti prestazionali del prodotto finale, può essere raggiunto attraverso la struttura delle materie prime e le tecniche sintetiche.La schiuma di poliuretano partecipa ai cambiamenti chimici durante il processo di sintesi e i fattori che influenzano le proprietà strutturali della schiuma sono complessi, che non coinvolgono solo la reazione chimica tra isocianato, alcol polietere (estere) e acqua, ma coinvolgono anche la chimica colloidale della schiuma .Le reazioni chimiche includono l'estensione della catena, la formazione di schiuma e la reticolazione.Colpisce anche la struttura, la funzionalità e il peso molecolare delle sostanze che partecipano alla reazione.La reazione generale della sintesi della schiuma poliuretanica può essere espressa dalla seguente formula:
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Tuttavia, la situazione reale è più complicata e le risposte importanti sono riassunte come segue:
01 Estensione della catena
Isocianati multifunzionali e alcoli polieteri (esteri), in particolare composti bifunzionali, l'estensione della catena viene eseguita come segue:
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Nel sistema di schiuma, la quantità di isocianato è generalmente maggiore di quella del composto contenente idrogeno attivo, ovvero l'indice di reazione è maggiore di 1, solitamente 1,05, quindi la fine del prodotto finale con catena estesa nel processo di schiuma dovrebbe essere un gruppo isocianato.
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La reazione di estensione della catena è la reazione principale della schiuma PU ed è la chiave per le proprietà fisiche: resistenza meccanica, velocità di crescita, elasticità, ecc.
02 Reazione schiumogena
La schiumatura è molto importante nella preparazione di schiume morbide, soprattutto quando si sintetizzano prodotti a bassa densità.Esistono due effetti generali di schiuma: l'uso del calore di reazione per vaporizzare composti idrocarburici bassobollenti, come HCFC-141b, HFC-134a, HFC-365mfc, ciclopentano, ecc., per ottenere scopi di schiuma, e l'altro è l'uso acqua e isocianato.La reazione chimica produce una grande quantità di schiuma di gas CO2:
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In assenza di un catalizzatore, la velocità di reazione dell'acqua con gli isocianati è lenta.La velocità di reazione di ammine e isocianati è piuttosto elevata.Per questo motivo, quando l'acqua viene utilizzata come agente schiumogeno, apporta un gran numero di segmenti rigidi e composti di urea con elevata polarità, che influenzano la sensazione tattile, la resilienza e la resistenza al calore dei prodotti in schiuma.Per produrre una schiuma con eccellenti proprietà fisiche e bassa densità, è necessario aumentare il peso molecolare dell'alcol polietere (estere) e la morbidezza della catena principale.
03 Azione gel
La reazione del gel è anche chiamata reazione di reticolazione e polimerizzazione.Nel processo di schiumatura, la gelificazione è molto importante.Una gelificazione troppo precoce o troppo tardi farà sì che la qualità dei prodotti in schiuma diminuisca o diventino prodotti di scarto.Lo stato ideale è che l'estensione della catena, la reazione di schiuma e la reazione del gel raggiungano l'equilibrio, altrimenti la densità della schiuma sarà troppo elevata o la schiuma collasserà.
Ci sono tre azioni gelificanti durante il processo di schiumatura:
1) Gel di composti multifunzionali
Generalmente, i composti con più di tre funzionalità possono reagire per formare composti della struttura corporea.Utilizziamo polioli polietere con più di tre funzionalità nella produzione di schiume flessibili di poliuretano.Recentemente, nello sviluppo di tutti i sistemi MDI vengono utilizzati anche poliisocianati con fn ≥ 2,5 per migliorare la capacità portante delle schiume a bassa densità.Queste sono le basi per la formazione di strutture reticolate trifase:
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Vale la pena notare che il peso molecolare tra i punti di reticolazione riflette direttamente la densità di reticolazione della schiuma.Vale a dire, la densità di reticolazione è elevata, la durezza del prodotto è elevata e la resistenza meccanica è buona, ma la morbidezza della schiuma è scarsa e la resilienza e l'allungamento sono bassi.Il peso molecolare (Mc) tra i punti di reticolazione della schiuma morbida è 2000-2500 e quello della schiuma semirigida è compreso tra 700-2500.
2) Formazione di urea
Quando si utilizza l'acqua come agente schiumogeno, vengono generati corrispondenti composti di legame ureico.Più acqua, più legami di urea.Reagiranno ulteriormente con l'isocianato in eccesso ad alta temperatura per formare composti di legame biureto con una struttura trifase:
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3) Formazione di allofanato Un altro tipo di reazione di reticolazione è che l'idrogeno sulla catena principale dell'uretano reagisce ulteriormente con l'isocianato in eccesso ad alta temperatura per formare un legame allofanato con una struttura trifase:
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La formazione di composti di biureto e composti di allofanato non è ideale per i sistemi schiumogeni perché questi due composti hanno scarsa stabilità termica e si decompongono ad alte temperature.Pertanto, è molto importante che le persone controllino la temperatura e l'indice di isocianato nella produzione.
