1. Wstęp
Seria produktów z miękkiej pianki poliuretanowej obejmuje głównie piankę blokową, ciągłą, gąbkową, piankę o wysokiej sprężystości (HR), piankę samopowłokową, piankę o powolnej sprężystości, piankę mikrokomórkową i półsztywną piankę pochłaniającą energię.Ten rodzaj pianki nadal stanowi około 50% całkowitego produktu poliuretanowego.Duża różnorodność i rozszerzające się zastosowanie, jest zaangażowana w różne dziedziny gospodarki narodowej: sprzęt AGD, samochody, remonty, meble, pociągi, statki, przemysł lotniczy i wiele innych dziedzin.Od czasu pojawienia się miękkiej pianki PU w latach pięćdziesiątych XX wieku, zwłaszcza po wejściu w XXI wiek, nastąpił skok w technologii, różnorodności i wydajności produktów.Najważniejsze to: Przyjazna dla środowiska miękka pianka PU, czyli zielony produkt poliuretanowy;miękka pianka PU o niskiej wartości LZO;miękka pianka PU o niskiej atomizacji;pełna woda miękka pianka PU;pełna miękka pianka serii MDI;trudnopalna, niskodymowa, pełna pianka serii MDI;nowe rodzaje dodatków, takie jak reaktywne katalizatory wielkocząsteczkowe, stabilizatory, środki zmniejszające palność i przeciwutleniacze;poliole o niskim nienasyceniu i niskiej zawartości monoalkoholu;miękka pianka PU o bardzo niskiej gęstości i doskonałych właściwościach fizycznych;niska częstotliwość rezonansowa, miękka pianka PU o niskim przenikaniu;diol poliwęglanowy, poliol poliε-kaprolaktonowy, diol polibutadienowy, politetrahydrofuran i inne specjalne poliole;technologia spieniania ciekłego CO2, technologia spieniania podciśnieniowego itp. .Krótko mówiąc, pojawienie się nowych odmian i nowych technologii przyczyniło się do dalszego rozwoju miękkiej pianki PU.
2 Zasada pienienia
Aby zsyntetyzować idealną miękką piankę PU spełniającą wymagania, konieczne jest zrozumienie zasady reakcji chemicznej układu piankowego, aby wybrać odpowiednie surowce główne i pomocnicze oraz procesy produkcyjne.Rozwój branży poliuretanów do dziś nie odbywa się już w fazie imitacji, lecz zgodnie z wymaganiami użytkowymi produktu końcowego, można to osiągnąć poprzez strukturę surowców i techniki syntetyczne.Pianka poliuretanowa uczestniczy w przemianach chemicznych podczas procesu syntezy, a czynniki wpływające na właściwości strukturalne pianki są złożone i obejmują nie tylko reakcję chemiczną pomiędzy izocyjanianem, polieterem (estrowym) alkoholem i wodą, ale także koloidową chemię spieniania .Reakcje chemiczne obejmują wydłużanie łańcucha, pienienie i sieciowanie.Wpływa także na strukturę, funkcjonalność i masę cząsteczkową substancji biorących udział w reakcji.Ogólną reakcję syntezy pianki poliuretanowej można wyrazić następującym wzorem:
9b0722b7780190d3928a2b8aa99b1224.jpg
Rzeczywista sytuacja jest jednak bardziej skomplikowana, a najważniejsze reakcje podsumowano w następujący sposób:
01 Przedłużenie łańcucha
Wielofunkcyjne izocyjaniany i polietero(estry)alkohole, zwłaszcza związki dwufunkcyjne, przedłużanie łańcucha przeprowadza się w następujący sposób:
07b0ec2de026c48dd018efaa5ccde5c1.jpg
W układzie spieniającym ilość izocyjanianu jest na ogół większa niż ilość związku zawierającego aktywny wodór, to znaczy wskaźnik reakcji jest większy niż 1, zwykle 1,05, więc koniec produktu końcowego o przedłużonym łańcuchu w procesie spieniania powinna być grupą izocyjanianową
5ed385eebd04757bda026fcfb4da4961.jpg
Reakcja wydłużania łańcucha jest główną reakcją pianki PU i jest kluczem do właściwości fizycznych: wytrzymałości mechanicznej, szybkości wzrostu, elastyczności itp.
02 Reakcja pienienia
Spienianie jest bardzo ważne przy przygotowywaniu miękkich pianek, zwłaszcza przy syntezie produktów o małej gęstości.Istnieją dwa ogólne efekty pienienia: wykorzystanie ciepła reakcji do odparowania niskowrzących związków węglowodorowych, takich jak HCFC-141b, HFC-134a, HFC-365mfc, cyklopentan itp., w celu osiągnięcia celów spieniania, a drugi polega na zastosowaniu woda i izocyjanian.W wyniku reakcji chemicznej powstaje duża ilość pieniącego się gazu CO2:
04d3b707849aaf9b1ee6f1b8d19c1ce7.jpg
W przypadku braku katalizatora szybkość reakcji wody z izocyjanianami jest powolna.Szybkość reakcji amin i izocyjanianów jest dość szybka.Z tego powodu, gdy jako środek spieniający stosuje się wodę, wnosi ona dużą liczbę sztywnych segmentów i związków mocznika o dużej polarności, które wpływają na wrażenia dotykowe, sprężystość i odporność cieplną wyrobów piankowych.Aby wytworzyć piankę o doskonałych właściwościach fizycznych i małej gęstości, konieczne jest zwiększenie masy cząsteczkowej polieteru (estru) alkoholu i miękkość łańcucha głównego.
