復合材料增硬劑
新一(yi)代(dai)海(hai)綿增(zeng)硬劑
在聚氨酯塊海綿的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中，調整(zheng)(zheng)海綿硬度(du)一(yi)直是(shi)一(yi)個比較(jiao)困難(nan)的(de)問題。海綿硬度(du)可以通過不(bu)同(tong)的(de)方法調整(zheng)(zheng)。通常，降低海綿的(de)硬度(du)，即(ji)軟化海綿，不(bu)會對海綿的(de)其他(ta)(ta)性質產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)太(tai)大(da)的(de)變化，但(dan)是(shi)不(bu)可能增加海綿的(de)硬度(du)而不(bu)會對海綿的(de)其他(ta)(ta)性能產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)不(bu)良(liang)影響。
有多種方法可以提高海綿硬度。首先想到的是通過增加海綿的密度來增加海綿的硬度，海綿密度每增加1kg/m3硬度可增加約1.0kPa（CLD 40％），但這會增加成本；使用填充材料（CaCO3和BaSO4）也可以增加硬度，但是這種方法不是永久性的，并且會降低海綿的物理性質；還有一種常見的方法是加聚合物多元醇，用這種方法可以提高硬度，但海綿的成本會大大增加；一種方法是加強海綿的三維結構，即增加交聯的數量，可以通過增加TDI指數來實現，然而，當以這種法會使海綿的泡孔結構改變，透氣性降低，閉孔的數量增加。此外，隨著反應溫度的升高，塊體內發黃或甚至發火的風險增加；另一種方法是加速膠凝反應，即增加錫催化劑。該方法也會使海綿的泡孔結構發生變化，透氣性降低。
新(xin)典化(hua)學根據行業(ye)需(xu)求(qiu)，對海綿的硬(ying)度機理(li)進行了長期研究(jiu)。作為這(zhe)些研究(jiu)的結果，新(xin)開發的海綿專用增硬(ying)添加劑(ji)系(xi)列以(yi)滿足客(ke)戶(hu)的需(xu)求(qiu)。下表為新(xin)典化(hua)學該系(xi)列產品列表：
| NT ADD H12 | NT ADD H15 | NT ADD H18 | |
| 類(lei)型 | 胺類反應性增硬(ying)劑 | 聚酯型增硬劑 | 聚醚型增硬劑 |
| 優缺點 | 產品本(ben)身有氨味，可參與反應，無VOC排放(fang)，可與組合料體系混(hun)溶，不需要調整(zheng)配方，添加(jia)量較小(xiao)。 | 可(ke)參與反(fan)應，與組合料(liao)體系相溶性較差，可(ke)降低(di)TDI指數節省成本，價(jia)格便宜。 | 可(ke)(ke)參(can)與反(fan)應，可(ke)(ke)與組合料體系混(hun)溶，可(ke)(ke)降低TDI指(zhi)數節(jie)省(sheng)成本，添(tian)加(jia)量較大，綜合性價(jia)比高。 |
以NT ADD H18為例，具體(ti)實驗說明其性能(neng)效果。
與市場上(shang)的其(qi)他硬(ying)化(hua)添加劑不同，NT ADD H18可顯著提高硬(ying)度(du)(du)，同時不影響泡沫(mo)的孔結(jie)構(gou)(gou)(gou)。當NT ADD H18添加到配方中時，沒有必要改變TDI或錫(xi)的量來維持開孔結(jie)構(gou)(gou)(gou)。使用量為1至5pphp，取(qu)決于所需的硬(ying)度(du)(du)增加。取(qu)決于泡沫(mo)密度(du)(du)，配方和生產(chan)參數，可以在不顯著改變孔結(jie)構(gou)(gou)(gou)的情況下提高35％的硬(ying)度(du)(du)。
表一：實驗箱泡密度(du)為16kg/m3海綿一般(ban)的配方(fang)如(ru)下(xia)：
| Polyol OHN 48（pphp） | 100-X |
| Total water（pphp） | 5.2 |
| NT CAT A-33（pphp） | 0.15 |
| NT CAT T-9（pphp） | 0.25 |
| Tegostab B8160（pphp） | 1.3 |
| Methylene Chloride（pphp） | 7.5 |
| NT ADD H18（pphp） | X |
| TDI Index | 110 |
如圖1所(suo)示(shi)，在參(can)考配方(fang)實驗室條件下，密(mi)度為16kg/m3海綿中添加3pphp和(he)5pphp 的NT ADD H18，其(qi)硬度增加達到25％和(he)35％。
圖1：添加3pphp和5pphp 的NT ADD H18海綿的硬度變化曲線
NT ADD H18不僅可用于增加硬度，還(huan)可用于減(jian)少配(pei)方中(zhong)TDI，聚合多元醇(chun)或錫的含量(liang)，同時保持海綿硬度。因此，如(ru)果需要，它可用于降(jiang)低(di)成本，并促進工藝條(tiao)件（反應溫度）。如(ru)表2所(suo)示(shi)，在(zai)參考配(pei)方實驗室條(tiao)件下，密度為21kg/m3海綿中(zhong)添加3pphp的NT ADD H18，將TDI指數從105降(jiang)低(di)到100，硬度保持幾(ji)乎恒定(ding)，并且可顯(xian)著改善(shan)海綿黃化問題，如(ru)圖(tu)二所(suo)示(shi)。
表二：實驗箱泡密度為21kg/m3海(hai)綿一(yi)般的配方如下：
| Polyol OHN 48（pphp） | 100 | 97 |
| Total water（pphp） | 4.8 | 4.8 |
| NT CAT A-33（pphp） | 0.20 | 0.20 |
| NT CAT T-9（pphp） | 0.22 | 0.22 |
| Tegostab B8232（pphp） | 1.0 | 1.0 |
| TDCPP（pphp） | 10 | 10 |
| NT ADD H18（pphp） | 0 | 3 |
| TDI Index | 110 | 105 |
圖二：實驗所得海綿(mian)的黃(huang)化結果對比(bi)
總結(jie)：綜(zong)合上述(shu)實驗結(jie)果，可(ke)以得(de)出NT ADD H18可(ke)明(ming)顯(xian)改善海(hai)綿(mian)的硬度(du)而對海(hai)綿(mian)自身的其(qi)他物理性(xing)能基本不(bu)影響，且在一定程度(du)上能改善海(hai)綿(mian)的黃(huang)化(hua)問題(ti)。
NT ADD H18不(bu)僅可(ke)(ke)以(yi)用(yong)在(zai)海綿上(shang)(shang)，也可(ke)(ke)在(zai)其(qi)他聚(ju)氨酯復(fu)合高分子材料上(shang)(shang)使用(yong)，這里只是(shi)以(yi)海綿材料上(shang)(shang)的應用(yong)做對比實驗。
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