3 Calcoli chimici
Il materiale sintetico poliuretanico è un materiale sintetico polimerico in grado di sintetizzare prodotti polimerici da materie prime in un unico passaggio, vale a dire che le proprietà fisiche dei prodotti possono essere regolate direttamente artificialmente modificando le specifiche e i rapporti di composizione delle materie prime.Pertanto, come applicare correttamente il principio della sintesi polimerica e stabilire una semplice formula di calcolo è molto importante per migliorare la qualità dei prodotti in poliuretano.
01 Valore equivalente
Il cosiddetto valore equivalente (E) si riferisce al peso molecolare (Mn) corrispondente alla funzionalità unitaria (f) in una molecola composta;
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Ad esempio, il peso molecolare medio numerico del polietere triolo è 3000, quindi il suo valore equivalente:
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L'agente reticolante MOCA comunemente usato, vale a dire 4,4′-metilene bis(2 cloroammina), ha una massa molecolare relativa di 267. Sebbene nella molecola siano presenti 4 idrogeni attivi, solo 2 idrogeni partecipano alla reazione dell'isocianato.atomo, quindi la sua funzionalità f=2
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Nelle specifiche di prodotto del polietere o del poliolo poliestere, ciascuna azienda fornisce solo i dati sul valore idrossile (OH), quindi è più pratico calcolare direttamente il valore equivalente con il valore idrossile:
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Vale la pena ricordare che la misurazione effettiva della funzionalità del prodotto richiede molto tempo e ci sono molte reazioni collaterali.Spesso la funzionalità effettiva del triolo polietere (estere) non è pari a 3, ma è compresa tra 2,7 e 2,8.Pertanto, si consiglia di utilizzare la formula (2 ), ovvero viene calcolato anche il valore di ossidrile!
02 Fabbisogno di isocianato
Tutti i composti attivi dell'idrogeno possono reagire con l'isocianato.Secondo il principio della reazione equivalente, è pratica comune nella sintesi del PU calcolare accuratamente la quantità di isocianato consumata da ciascun componente nella formula:
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Nella formula: Ws—quantità di isocianato
Wp: dosaggio di poliestere o poliestere
Ep: poliestere o equivalente in poliestere
Es: equivalente di isocianato
Il rapporto molare di I2—NCO/-OH, ovvero l'indice di reazione
ρS—purezza dell'isocianato
Come tutti sappiamo, quando si sintetizza un prepolimero o semi-prepolimero con un certo valore di NCO, la quantità di isocianato richiesta è correlata alla quantità effettiva di polietere e al contenuto di NCO richiesto dal prepolimero finale.Dopo aver riassunto:
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Nella formula: D——la frazione in massa del gruppo NCO nel prepolimero
42—— Controvalore del NCO
Nelle odierne schiume interamente MDI, l'MDI modificato con polietere ad alto peso molecolare viene generalmente utilizzato per sintetizzare semi-prepolimeri e la sua percentuale di NCO è compresa tra il 25 e il 29%, quindi la formula (4) è molto utile.
Si consiglia inoltre una formula per calcolare il peso molecolare tra i punti di reticolazione in relazione alla densità di reticolazione, che è molto utile nella formulazione di formulazioni.Che si tratti di un elastomero o di una schiuma ad alta resilienza, la sua elasticità è direttamente correlata alla quantità di agente reticolante:
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Nella formula: Mnc——peso molecolare medio numerico tra i punti di reticolazione
Ad esempio: valore equivalente dell'agente reticolante
Wg——Quantità di agente reticolante
WV – la quantità di prepolimero
D——Contenuto sottufficiali
4 materie prime
Le materie prime del poliuretano sono suddivise in tre categorie: composti di polioli, composti di poliisocianato e additivi.Tra questi, polioli e poliisocianati sono le principali materie prime del poliuretano e gli agenti ausiliari sono composti che integrano le proprietà speciali dei prodotti in poliuretano.
Tutti i composti con gruppi idrossilici nella struttura dei composti organici appartengono ai composti poliolici organici.Tra questi, le due schiume poliuretaniche più comunemente utilizzate sono i polioli di polietere e i polioli di poliestere.
composto di polioli
Polietere poliolo
È un composto oligomerico con un peso molecolare medio di 1000~7000, che si basa sulle materie prime dell'industria petrolchimica: ossido di propilene e ossido di etilene, e due e tre composti contenenti idrogeno funzionali sono usati come iniziatori e sono catalizzati e polimerizzato da KOH..
Generalmente, il peso molecolare del poliolo polietere in schiuma morbida ordinaria è compreso tra 1500 e 3000 e il valore dell'ossidrile è compreso tra 56 e 110 mgKOH/g.Il peso molecolare del poliolo polietere ad alta resilienza è compreso tra 4500 e 8000 e il valore di ossidrile è compreso tra 21 e 36 mgKOH/g.