03 Działanie żelu
Reakcja żelowa nazywana jest także reakcją sieciowania i utwardzania.W procesie spieniania bardzo ważne jest żelowanie.Zbyt wczesne lub zbyt późne żelowanie spowoduje pogorszenie jakości produktów piankowych lub stanie się produktami odpadowymi.Najbardziej idealny stan to taki, w którym wydłużenie łańcucha, reakcja spieniania i reakcja żelowania osiągają równowagę, w przeciwnym razie gęstość piany będzie zbyt duża lub pianka zapadnie się.
Podczas procesu spieniania zachodzą trzy działania żelujące:
1) Żele związków wielofunkcyjnych
Ogólnie rzecz biorąc, związki o więcej niż trzech funkcjach mogą reagować, tworząc związki o strukturze ciała.Do produkcji elastycznych pianek poliuretanowych wykorzystujemy poliole polieterowe posiadające więcej niż trzy funkcjonalności.Ostatnio przy opracowywaniu wszystkich systemów MDI stosuje się także poliizocyjaniany o fn ≥ 2,5 w celu poprawy nośności pianek o małej gęstości.Stanowią one podstawę do tworzenia trójfazowych struktur usieciowanych:
42a37c3572152ae1f6c386b7bd177bf8.jpg
Warto zauważyć, że masa cząsteczkowa pomiędzy punktami usieciowania bezpośrednio odzwierciedla gęstość usieciowania pianki.Oznacza to, że gęstość usieciowania jest duża, twardość produktu jest wysoka, a wytrzymałość mechaniczna dobra, ale miękkość pianki jest słaba, a sprężystość i wydłużenie są niskie.Masa cząsteczkowa (Mc) pomiędzy punktami usieciowania miękkiej pianki wynosi 2000-2500, a półsztywnej pianki wynosi 700-2500.
2) Tworzenie mocznika
Gdy jako środek spieniający stosuje się wodę, powstają odpowiednie związki wiążące mocznik.Im więcej wody, tym więcej wiązań mocznikowych.Będą dalej reagować z nadmiarem izocyjanianu w wysokiej temperaturze, tworząc związki wiążące biuretowe o strukturze trójfazowej:
896b42df0d91543a61d1e68f91c1d829.jpg
3) Tworzenie allofanianu Inny rodzaj reakcji sieciowania polega na tym, że wodór w głównym łańcuchu uretanu reaguje dalej z nadmiarem izocyjanianu w wysokiej temperaturze, tworząc wiązanie allofanianowe o strukturze trójfazowej:
4a6fdae7620ef5333bd14c6973a26a37.jpg
Tworzenie związków biuretowych i allofanianów nie jest idealne dla systemów spieniających, ponieważ te dwa związki mają słabą stabilność termiczną i rozkładają się w wysokich temperaturach.Dlatego bardzo ważne jest, aby ludzie kontrolowali temperaturę i wskaźnik izocyjanianowy podczas produkcji.
3 Obliczenia chemiczne
Syntetyczny materiał poliuretanowy to syntetyczny materiał polimerowy, który umożliwia syntezę produktów polimerowych z surowców w jednym etapie, co oznacza, że właściwości fizyczne produktów można bezpośrednio sztucznie regulować, zmieniając specyfikacje i proporcje składu surowców.Dlatego bardzo ważne dla poprawy jakości wyrobów poliuretanowych jest prawidłowe zastosowanie zasady syntezy polimerów i ustalenie prostego wzoru obliczeniowego
01 Wartość równoważna
Tak zwana wartość równoważna (E) odnosi się do masy cząsteczkowej (Mn) odpowiadającej funkcyjności jednostkowej (f) w cząsteczce związku;
2a931ca68a4ace0f036e02a38adee698.jpg
Na przykład liczbowo średnia masa cząsteczkowa polieterotriolu wynosi 3000, a następnie jest to jej równoważna wartość:
e3295f1d515f5af4631209f7b49e1328.jpg
Powszechnie stosowany środek sieciujący MOCA, czyli 4,4′-metylenobis(2chloroamina), ma względną masę cząsteczkową 267. Mimo że w cząsteczce znajdują się 4 aktywne wodory, w reakcji izocyjanianów biorą udział tylko 2 wodory.atom, więc jego funkcjonalność f=2
0618093a7188b53e5015fb4233cccdc9.jpg
W specyfikacji produktu poliolu polieterowego lub poliestrowego każda firma podaje jedynie dane dotyczące liczby hydroksylowej (OH), dlatego bardziej praktyczne jest bezpośrednie obliczenie wartości równoważnej z liczbą hydroksylową:
8a7763766e4db49fece768a325b29a61.jpg
Warto przypomnieć, że faktyczny pomiar funkcjonalności produktu jest bardzo czasochłonny i wiąże się z wieloma reakcjami ubocznymi.Często rzeczywista funkcyjność polieteru triolowego (estru) nie jest równa 3, ale mieści się w przedziale od 2,7 do 2,8.Dlatego zaleca się stosowanie wzoru (2 ), czyli obliczanie również liczby hydroksylowej!
