聚氨酯復合材料增硬劑
新一代海綿增硬(ying)劑
在聚氨酯(zhi)塊海綿(mian)(mian)的(de)(de)生(sheng)產中,調(diao)整(zheng)海綿(mian)(mian)硬(ying)度(du)一(yi)直是一(yi)個比較困難(nan)的(de)(de)問(wen)題。海綿(mian)(mian)硬(ying)度(du)可以通過(guo)不(bu)同的(de)(de)方法調(diao)整(zheng)。通常,降低海綿(mian)(mian)的(de)(de)硬(ying)度(du),即(ji)軟化海綿(mian)(mian),不(bu)會對海綿(mian)(mian)的(de)(de)其他性質產生(sheng)太大的(de)(de)變化,但是不(bu)可能增加(jia)海綿(mian)(mian)的(de)(de)硬(ying)度(du)而不(bu)會對海綿(mian)(mian)的(de)(de)其他性能產生(sheng)不(bu)良影響。
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。
新典(dian)化(hua)學根據行業需(xu)求,對(dui)海(hai)綿(mian)的硬度機理進行了長期研(yan)究。作為(wei)這些(xie)研(yan)究的結果,新開發的海(hai)綿(mian)專用增硬添(tian)加(jia)劑系列(lie)以滿(man)足客戶的需(xu)求。下(xia)表為(wei)新典(dian)化(hua)學該系列(lie)產(chan)品列(lie)表:
NT ADD H12 | NT ADD H15 | NT ADD H18 | |
類型 | 胺類反應性增硬劑 | 聚酯型增硬劑(ji) | 聚醚(mi)型增硬(ying)劑 |
優缺點(dian) | 產品本身有(you)氨味,可(ke)參與反(fan)應,無(wu)VOC排放,可(ke)與組(zu)合料體系混溶(rong),不需要調整(zheng)配方(fang),添(tian)加(jia)量(liang)較(jiao)小。 | 可參(can)與反應,與組合(he)料體系(xi)相溶性較(jiao)差,可降低TDI指(zhi)數節省成本(ben),價(jia)格便宜(yi)。 | 可參(can)與反(fan)應(ying),可與組合料體系(xi)混溶,可降低TDI指數節省成本,添加量較大,綜合性價(jia)比高。 |
以NT ADD H18為例,具體實(shi)驗說明其(qi)性能效果。
與市(shi)場(chang)上(shang)的(de)其他硬(ying)(ying)(ying)化添加(jia)劑不同,NT ADD H18可(ke)顯著提高硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du),同時不影響(xiang)泡沫的(de)孔(kong)(kong)結構(gou)。當NT ADD H18添加(jia)到(dao)配方(fang)中時,沒有(you)必要改變TDI或錫的(de)量(liang)來維持(chi)開孔(kong)(kong)結構(gou)。使用(yong)量(liang)為1至5pphp,取(qu)決于(yu)(yu)所需的(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)增(zeng)加(jia)。取(qu)決于(yu)(yu)泡沫密(mi)度(du)(du)(du),配方(fang)和生產參數,可(ke)以在(zai)不顯著改變孔(kong)(kong)結構(gou)的(de)情況下提高35%的(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)。
表一(yi):實驗箱(xiang)泡密度(du)為16kg/m3海綿一(yi)般的配方如下:
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,在(zai)參考(kao)配方實驗室條件下,密(mi)度為(wei)16kg/m3海綿中添加3pphp和5pphp 的(de)NT ADD H18,其(qi)硬度增(zeng)加達到25%和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(bu)僅可(ke)用(yong)于增加(jia)硬(ying)度,還(huan)可(ke)用(yong)于減少配(pei)方中TDI,聚合多元(yuan)醇(chun)或(huo)錫的(de)含量,同時(shi)保持海(hai)綿硬(ying)度。因此,如(ru)果需要,它(ta)可(ke)用(yong)于降低成本,并促(cu)進工藝條(tiao)件(反應溫(wen)度)。如(ru)表(biao)2所示(shi),在參考配(pei)方實驗室條(tiao)件下,密(mi)度為21kg/m3海(hai)綿中添加(jia)3pphp的(de)NT ADD H18,將TDI指(zhi)數從105降低到100,硬(ying)度保持幾乎恒定,并且可(ke)顯著改善海(hai)綿黃化問(wen)題(ti),如(ru)圖二(er)所示(shi)。
表(biao)二:實驗(yan)箱(xiang)泡密度為21kg/m3海綿一般的配(pei)方如下(xia):
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(hai)綿的黃化結果(guo)對比
總結:綜合上(shang)述(shu)實驗(yan)結果,可以得出NT ADD H18可明顯(xian)改善(shan)海(hai)綿(mian)(mian)的硬度而對海(hai)綿(mian)(mian)自身的其他(ta)物(wu)理性能(neng)(neng)基本不影響,且(qie)在一定(ding)程(cheng)度上(shang)能(neng)(neng)改善(shan)海(hai)綿(mian)(mian)的黃化問題(ti)。
NT ADD H18不僅可以(yi)(yi)用在海(hai)綿上(shang),也可在其他聚氨酯復合高(gao)分(fen)子材(cai)料上(shang)使用,這里只是以(yi)(yi)海(hai)綿材(cai)料上(shang)的應用做對比實驗。
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