Vale la pena ricordare che diverse grandi varietà di polioli polietere recentemente sviluppati negli ultimi anni sono molto utili per migliorare le proprietà fisiche della schiuma flessibile di poliuretano e ridurne la densità.
l Polietere poliolo (POP) innestato con polimero, che può migliorare la capacità di carico della schiuma morbida in PU, ridurre la densità, aumentare il grado di apertura e prevenire il restringimento.Anche il dosaggio aumenta di giorno in giorno.
l Poliurea polietere poliolo (PHD): la funzione del polietere è simile al polimero polietere poliolo, che può migliorare la durezza, la capacità portante e favorire l'apertura dei prodotti in schiuma.La resistenza alla fiamma è aumentata e la schiuma della serie MDI è autoestinguente e ampiamente utilizzata in Europa.l Poliolo polietere polimero a combustione: è un poliolo polietere innestato con polimero idrocarburico aromatico contenente azoto, che non solo può migliorare la portanza, le cellule aperte, la durezza e altre caratteristiche dei prodotti in schiuma, ma anche realizzare cuscini di seduta in PU sintetizzati da.Ha un elevato ritardo di fiamma: l'indice di ossigeno arriva fino al 28% o più, la bassa emissione di fumo ≤60% e la bassa velocità di diffusione della fiamma.È un materiale eccellente per automobili, treni e mobili per realizzare cuscini per sedili.
l Poliolo polietere a bassa insaturazione: poiché utilizza il doppio complesso metallico di cianuro (DMC) come catalizzatore, il contenuto di doppi legami insaturi nel polietere sintetizzato è inferiore a 0,010 mol/mg, vale a dire contiene monoolo Il composto basso, ovvero, l'elevata purezza porta a migliori proprietà di resilienza e compression set della schiuma HR sintetizzata sulla base di essa, nonché a una buona resistenza allo strappo e a un buon fattore di rientranza.La schiuma del cuscino del seggiolino auto a bassa frequenza di risonanza e bassa velocità di trasmissione di 6 Hz, recentemente sviluppata, è molto buona.
l Polibutadiene glicole idrogenato, questo poliolo è stato recentemente utilizzato nei prodotti in schiuma PU all'estero per migliorare notevolmente le proprietà fisiche della schiuma, in particolare la resistenza agli agenti atmosferici, la resistenza all'umidità e al calore e altri problemi per molti anni, in modo che il cuscino del seggiolino auto ecc. sono utilizzati nelle regioni tropicali dell'Africa.
l Polioli polieteri con alto contenuto di ossido di etilene, generalmente polioli polieteri ad alta attività, per migliorare la reattività dei polieteri, aggiungere il 15~20% di EO alla fine durante la sintesi.I polieteri di cui sopra hanno un contenuto di EO fino all'80%, un contenuto di PO al contrario, è inferiore al 40%.È la chiave per lo sviluppo di tutte le schiume morbide PU della serie MDI, a cui gli operatori del settore dovrebbero prestare attenzione.
l Polioli polietere con attività catalitica: introducono nella struttura del polietere principalmente gruppi amminici terziari con proprietà catalitiche o ioni metallici.Lo scopo è ridurre la quantità di catalizzatore nel sistema di schiuma, ridurre il valore di COV e una bassa atomizzazione dei prodotti in schiuma.
l Poliolo polietere con terminazione amminica: questo polietere ha la massima attività catalitica, tempi di reazione brevi, sformatura rapida e resistenza del prodotto notevolmente migliorata (in particolare resistenza iniziale), rilascio dallo stampo, resistenza alla temperatura e resistenza ai solventi., la temperatura di costruzione è ridotta, il campo di applicazione è stato ampliato ed è una nuova varietà promettente.
poliolo poliestere
I primi polioli di poliestere si riferiscono tutti a polioli di poliestere a base di acido adipico e il mercato più grande è quello della schiuma microcellulare, che viene utilizzata nelle suole delle scarpe.Negli ultimi anni sono apparse una dopo l’altra nuove varietà, ampliando l’applicazione dei polioli poliestere nei PUF.
l Poliolo poliestere a base di acido adipico modificato con acido dicarbossilico aromatico: sintetizza principalmente poliolo poliestere sostituendo parzialmente l'acido adipico con acido ftalico o acido tereftalico, che può migliorare la resistenza iniziale del prodotto e migliorare la resistenza all'umidità e la durezza, riducendo al contempo i costi.
l Policarbonato poliolo: questo tipo di prodotto può migliorare notevolmente la resistenza all'idrolisi, la resistenza agli agenti atmosferici, la resistenza alla temperatura e la durezza dei prodotti in schiuma ed è una varietà promettente.
l Poliolo ε-caprolattone: la schiuma PU da esso sintetizzata ha un'eccellente resistenza alla temperatura, all'idrolisi e all'abrasione e alcuni prodotti ad alte prestazioni devono essere realizzati con esso.
l Poliolo poliestere aromatico: è stato sviluppato utilizzando in modo completo i prodotti di poliestere di scarto nella fase iniziale ed è utilizzato principalmente nella schiuma rigida in PU.Ora viene esteso alla schiuma morbida in PU, anch'essa degna di attenzione.