02 Zapotrzebowanie na izocyjanian
Wszystkie aktywne związki wodoru mogą reagować z izocyjanianem.Zgodnie z zasadą reakcji równoważnej powszechną praktyką w syntezie PU jest dokładne obliczanie ilości izocyjanianu zużytego przez każdy składnik wzoru:
a63972fdc4f16025842815cb1d008cfe.jpg
We wzorze: Ws – ilość izocyjanianu
Wp – dozowanie polieteru lub poliestru
Ep – odpowiednik polieteru lub poliestru
Es — odpowiednik izocyjanianu
Stosunek molowy I2-NCO/-OH, czyli wskaźnik reakcji
ρS – czystość izocyjanianu
Jak wszyscy wiemy, podczas syntezy prepolimeru lub półprepolimeru o określonej liczbie grup NCO wymagana ilość izocyjanianu zależy od rzeczywistej ilości polieteru i zawartości NCO wymaganej w końcowym prepolimerze.Po podsumowaniu:
83456fb6214840b23296d5ff084c4ab8.jpg
We wzorze: D——ułamek masowy grupy NCO w prepolimerze
42 —— Równoważna wartość NCO
W dzisiejszych piankach systemu All-MDI do syntezy półprepolimerów powszechnie stosuje się MDI modyfikowany polieterem o dużej masie cząsteczkowej, a jego% NCO wynosi od 25 do 29%, więc wzór (4) jest bardzo przydatny.
Zalecany jest również wzór na obliczanie masy cząsteczkowej pomiędzy punktami usieciowania w zależności od gęstości usieciowania, który jest bardzo przydatny przy formułowaniu receptur.Niezależnie od tego, czy jest to elastomer, czy pianka wysokoelastyczna, jej elastyczność jest bezpośrednio związana z ilością środka sieciującego:
b9fd1ca1ee9bebc558731d065ac3254b.jpg
We wzorze: Mnc——średnia masa cząsteczkowa pomiędzy punktami sieciowania
Np. —— Równoważna wartość środka sieciującego
Wg——Ilość środka sieciującego
WV – ilość prepolimeru
D — — Treść podoficera
4 surowce
Surowce poliuretanowe dzielą się na trzy kategorie: związki poliolowe, związki poliizocyjanianowe i dodatki.Wśród nich głównymi surowcami poliuretanowymi są poliole i poliizocyjaniany, a środkami pomocniczymi są związki uzupełniające szczególne właściwości wyrobów poliuretanowych.
Wszystkie związki posiadające grupy hydroksylowe w strukturze związków organicznych należą do organicznych związków poliolowych.Wśród nich dwie najczęściej stosowane pianki poliuretanowe to poliole polieterowe i poliole poliestrowe.
związek poliolowy
Poliol polieterowy
Jest to związek oligomeryczny o średniej masie cząsteczkowej 1000~7000, który opiera się na surowcach przemysłu petrochemicznego: tlenku propylenu i tlenku etylenu, a jako inicjatory stosuje się dwu- i trzyfunkcyjne związki zawierające wodór, które są katalizowane i polimeryzowany przez KOH..
Ogólnie masa cząsteczkowa zwykłego miękkiego piankowego poliolu polieterowego mieści się w zakresie 1500 ~ 3000, a liczba hydroksylowa wynosi pomiędzy 56 ~ 110 mgKOH/g.Masa cząsteczkowa polieteropoliolu o wysokiej sprężystości wynosi od 4500 do 8000, a liczba hydroksylowa wynosi od 21 do 36 mgKOH/g.
Warto wspomnieć, że kilka dużych odmian polieteropolioli nowo opracowanych w ostatnich latach bardzo korzystnie poprawia właściwości fizyczne elastycznej pianki poliuretanowej i zmniejsza jej gęstość.
l Poliol polieterowy szczepiony polimerem (POP), który może poprawić nośność miękkiej pianki PU, zmniejszyć gęstość, zwiększyć stopień otwarcia i zapobiec skurczowi.Dawka również wzrasta z dnia na dzień
l Polimocznik polieteropoliol (PHD): Funkcja polieteru jest podobna do polimeru poliolu polieteru, który może poprawić twardość, nośność i sprzyjać otwieraniu produktów piankowych.Zwiększona jest ognioodporność, a pianka serii MDI jest samogasnąca i szeroko stosowana w Europie.l Polimer polieteropoliol klasy spalania: Jest to poliol polieterowy szczepiony polimerem węglowodorowym zawierający azot, który może nie tylko poprawić nośność, otwartokomórkową, twardość i inne właściwości produktów piankowych, ale także zsyntetyzować poduszki do siedzeń z PU z tego.Ma wysoką ognioodporność: wskaźnik tlenu wynosi aż 28% lub więcej, niską emisję dymu ≤60% i niską prędkość rozprzestrzeniania się płomienia.Jest doskonałym materiałem do produkcji poduszek siedzeń samochodów, pociągów i mebli
l Polieteropoliol o niskiej zawartości nienasycenia: Ponieważ jako katalizator wykorzystuje kompleks podwójnego cyjanku metalu (DMC), zawartość nienasyconych wiązań podwójnych w syntetyzowanym polieterze jest mniejsza niż 0,010 mol/mg, to znaczy zawiera monool. Związek o niskiej zawartości, czyli wysoka czystość, skutkuje lepszą sprężystością i odkształceniem syntetyzowanej na jej bazie pianki HR, a także dobrą wytrzymałością na rozdarcie i współczynnikiem wgniecenia.Niedawno opracowana pianka poduszki do siedzenia samochodowego o niskiej częstotliwości rezonansowej i niskiej transmisji 6 Hz jest bardzo dobra
l Uwodorniony glikol polibutadienowy, poliol ten był ostatnio stosowany w produktach z pianki PU za granicą w celu znacznej poprawy właściwości fizycznych pianki, zwłaszcza odporności na warunki atmosferyczne, odporność na wilgoć i ciepło oraz innych problemów przez wiele lat, dzięki czemu poduszka fotelika samochodowego itp. są używane w tropikalnych regionach Afryki.
l Polieteropoliole o wysokiej zawartości tlenku etylenu, ogólnie polieteropoliole o wysokiej aktywności, w celu poprawy reaktywności polieterów, podczas syntezy dodają na końcu 15 ~ 20% EO.Powyższe polietery mają zawartość EO do 80%, zawartość PO Wręcz przeciwnie jest niższa niż 40%.Jest to klucz do rozwoju wszystkich miękkich pianek PU serii MDI, na który osoby z branży powinny zwrócić uwagę.
l Polieteropoliole o działaniu katalitycznym: wprowadzają do struktury polieteru głównie grupy amin trzeciorzędowych o właściwościach katalitycznych lub jony metali.Celem jest zmniejszenie ilości katalizatora w układzie spieniającym, zmniejszenie wartości LZO i niska atomizacja produktów piankowych.
l Polieteropoliol zakończony grupą aminową: ten polieter ma największą aktywność katalityczną, krótki czas reakcji, szybkie wyjmowanie z formy i znacznie lepszą wytrzymałość produktu (szczególnie wytrzymałość wczesną), uwalnianie z formy, odporność na temperaturę i odporność na rozpuszczalniki., temperatura konstrukcji jest obniżona, zakres jest poszerzony i jest to obiecująca nowa odmiana.
poliol poliestrowy
Wszystkie wczesne poliole poliestrowe odnoszą się do polioli poliestrowych na bazie kwasu adypinowego, a największym rynkiem jest pianka mikrokomórkowa stosowana w podeszwach butów.W ostatnich latach pojawiały się jedna po drugiej nowe odmiany, poszerzając zastosowanie polioli poliestrowych w PUF.
l Aromatyczny poliol poliestrowy na bazie kwasu adypinowego modyfikowany aromatycznym kwasem dikarboksylowym: syntetyzuje głównie poliol poliestrowy poprzez częściowe zastąpienie kwasu adypinowego kwasem ftalowym lub kwasem tereftalowym, co może poprawić wczesną wytrzymałość produktu oraz poprawić odporność na wilgoć i twardość, jednocześnie obniżając koszty.
l Poliol poliwęglanowy: ten rodzaj produktu może znacznie poprawić odporność na hydrolizę, odporność na warunki atmosferyczne, odporność na temperaturę i twardość produktów piankowych i jest obiecującą odmianą.
l Poliol poli ε-kaprolaktonowy: Syntetyzowana z niego pianka PU ma doskonałą odporność na temperaturę, odporność na hydrolizę i odporność na ścieranie, dlatego należy z niej wytwarzać niektóre produkty o wysokiej wydajności.
l Aromatyczny poliol poliestrowy: został opracowany poprzez kompleksowe wykorzystanie odpadów poliestrowych na wczesnym etapie i jest najczęściej stosowany w sztywnej piance PU.Teraz rozszerzono ją o miękką piankę PU, która również zasługuje na uwagę.
Inne Do PUF można zastosować dowolny związek zawierający aktywny wodór.W obliczu zmian rynkowych i wymogów ochrony środowiska konieczne jest pełne wykorzystanie produktów wiejskich i synteza biodegradowalnej miękkiej pianki PU.
l Poliole na bazie oleju rycynowego: Produkty te były już wcześniej stosowane w PUF, a większość z nich jest wytwarzana z niemodyfikowanego czystego oleju rycynowego do wytwarzania półsztywnych pianek.Sugeruję zastosowanie technologii transestryfikacji i wprowadzenie do oleju rycynowego różnych alkoholi o dużej masie cząsteczkowej w celu syntezy o różnych specyfikacjach.
Z pochodnych można wytwarzać różne miękkie i twarde PUF.
l Poliole z serii olejów roślinnych: Ostatnio dotknięte cenami ropy produkty tego typu szybko się rozwinęły.Obecnie większość produktów, które zostały uprzemysłowione, to produkty z serii oleju sojowego i oleju palmowego, a olej z nasion bawełny lub olej zwierzęcy można również wykorzystać do opracowania produktów seryjnych, które można wszechstronnie wykorzystać, obniżyć koszty, są biodegradowalne i przyjazne dla środowiska .
poliizocyjanian
Do produkcji elastycznej pianki poliuretanowej powszechnie stosuje się dwa rodzaje izocyjanianów, TDI i MDI, a pochodne hybrydy TDI/MDI są również szeroko stosowane w serii HR.Ze względu na wymogi ochrony środowiska przemysł motoryzacyjny ma bardzo niskie wymagania dotyczące wartości LZO w produktach piankowych.Dlatego też czyste MDI, surowe MDI i produkty modyfikowane MDI są szeroko stosowane w miękkiej piance PU jako główne miękkie produkty PU.
związek poliolowy
Skroplony MDI
Czysty 4,4′-MDI ma postać stałą w temperaturze pokojowej.Tak zwane skroplone MDI odnosi się do MDI, które zostało zmodyfikowane na różne sposoby i ma postać płynną w temperaturze pokojowej.Funkcjonalność skroplonego MDI można wykorzystać do zrozumienia, do którego MDI zmodyfikowanego przez grupę należy.
l MDI modyfikowany uretanem o funkcjonalności 2.0;
l MDI modyfikowany karbodiimidem o funkcjonalności 2,0;
l MDI modyfikowany iminą diazetacyklobutanonu, funkcjonalność wynosi 2,2;
l MDI modyfikowany uretanem i diazetydyniminą o funkcjonalności 2.1.
Zdecydowana większość tych produktów jest stosowana w wyrobach formowanych, takich jak HR, RIM, pianki samoskórujące i mikropianki, takie jak podeszwy butów.