Altri Qualsiasi composto con idrogeno attivo può essere applicato al PUF.In base ai cambiamenti del mercato e ai requisiti di protezione ambientale, è imperativo sfruttare appieno i prodotti rurali e sintetizzare la morbida schiuma PU biodegradabile.
l Polioli a base di olio di ricino: questi prodotti sono stati utilizzati in precedenza nei PUF e la maggior parte di essi sono realizzati con olio di ricino puro non modificato per produrre schiume semirigide.Suggerisco di utilizzare la tecnologia di transesterificazione e di introdurre vari alcoli ad alto peso molecolare nell'olio di ricino per sintetizzare varie specifiche.
I derivati possono essere trasformati in vari PUF morbidi e duri.
l Polioli della serie di oli vegetali: recentemente colpiti dai prezzi del petrolio, tali prodotti si sono sviluppati rapidamente.Allo stato attuale, la maggior parte dei prodotti che sono stati industrializzati sono prodotti di serie a base di olio di soia e olio di palma, e l'olio di semi di cotone o l'olio animale possono anche essere utilizzati per sviluppare prodotti di serie, che possono essere utilizzati in modo completo, riducono i costi e sono biodegradabili e rispettosi dell'ambiente .
poliisocianato
Due tipi di isocianati, TDI e MDI, sono comunemente utilizzati nella produzione di schiuma poliuretanica flessibile e gli ibridi TDI/MDI derivati sono ampiamente utilizzati anche nelle serie HR.A causa dei requisiti di protezione ambientale, l’industria automobilistica ha requisiti molto bassi per il valore COV dei prodotti in schiuma.Pertanto, i prodotti MDI puri, MDI grezzi e MDI modificati sono stati ampiamente utilizzati nella schiuma morbida PU come i principali prodotti morbidi PU.
composto di polioli
MDI liquefatto
Il 4,4′-MDI puro è solido a temperatura ambiente.Il cosiddetto MDI liquefatto si riferisce a MDI che è stato modificato in vari modi ed è liquido a temperatura ambiente.La funzionalità dell'MDI liquefatto può essere utilizzata per capire a quale gruppo MDI modificato appartiene.
l MDI modificato con uretano con funzionalità 2.0;
l MDI modificato con carbodiimmide con funzionalità 2.0;
l MDI modificato con diazetaciclobutanone immina, la funzionalità è 2,2;
l MDI modificato con uretano e diazetidinimina con funzionalità 2.1.
La stragrande maggioranza di questi prodotti viene utilizzata in prodotti stampati come HR, RIM, schiume autopellanti e microschiume come le suole delle scarpe.
MDI-50
È una miscela di 4,4′-MDI e 2,4′-MDI.Poiché il punto di fusione del 2,4′-MDI è inferiore alla temperatura ambiente, circa 15°C, MDI-50 è un liquido conservato a temperatura ambiente ed è facile da usare.Prestare attenzione all'effetto di ostacolo sterico del 2,4′-MDI, che è meno reattivo del corpo 4,4′ e può essere regolato da un catalizzatore.
MDI o PAPI grossolano
La sua funzionalità è compresa tra 2,5 e 2,8 ed è generalmente utilizzato nelle schiume rigide.Negli ultimi anni, a causa dei fattori di prezzo, è stato utilizzato anche nel mercato della schiuma morbida, ma va notato che, a causa della sua elevata funzionalità, è necessario ridurre la quantità di reticolazione nella progettazione della formula.Agente congiunto o aumento del plastificante interno.
Ausiliario
catalizzatore
Il catalizzatore ha un grande effetto sulla schiuma di poliuretano e con esso è possibile ottenere una rapida produzione a temperatura ambiente.Esistono due categorie principali di catalizzatori: ammine terziarie e catalizzatori metallici, come trietilendiammina, pentametildietilentriamina, metilimidazolo, A-1, ecc., appartengono tutti ai catalizzatori di ammine terziarie, mentre ottoato stannoso, dietilene diammina, ecc. Dibutilstagno laurato, acetato di potassio , ottoato di potassio, bismuto organico, ecc. sono catalizzatori metallici.Attualmente sono stati sviluppati vari catalizzatori di tipo ritardato, trimerizzato, complesso e a basso valore di COV, anch'essi basati sui tipi di catalizzatori di cui sopra.