MDI-50
Jest to mieszanka 4,4′-MDI i 2,4′-MDI.Ponieważ temperatura topnienia 2,4′-MDI jest niższa niż temperatura pokojowa, około 15°C, MDI-50 jest cieczą przechowywaną w temperaturze pokojowej i jest łatwa w użyciu.Należy zwrócić uwagę na efekt zawady przestrzennej 2,4′-MDI, który jest mniej reaktywny niż korpus 4,4′ i można go regulować za pomocą katalizatora.
Grube MDI lub PAPI
Jego funkcjonalność wynosi od 2,5 do 2,8 i jest powszechnie stosowany w sztywnych piankach.W ostatnich latach ze względu na cenę znalazła zastosowanie także na rynku pianek miękkich, jednak należy zaznaczyć, że ze względu na jej wysoką funkcjonalność konieczne jest ograniczenie ilości usieciowań w projektowaniu receptur.Środek spoinujący lub zwiększ wewnętrzny plastyfikator.
Pomocniczy
katalizator
Katalizator ma świetny wpływ na piankę poliuretanową, dzięki czemu można osiągnąć szybką produkcję w temperaturze pokojowej.Istnieją dwie główne kategorie katalizatorów: aminy trzeciorzędowe i katalizatory metaliczne, takie jak trietylenodiamina, pentametylodietylenotriamina, metyloimidazol, A-1 itp., wszystkie należą do katalizatorów amin trzeciorzędowych, natomiast oktanian cynawy, dietylenodiamina itp. Laurynian dibutylocyny, octan potasu , oktanian potasu, bizmut organiczny itp. to katalizatory metaliczne.Obecnie opracowano różne katalizatory typu opóźnionego, trimeryzacji, typu złożonego i o niskiej wartości LZO, które również opierają się na powyższych typach katalizatorów.
Na przykład firma produkująca produkty gazowe z serii Dabco, podstawowym surowcem jest trietylenodiamina:
l Dabco33LV zawiera 33% trietylenodiaminy/67% glikolu dipropylenowego
l Dabco R8020 Trietylenodiamina zawiera 20%/DMEA80%
l Dabco S25 trietylenodiamina zawiera 25%/butanodiol 75%
l Dabco8154 Katalizator trietylenodiamino/kwas opóźniony
l Dabco EG Trietylenodiamina zawiera 33%/glikol etylenowy 67%
l Trimeryzacja serii Dabco TMR
l Dabco 8264 Pęcherzyki złożone, katalizatory zrównoważone
l Katalizator o niskim zapachu Dabco XDM
W przypadku wielu katalizatorów musimy najpierw zrozumieć właściwości różnych katalizatorów i ich zasady działania, aby uzyskać równowagę układu poliuretanowego, to znaczy równowagę między szybkością spieniania a szybkością żelowania;równowaga między szybkością żelowania a szybkością pienienia oraz równowagą prędkości spieniania i płynności materiału itp.
Wszystkie katalizatory metaliczne są katalizatorami żelowymi.Konwencjonalne katalizatory cynowe mają silny efekt żelowy, ale ich wadą jest to, że nie są odporne na hydrolizę i mają słabą odporność na starzenie termiczne.Należy zwrócić uwagę na niedawne pojawienie się organicznych katalizatorów bizmutowych.Pełni nie tylko funkcję katalizatora cynowego, ale ma również dobrą odporność na hydrolizę i odporność na starzenie cieplne, co jest bardzo odpowiednie do łączenia materiałów.
stabilizator pianki
Odgrywa rolę emulgującą materiał piankowy, stabilizując piankę i regulując komórkę oraz zwiększa wzajemną rozpuszczalność każdego składnika, co jest pomocne w tworzeniu się pęcherzyków, kontroluje wielkość i jednorodność komórki oraz wspomaga równowagę napięcie pianki.Ściany są elastyczne, aby utrzymać komórki i zapobiec zapadaniu się.Choć ilość stabilizatora pianki jest niewielka, ma on znaczący wpływ na strukturę komórkową, właściwości fizyczne i proces wytwarzania elastycznej pianki PU.
Obecnie w Chinach stosuje się odporne na hydrolizę oligomery blokowe silikon/eter polioksyalkilenowy.Ze względu na zastosowanie różnych systemów piankowych różny jest stosunek segmentu hydrofobowego do segmentu hydrofilowego oraz inna jest zmiana ogniwa łańcucha na końcu struktury blokowej., do produkcji stabilizatorów krzemowych do różnych wyrobów piankowych.Dlatego wybierając stabilizator piany należy zrozumieć jego funkcję i działanie, nie zapominać o nim, nie używać go bezkrytycznie i powodować niekorzystne konsekwencje.Na przykład oleju silikonowego o wysokiej sprężystości nie można nakładać na piankę o wysokiej sprężystości, w przeciwnym razie spowoduje to skurczenie się pianki, a oleju silikonowego o wysokiej sprężystości nie można nakładać w celu zablokowania miękkiej pianki, w przeciwnym razie spowoduje to zapadnięcie się pianki.
Ze względu na potrzeby ochrony środowiska przemysł samochodowy i meblarski wymaga produktów o niskiej atomizacji i niskiej zawartości LZO.Różne firmy sukcesywnie opracowywały stabilizatory piany o niskiej atomizacji i niskiej zawartości LZO, takie jak Dabco DC6070 wprowadzony na rynek przez Gas Products Company, który jest olejem silikonowym o niskiej atomizacji do układów TDI.;Dabco DC2525 to niskoparujący olej silikonowy do systemów MDI.