Ad esempio, la serie Dabco di società di prodotti a gas, la materia prima di base è la trietilendiammina:
l Dabco33LV contiene 33% trietilendiammina/67% glicole dipropilenico
l Dabco R8020 Trietilendiammina contiene il 20%/DMEA80%
l Dabco S25 trietilendiammina contiene 25%/butandiolo 75%
l Catalizzatore ritardato trietilendiammina/acido Dabco8154
l Trietilendiammina Dabco EG contiene il 33%/glicole etilenico il 67%
l Trimerizzazione della serie Dabco TMR
l Dabco 8264 Bolle Composte, Catalizzatori Bilanciati
l Catalizzatore a basso odore Dabco XDM
In condizioni di catalizzatori multipli, dobbiamo prima comprendere le caratteristiche dei vari catalizzatori e i loro principi di funzionamento per ottenere l'equilibrio del sistema poliuretanico, cioè l'equilibrio tra la velocità di schiuma e la velocità di gelificazione;l'equilibrio tra la velocità di gelificazione e la velocità di formazione della schiuma, l'equilibrio tra velocità di formazione della schiuma e fluidità del materiale, ecc.
I catalizzatori metallici sono tutti catalizzatori di tipo gel.I catalizzatori convenzionali del tipo stagno hanno un forte effetto gel, ma i loro svantaggi sono che non sono resistenti all'idrolisi e hanno una scarsa resistenza all'invecchiamento termico.La recente comparsa di catalizzatori organici di bismuto dovrebbe attirare l'attenzione.Non ha solo la funzione di catalizzatore di stagno, ma ha anche una buona resistenza all'idrolisi e all'invecchiamento termico, che è molto adatto per la composizione di materiali.
stabilizzatore di schiuma
Svolge il ruolo di emulsionare il materiale espanso, stabilizzare la schiuma e regolare la cella e aumenta la mutua solubilità di ciascun componente, il che è utile per la formazione di bolle, controlla le dimensioni e l'uniformità della cella e promuove l'equilibrio di la tensione della schiuma.Le pareti sono elastiche per trattenere le cellule e prevenirne il collasso.Sebbene la quantità di stabilizzante della schiuma sia piccola, ha un impatto significativo sulla struttura cellulare, sulle proprietà fisiche e sul processo di produzione della schiuma flessibile in PU.
Attualmente in Cina vengono utilizzati oligomeri a blocchi di silicone/poliossialchilene etere resistenti all'idrolisi.A causa dell'applicazione di diversi sistemi di schiuma, il rapporto tra segmento idrofobo/segmento idrofilo è diverso, così come la modifica della maglia della catena all'estremità della struttura del blocco., per produrre stabilizzanti siliconici per vari prodotti in schiuma.Pertanto, quando si sceglie uno stabilizzatore di schiuma, è necessario comprenderne la funzione e il funzionamento, non dimenticarlo, non utilizzarlo indiscriminatamente e causare conseguenze negative.Ad esempio, l'olio di silicone per schiuma morbida non può essere applicato alla schiuma ad alta resilienza, altrimenti causerà il restringimento della schiuma, mentre l'olio di silicone ad alta resilienza non può essere applicato per bloccare la schiuma morbida, altrimenti causerà il collasso della schiuma.
A causa delle esigenze di protezione ambientale, le industrie automobilistica e dell'arredamento richiedono prodotti con bassa atomizzazione e basso valore di COV.Diverse aziende hanno successivamente sviluppato stabilizzatori di schiuma a bassa atomizzazione e a basso valore di COV, come Dabco DC6070 lanciato da Gas Products Company, che è un olio siliconico a bassa atomizzazione per il sistema TDI.;Dabco DC2525 è un olio siliconico a basso fogging per sistemi MDI.
Agente schiumogeno
L'agente schiumogeno per la schiuma morbida di PU è principalmente acqua, integrata da altri agenti schiumogeni fisici.Nella produzione di schiuma a blocchi, considerando la grande quantità di acqua nei prodotti a bassa densità, spesso superiore a 4,5 parti per 100 parti, la temperatura interna della schiuma salirà, superando i 170~180 °C, con conseguente combustione spontanea della schiuma. schiuma e deve essere utilizzato un agente schiumogeno idrocarburico bassobollente.Uno aiuta a ridurre la densità e l'altro rimuove una grande quantità di calore di reazione.Inizialmente veniva utilizzata la combinazione acqua/F11.A causa di problemi di protezione ambientale, F11 è stato bandito.Attualmente vengono utilizzati la maggior parte dei prodotti della serie acqua/diclorometano di transizione e della serie acqua/HCFC-141b.Poiché anche i prodotti della serie diclorometano inquinano l'atmosfera, si tratta di una natura transitoria, mentre i prodotti della serie HFC: HFC-245fa, -356mfc, ecc. o i prodotti della serie ciclopentano sono tutti rispettosi dell'ambiente, ma il primo è costoso e il secondo è infiammabile, quindi Per soddisfare le esigenze di riduzione del grado di temperatura, le persone hanno introdotto nuovi processi, tecnologia di schiumatura a pressione negativa, tecnologia di raffreddamento forzato e tecnologia di CO2 liquida per risolvere il problema, lo scopo è ridurre la quantità di acqua o ridurre la temperatura interna della schiuma.