środek pieniący
Środek spieniający w miękkiej piance PU to głównie woda uzupełniona innymi fizycznymi środkami spieniającymi.Przy produkcji pianki blokowej, biorąc pod uwagę dużą ilość wody w produktach o małej gęstości, często przekraczanie 4,5 części na 100 części spowoduje wzrost temperatury wewnętrznej pianki przekraczającej 170~180°C, co spowoduje samozapłon pianki pianę i należy zastosować niskowrzący węglowodorowy środek spieniający.Jeden pomaga w zmniejszeniu gęstości, a drugi usuwa dużą ilość ciepła reakcji.Na początku stosowano kombinację woda/F11.Ze względów ochrony środowiska F11 został zakazany.Obecnie stosuje się większość produktów z serii woda przejściowa/dichlorometan i woda/HCFC-141b.Ponieważ produkty z serii dichlorometan również zanieczyszczają atmosferę, ma to charakter przejściowy, natomiast produkty z serii HFC: HFC-245fa, -356mfc itp. czy produkty z serii cyklopentanu są przyjazne dla środowiska, ale te pierwsze są drogie, a te drugie są łatwopalne, więc Aby sprostać potrzebom obniżenia stopnia temperatury, ludzie wprowadzili nowe procesy, technologię spieniania podciśnieniowego, technologię wymuszonego chłodzenia i technologię ciekłego CO2, aby rozwiązać problem, celem jest zmniejszenie ilości wody lub obniżenie temperatury wewnętrznej z pianki
Polecam technologię ciekłego CO2 do produkcji bąbelków blokowych, która jest bardziej odpowiednia dla małych i średnich przedsiębiorstw.W technologii LCO2 4 części LCO2 odpowiadają 13 częściom MC.Zależność pomiędzy zużyciem wody a ciekłym CO2 używanym do produkcji pianek o różnych gęstościach Gęstość piany, kg/m3 wody, części masowe LCO2, części masowe równoważne MC, części masowe
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
środek zmniejszający palność
Środki zmniejszające palność i zapobieganie pożarom są przedmiotem zainteresowania ludzi przez cały czas.nowo wydane w moim kraju „Wymagania i normy dotyczące właściwości spalania produktów i komponentów zmniejszających palność w miejscach publicznych” GB20286-2006 zawiera nowe wymagania dotyczące zmniejszania palności.Dla pianki ognioodpornej klasy 1. Wymagania dotyczące tworzyw sztucznych: a), szczytowa szybkość wydzielania ciepła ≤ 250 kW/m2;b), średni czas palenia ≤ 30s, średnia wysokość spalania ≤ 250mm;c), stopień gęstości dymu (SDR) ≤ 75;d), stopień toksyczności dymu Nie niższy niż poziom 2A2.
Oznacza to, że należy wziąć pod uwagę trzy czynniki: środek zmniejszający palność, niski poziom dymu i niską toksyczność dymu.Aby stawiać wyższe wymagania przy doborze uniepalniaczy, zgodnie z powyższymi normami, uważam, że najlepiej wybierać odmiany, które mogą tworzyć grubą warstwę węgla i wydzielać nietoksyczny lub niskotoksyczny dym.Obecnie bardziej odpowiednie jest stosowanie środków zmniejszających palność na bazie estrów fosforanowych o dużej masie cząsteczkowej lub bezhalogenowych węglowodorów aromatycznych z odmianami heterocyklicznymi odpornymi na wysoką temperaturę itp. W ostatnich latach zagraniczne kraje opracowały elastyczną piankę PU o zmniejszonej palności ekspandowanego grafitu, lub heterocykliczny środek zmniejszający palność azotu. Lek jest prawidłowy.
Inny
Inne dodatki obejmują głównie: środki otwierające pory, środki sieciujące, przeciwutleniacze, środki przeciwmgielne itp. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę wpływ dodatków na działanie produktów PU, a także ich toksyczność, migrację, kompatybilność itp. . pytanie.
5 produktów
Aby lepiej zrozumieć związek pomiędzy formułą i działaniem miękkiej pianki PU, w celach informacyjnych przedstawiono kilka reprezentatywnych przykładów:
1. Typowy skład i właściwości miękkiej pianki polieterowej PU
Polieterotriol 100 pbw TDI80/20 46,0 pbw Katalizator cynoorganiczny 0,4 pbw Katalizator w postaci aminy trzeciorzędowej 0,2 pbw Silikonowy stabilizator pianki 1,0 pbw Woda 3,6 pbw Środek współspieniający 0 ~ 12 pbw Właściwości: Gęstość piany, kg/m3 22,4 Wytrzymałość na rozciąganie, kpa 96,3 Wydłużenie, % 220 Wytrzymałość na rozdarcie, N/m 385 Odkształcenie po ściskaniu, 50% 6 90% 6 Obciążenie kawitacyjne, kg (38cm×35,6cm×10cm) Odkształcenie 25% 13,6 65% 25,6 Odbicie spadającej piłki, % 38 W ostatnich latach, aby spełnić wymagania potrzeb rynku, część przedsiębiorstw często produkuje pianki o małej gęstości (10kg/m3).Przy wytwarzaniu elastycznej pianki o bardzo małej gęstości nie chodzi po prostu o zwiększenie środka spieniającego i pomocniczego środka spieniającego.To, co można zrobić, musi być również dopasowane do krzemowego środka powierzchniowo czynnego o stosunkowo wysokiej stabilności i katalizatora.