Raccomando la tecnologia della CO2 liquida per la produzione di bolle a blocchi, che è più adatta alle piccole e medie imprese.Nella tecnologia LCO2, 4 parti di LCO2 equivalgono a 13 parti di MC.Il rapporto tra il consumo di acqua e la CO2 liquida utilizzata per produrre schiume di diversa densità Densità della schiuma, kg/m3 di acqua, parti in massa LCO2, parti in massa equivalente MC, parti in 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
ritardante di fiamma
I ritardanti di fiamma e la prevenzione incendi sono sempre la preoccupazione delle persone.I nuovi requisiti e standard per le prestazioni di combustione di prodotti e componenti ritardanti di fiamma in luoghi pubblici GB20286-2006 recentemente pubblicati nel mio paese prevedono nuovi requisiti per il ritardo di fiamma.Per schiuma ignifuga di grado 1 Requisiti di plastica: a), tasso di rilascio di calore di picco ≤ 250KW/m2;b), tempo di combustione medio ≤ 30 s, altezza di combustione media ≤ 250 mm;c), grado di densità dei fumi (SDR) ≤ 75;d), grado di tossicità del fumo Non inferiore al livello 2A2.
Vale a dire: dovrebbero essere considerati tre fattori: ritardante di fiamma, bassa emissione di fumi e bassa tossicità dei fumi.Al fine di presentare requisiti più elevati per la selezione dei ritardanti di fiamma, secondo gli standard di cui sopra, credo che sia meglio scegliere varietà che possano formare uno spesso strato di carbonio e rilasciare fumo non tossico o poco tossico.Allo stato attuale, è più adatto l'uso di ritardanti di fiamma ad alto peso molecolare a base di esteri fosforici o idrocarburi aromatici privi di alogeni con varietà eterocicliche resistenti alle alte temperature, ecc. Negli ultimi anni, paesi stranieri hanno sviluppato schiuma flessibile PU ritardante di fiamma in grafite espansa, o ritardante di fiamma eterociclico all'azoto Il farmaco è corretto.
altro
Altri additivi includono principalmente: apripori, agenti reticolanti, antiossidanti, agenti antiappannanti, ecc. Nella selezione, si dovrebbe considerare l'influenza degli additivi sulle prestazioni dei prodotti PU, nonché la loro tossicità, migrazione, compatibilità, ecc. . domanda.
5 prodotti
Per comprendere ulteriormente la relazione tra la formula e le prestazioni della schiuma morbida in PU, vengono introdotti diversi esempi rappresentativi come riferimento:
1. Formula tipica e proprietà della schiuma morbida in polietere a blocchi
Polietere triolo 100pbw TDI80/20 46,0pbw Catalizzatore organostanico 0,4pbw Catalizzatore amminico terziario 0,2pbw Stabilizzatore di schiuma di silicone 1,0pbw Acqua 3,6pbw Agente co-schiumogeno 0~12pbw Proprietà: Densità della schiuma, kg/m3 22,4 Resistenza alla trazione, kpa 96,3 Allungamento, % 220 Resistenza allo strappo, N/m 385 Compression set, 50% 6 90% 6 Carico di cavitazione, kg (38 cm×35,6 cm×10 cm) Deformazione 25% 13,6 65% 25,6 Rimbalzo della palla in caduta, % 38 Negli ultimi anni, per soddisfare le esigenze del mercato, alcune aziende spesso producono schiuma a bassa densità (10 kg/m3).Quando si produce schiuma flessibile a densità ultra-bassa, non si tratta semplicemente di aumentare l'agente schiumogeno e l'agente schiumogeno ausiliario.Ciò che può essere fatto deve anche essere abbinato a un tensioattivo di silicio relativamente stabile e a un catalizzatore.