Produkcja elastycznej pianki o małej gęstości i bardzo małej gęstości. Formuła referencyjna: nazwa średnia gęstość, niska gęstość, bardzo niska gęstość
Pudełko ciągłe ciągłe pudełko polieteropoliol 100100100100100 Woda 3.03.04.55.56.6 Katalizator A-33 0.20.20.20.250.18 Silikonowy środek powierzchniowo czynny B-81101.01.21.11.93.8 Oktanian cyny 0.250.280.350.360.40 Środek 7 .57.512.515.034.0 TDI80/2041.444.056.073 .0103.0 Gęstość, kg/m3 23.023.016.514.08.0
Cylindryczna formuła pianki: poliol polieterowy typu EO/PO (OH:56) 100 pbw Woda 6,43 pbw MC środek spieniający 52,5 pbw Silikonowy środek powierzchniowo czynny L-628 6,50 pbw Katalizator A230 0,44 pbw Oktanian cyny D19 0,85 pbw TDI80/20 indeks 0,99 Dozowanie 13 Gęstość pianki 9 pbw, kg/m3 7,5
2. Środek współspieniający w postaci ciekłego CO2 do wytwarzania pianki o małej gęstości
Polieterotriol (Mn3000) 100 100 Woda 4,9 5,2 Ciekły CO2 2,5 3,3 Silikonowy środek powierzchniowo czynny L631 1,5 1,75 B8404 Katalizator aminowy A133 0,28 0,30 Oktanian cyny 0,14 0,17 Uniepalniacz DE60F 0 114 TDI 80/20 Gęstość piany , kg/m3 16 16
Typowy wzór jest następujący: Polieterotriol (Mn3000) 100 pbw Woda 4,0 pbw LCO2 4,0 ~ 5,5 pbw Katalizator A33 0,25 pbw Silikonowy środek powierzchniowo czynny SC155 1,35 pbw Oktanian cyny D19 0,20 pbw TDI80/20 indeks 110 Gęstość piany, kg/m3 14. 0 ~ 16,5
3. Pełna miękka pianka poliuretanowa MDI o niskiej gęstości
Miękka pianka formowana PU jest szeroko stosowana w produkcji poduszek do siedzeń samochodowych.Celem rozwoju jest zmniejszenie gęstości bez wpływu na właściwości fizyczne
Formuła: Polieter o wysokiej aktywności (OH: 26~30mgKOH/g) 80pbw Polimer poliol (OH: 23~27mgKOH/g) 20pbw Środek sieciujący 0~3pbw Woda 4,0pbw Katalizator aminowy A-33 2,8pbw Aktywność powierzchniowa oleju silikonowego Środek B8716 1,0 pbw Indeks MDI 90pbw Wydajność: Gęstość środka pianki 34,5kg/m3 Twardość ILD25% 15,0kg/314cm2 Wytrzymałość na rozdarcie 0,8kg/cm Wytrzymałość na rozciąganie 1,34kg/cm2 Wydłużenie 120% Współczynnik odbicia 62% Trwałe odkształcenie (na sucho) 5,0% (na mokro) 13,5%
4. Poduszka do siedzenia pojazdu o niskiej gęstości, w pełni przyjazna dla środowiska MDI
Homolog czystego MDI: M50 – czyli produkt 4,4′MDI 50% 2,4′MDI 50%, można spieniać w temperaturze pokojowej, poprawiając płynność, zmniejszając gęstość produktu i zmniejszając masę pojazdu, co jest bardzo obiecujące.Produkt:
Forma: Wysoko aktywny poliol polieterowy (OH: 28 mgKOH/g) 95 pbw 310 Pomocniczy* 5 pbw Dabco 33LV 0,3 pbw Dabco 8154 0,7 pbw Silikonowy środek powierzchniowo czynny B4113 0,6 pbw A-1 0,1 pbw Woda 3,5 pbw Liczba cyjanianów M50 50 pbw 8
Właściwości fizyczne: Czas rysowania (s) 62 Czas narastania (s) 98 Gęstość wolnej pianki, kg/m3 32,7 Ugięcie pod obciążeniem ściskającym, kpa: 40% 1,5 Wydłużenie, % 180 Wytrzymałość na rozdarcie, N/m 220
Uwaga: *310 Pomocniczy: Sprzedaję, jest to specjalny przedłużacz łańcucha.
5. Wysoka sprężystość, wygodna pianka PU
Ostatnio rynek wymagał, aby właściwości fizyczne piankowych poduszek do siedzenia pozostały niezmienione, ale ludzie nie byliby zmęczeni i nie cierpieli na chorobę lokomocyjną wysokiej jakości poduszki do siedzenia po długotrwałej jeździe.Jak wynika z badań, narządy wewnętrzne ludzkiego ciała, zwłaszcza żołądek, mają częstotliwość około 6 Hz.Jeśli wystąpi rezonans, spowoduje to nudności i wymioty.
Ogólnie rzecz biorąc, przepuszczalność wibracji pianki o wysokiej sprężystości przy 6 Hz wynosi 1,1 ~ 1,3, co oznacza, że gdy pojazd jest w ruchu, nie słabnie, ale wzrasta, a niektóre produkty mogą zmniejszyć wibracje do 0,8 ~ 0,9.Obecnie zalecana jest formuła produktu, której transmisja drgań przy częstotliwości 6 Hz kształtuje się na poziomie 0,5~0,55.