Produzione di formula di riferimento di schiuma flessibile a densità ultra-bassa a bassa densità: nome densità media densità bassissima densità ultra-bassa
Scatola continua Scatola continua scatola polietere poliolo 100100100100100 Acqua 3.03.04.55.56.6 Catalizzatore A-33 0.20.20.20.250.18 Tensioattivo siliconico B-81101.01.21.11.93.8 Ottoato stannoso 0.250.280.350.360.40 Agente 7 .57.512.515.034.0TDI80/2041.444.056.073 .0103.0 Densità, kg/m3 23.023.016.514.08.0
Formula della schiuma cilindrica: Polietere poliolo tipo EO/PO (OH:56) 100 pbw Acqua 6,43 pbw Agente schiumogeno MC 52,5 pbw Tensioattivo siliconico L-628 6,50 pbw Catalizzatore A230 0,44 pbw Ottoato stannoso D19 0,85 pbw Indice TDI80/20 0,99 Dosaggio 139 pbw Densità della schiuma, kg/m3 7,5
2. Agente coschiumogeno a CO2 liquido per produrre schiuma a bassa densità
Polietere triolo (Mn3000) 100 100 Acqua 4,9 5,2 CO2 liquida 2,5 3,3 Tensioattivo siliconico L631 1,5 1,75 B8404 Catalizzatore amminico A133 0,28 0,30 Ottoato stannoso 0,14 0,17 Ritardante di fiamma DE60F 0 114 TDI 80/20 Densità della schiuma , kg/m3 16 16
La formula tipica è la seguente: Polietere triolo (Mn3000) 100 pbw Acqua 4,0 pbw LCO2 4,0~5,5 pbw Catalizzatore A33 0,25 pbw Tensioattivo siliconico SC155 1,35 pbw Ottoato stannoso D19 0,20 pbw TDI80/20 indice 110 Densità della schiuma, kg/ m3 14,0~16,5
3. Schiuma morbida di poliuretano a bassa densità MDI completa
La morbida schiuma modellata in PU è ampiamente utilizzata nella produzione di cuscini per sedili per auto.L’obiettivo dello sviluppo è la riduzione della densità senza alterare le proprietà fisiche.
Formula: Polietere ad alta attività (OH: 26~30mgKOH/g) 80pbw Polimero poliolo (OH: 23~27mgKOH/g) 20pbw Agente reticolante 0~3pbw Acqua 4,0pbw Catalizzatore amminico A-33 2,8pbw Attività superficiale dell'olio siliconico Agente B8716 1,0 pbw Indice MDI 90pbw Prestazioni: Densità centrale della schiuma 34,5 kg/m3 Durezza ILD25% 15,0 kg/314 cm2 Resistenza allo strappo 0,8 kg/cm Resistenza alla trazione 1,34 kg/cm2 Allungamento 120% Tasso di rimbalzo 62% Compressione permanente (a secco) 5,0% (bagnato) 13,5%
4. Cuscino del sedile del veicolo completamente ecologico a bassa densità e MDI
L'omologo dell'MDI puro: M50, ovvero il prodotto di 4,4′MDI 50% 2,4′MDI 50%, può essere espanso a temperatura ambiente, migliorare la fluidità, ridurre la densità del prodotto e ridurre il peso del veicolo, che è molto promettente.Il prodotto:
Formulazione: Poliolo polietere altamente attivo (OH: 28 mgKOH/g) 95 pbw 310 Ausiliario* 5 pbw Dabco 33LV 0,3 pbw Dabco 8154 0,7 pbw Tensioattivo siliconico B4113 0,6 pbw A-1 0,1 pbw Acqua 3,5 pbw Indice di cianato M50 50 pbw 8
Proprietà fisiche: Tempo di stiramento (s) 62 Tempo di salita (s) 98 Densità della schiuma libera, kg/m3 32,7 Deformazione del carico di compressione, kpa: 40% 1,5 Allungamento, % 180 Resistenza allo strappo, N/m 220
Nota: *310 Ausiliario: lo vendo, è un estensore di catena speciale.
5. Schiuma PU ad alta resilienza e guida confortevole
Recentemente, il mercato ha richiesto che le proprietà fisiche dei cuscini dei sedili in schiuma rimangano invariate, ma le persone non si affaticano e i cuscini dei sedili di alta qualità non provocano cinetosi dopo una guida a lungo termine.Secondo la ricerca, gli organi interni del corpo umano, in particolare lo stomaco, hanno una frequenza di circa 6Hz.Se si verifica una risonanza, causerà nausea e vomito.
Generalmente, la trasmissione delle vibrazioni della schiuma ad alta resilienza a 6 Hz è 1,1~1,3, vale a dire, quando il veicolo è in funzione, non si indebolisce ma aumenta e alcuni prodotti con formula possono ridurre le vibrazioni a 0,8~0,9.Ora si consiglia una formulazione del prodotto la cui trasmissione delle vibrazioni a 6 Hz è al livello di 0,5~0,55.
Formulazione: Polietere-poliolo ad alta attività (Mn6000) 100 parti in peso Tensioattivo siliconico SRX-274C 1,0 parti in peso Catalizzatore ad ammina terziaria, Minico L-1020 0,4 parti in peso Catalizzatore ad ammina terziaria, Minico TMDA 0,15 parti in peso Acqua 3,6 parti in peso Prepolimero di isocianato (NCO%= 29,7%) INDICE 100
Proprietà fisiche: Densità complessiva, kg/m3 48,0 25% ILD, kg/314 cm2 19,9 Rimbalzo, % 74 50% compressione
Resistenza al restringimento, (asciutto) 1,9 (umido) 2,5 Trasmittanza delle vibrazioni a 6 Hz 0,55
6. Rimbalzo lento o schiuma viscoelastica
La cosiddetta schiuma PU a rimbalzo lento si riferisce alla schiuma che non viene riportata alla sua forma originale immediatamente dopo che la schiuma è stata deformata da una forza esterna, ma viene ripristinata lentamente senza deformazione residua della superficie.Ha un'eccellente ammortizzazione, isolamento acustico, sigillatura e altre proprietà.Può essere utilizzato nel controllo del rumore dei motori delle automobili, del rivestimento dei tappeti, dei giocattoli per bambini e dei cuscini medici.
Formula di esempio: Polietere ad alta attività (OH34) 40~60 pbw Polimero polietere (OH28) 60~40 pbw Adesivo incrociato ZY-108* 80~100 pbw L-580 1,5 pbw Catalizzatore 1,8~2,5 pbw Acqua 1,6~2,2 pbw Indice di isocianato* * 1,05 pbw Nota: *ZY-108, un composto di polietere multifunzionale a basso peso molecolare** PM-200, una miscela di MDI-100 liquefatto, entrambi sono prodotti Wanhua Proprietà: Densità della schiuma, kg/ m3 150~165 Durezza, Shore A 18~15 Resistenza allo strappo, kN/m 0,87~0,76 Allungamento, % 90~130 Velocità di rimbalzo, % 9~7 Tempo di recupero, secondi 7~10
7. Schiuma microcellulare autopellante di tipo polietere resistente alla fatica da flessione milioni di volte
La schiuma può essere applicata su suole e volanti in PU
Prodotto: DaltocelF-435 31,64 pbw Arcol34-28 10,0 pbw DaltocelF-481 44,72 pbw Arcol2580 3,0 pbw 6,0 pbw rispetto a Dabco EG 1,8 pbw A-1 0,3 pbw Dabco1027 0,3 pbw Motore DC-193 0,3 pbw L1 412T 1,5 pbw Acqua 0,44 pbw MDI Suprasec2433 modificato 71 pbw
Proprietà fisiche: Densità della schiuma: circa 0,5 g∕cm3 Deflessione della cinghia β, KCS 35～50, molto buona
8. Schiuma ignifuga, a bassa emissione di fumo e ad alta resilienza
Con il rapido sviluppo dell'economia nazionale, vari dipartimenti hanno requisiti sempre più elevati per la resistenza alla fiamma dei prodotti in schiuma, in particolare aviazione, automobili, autovetture ad alta velocità e divani domestici, ecc. Non tossico.
In considerazione della situazione di cui sopra, l'autore e i colleghi hanno sviluppato un grado di ritardante di fiamma (indice di ossigeno 28~30%), che ha una densità di fumo molto bassa (il valore internazionale è 74, e questo prodotto è solo circa 50), e il rimbalzo della schiuma rimane invariato.Produce fumo bianco.
Esempio di formula: YB-3081 polietere ritardante di fiamma 50 pbw Polietere ad alta attività (OH34) 50 pbw Tensioattivo siliconico B 8681 0,8~1,0 pbw Acqua 2,4~2,6 pbw DEOA 1,5~3 pbw Catalizzatore A-1 ecc. 0,6~1,1 pbw Indice isocianato 1,05
Proprietà fisiche: Densità della schiuma, kg/m3 ≥50 Resistenza alla compressione, kPa 5,5 Resistenza alla trazione, kPa 124 Tasso di rimbalzo, % ≥60 Deformazione da compressione, 75% ≤8 Indice di ossigeno, OI% ≥ 28 Densità del fumo ≤50
9. L'acqua è l'agente schiumogeno, tutta la schiuma auto-pelle ecologica
L'agente schiumogeno HCFC-141b è stato completamente vietato all'estero.L'agente schiumogeno CP è infiammabile.Gli agenti schiumogeni HFC-245fa e HFC-365mfc sono costosi e inaccettabili.Schiuma di pelle.In passato, i lavoratori del PU in patria e all'estero prestavano attenzione solo alla modifica del polietere e dell'isocianato, quindi lo strato superficiale della schiuma non era chiaro e la densità era elevata.
Si consigliano ora una serie di formule caratterizzate da:
l Il poliolo polietere di base rimane invariato e viene utilizzato il convenzionale Mn5000 o 6000.·
l L'isocianato rimane invariato, è possibile utilizzare C-MDI, PAPI o MDI modificato.
l Utilizzare l'additivo speciale SH-140 per risolvere il problema.·
Formula di base:
l Polietere triolo ad alta attività Mn5000 65pbw
lSH-140* 35pbw
l Prolunga di catena: 1,4-butandiolo 5pbw
l Agente reticolante: glicerolo 1,7 pbw
l Agente di apertura: K-6530 0,2~0,5pbw
l Catalizzatore A-2 1,2~1,3pbw
l Quantità appropriata di pasta colorata l Acqua 0,5 pbw
lMR-200 45pbw
Nota: *SH-140 è un nostro prodotto.
Proprietà fisiche: la densità complessiva della schiuma è 340~350 kg/m3
Prodotti: superficie liscia, crosta chiara, bassa densità.
Orario di pubblicazione: 12 agosto 2022