Formuła: Wysokoaktywny poliol polieterowy (Mn6000) 100 pbw Silikonowy środek powierzchniowo czynny SRX-274C 1,0 pbw Katalizator w postaci aminy trzeciorzędowej, Minico L-1020 0,4 pbw Katalizator w postaci aminy trzeciorzędowej, Minico TMDA 0,15 pbw Woda 3,6 pbw Prepolimer izocyjanianowy (NCO% = 29,7%) INDEKS 100
Właściwości fizyczne: Gęstość całkowita, kg/m3 48,0 25%ILD, kg/314cm2 19,9 Odbicie, % 74 50% kompresja
Wytrzymałość na skurcz, (na sucho) 1,9 (na mokro) 2,5 6 Hz Przepuszczalność drgań 0,55
6. Pianka o powolnym odbiciu lub lepkosprężysta
Tak zwana pianka PU o wolnym odbiciu odnosi się do pianki, która nie powraca do pierwotnego kształtu natychmiast po odkształceniu pianki pod wpływem siły zewnętrznej, ale powoli powraca do pierwotnego kształtu bez resztkowego odkształcenia powierzchni.Ma doskonałą amortyzację, izolację akustyczną, uszczelnienie i inne właściwości.Można go stosować do tłumienia hałasu silników samochodowych, podkładów dywanowych, zabawek dla dzieci i poduszek medycznych.
Przykładowy wzór: Polieter o wysokiej aktywności (OH34) 40~60 pbw Polimerowy polieter (OH28) 60~40 pbw Klej krzyżowy ZY-108* 80~100 pbw L-580 1,5 pbw Katalizator 1,8~2,5 pbw Woda 1,6~2,2 pbw Indeks izocyjanianowy* * 1,05 pbw Uwaga: *ZY-108, związek wielofunkcyjnego polieteru o niskiej masie cząsteczkowej** PM-200, mieszanka ciekłego MDI-100, oba są produktami Wanhua Właściwości: Gęstość pianki, kg/m3 150~165 Twardość, Shore A 18~15 Wytrzymałość na rozdarcie, kN/m 0,87~0,76 Wydłużenie, % 90~130 Współczynnik odbicia, % 9~7 Czas regeneracji, sekundy 7~10
7. Samościenna pianka mikrokomórkowa typu polieterowego, odporna na zmęczenie spowodowane zginaniem milion razy
Piankę można nakładać na podeszwy PU i kierownice
Produkty: DaltocelF-435 31,64 pbw Arcol34-28 10,0 pbw DaltocelF-481 44,72 pbw Arcol2580 3,0 pbw 6,0 pbw Dabco EG 1,8 pbw A-1 0,3 pbw Dabco102 7 0,3 pbw 硅表面活性剂DC-193 0,3 pbw L1 412T 1,5 pbw Woda 0,44 pbw Zmodyfikowany MDI Suprasec2433 71 pbw
Właściwości fizyczne: Gęstość pianki: ok. 0,5g∕cm3 ugięcie pasa β, KCS 35～50, bardzo dobre
8. Pianka trudnopalna, niskodymowa, o wysokiej sprężystości
Wraz z szybkim rozwojem gospodarki narodowej różne wydziały mają coraz wyższe wymagania dotyczące ognioodporności wyrobów piankowych, zwłaszcza lotnictwa, samochodów, szybkich samochodów osobowych i sof domowych itp. Nietoksyczny.
Biorąc pod uwagę powyższą sytuację, autor i współpracownicy opracowali gatunek uniepalniający (indeks tlenu 28~30%), który ma bardzo niską gęstość dymu (wartość międzynarodowa wynosi 74, a ten produkt tylko około 50) i odbicie piany pozostaje niezmienione.Wytwarza biały dym
Przykładowy wzór: YB-3081 polieter opóźniający palenie 50 pbw Polieter o wysokiej aktywności (OH34) 50 pbw Silikonowy środek powierzchniowo czynny B 8681 0,8~1,0 pbw Woda 2,4~2,6 pbw DEOA 1,5~3 pbw Katalizator A-1 itd. 0,6~1,1 pbw Indeks izocyjanianowy 1,05
Właściwości fizyczne: Gęstość pianki, kg/m3 ≥50 Wytrzymałość na ściskanie, kPa 5,5 Wytrzymałość na rozciąganie, kPa 124 Współczynnik odbicia, % ≥60 Odkształcenie przy ściskaniu, 75% ≤8 Indeks tlenowy, OI% ≥ 28 Gęstość dymu ≤50
9. Woda jest środkiem spieniającym, całkowicie przyjazną dla środowiska pianką samonaskórkową
Środek pieniący HCFC-141b został całkowicie zakazany w innych krajach.Środek pieniący CP jest łatwopalny.Środki pieniące HFC-245fa i HFC-365mfc są drogie i niedopuszczalne.Skórzana pianka.W przeszłości pracownicy PU w kraju i za granicą zwracali uwagę jedynie na modyfikację polieteru i izocyjanianu, przez co wierzchnia warstwa pianki była niejasna, a gęstość wysoka.
Obecnie zalecany jest zestaw formuł, które charakteryzują się:
l Podstawowy poliol polieterowy pozostaje niezmieniony, stosuje się konwencjonalny Mn5000 lub 6000.·
l Izocyjanian pozostaje niezmieniony, można zastosować C-MDI, PAPI lub zmodyfikowany MDI.
l Aby rozwiązać problem, użyj specjalnego dodatku SH-140.·
Podstawowa formuła:
l Wysokoaktywny polieterotriol Mn5000 65pbw
l SH-140* 35pc
l Przedłużacz łańcucha: 1,4-butanodiol 5 pbw
l Środek sieciujący: glicerol 1,7 pbw
l Środek otwierający: K-6530 0,2 ~ 0,5 pbw
l Katalizator A-2 1,2 ~ 1,3 pbw
l Odpowiednia ilość pasty koloryzującej l Woda 0,5 pbw
l MR-200 45pc
Uwaga: *SH-140 to nasz produkt.
Właściwości fizyczne: całkowita gęstość pianki wynosi 340 ~ 350 kg/m3
Produkty: gładka powierzchnia, przejrzysta skórka, niska gęstość.
Czas publikacji: 12 sierpnia 2022 r