Tin tức - “Trạm sạc” ngành FOAM Tổng hợp các công thức tạo bọt dẻo polyurethane

1. Giới thiệu

Các sản phẩm dòng bọt mềm Polyurethane chủ yếu bao gồm khối, bọt liên tục, bọt biển, bọt có độ đàn hồi cao (HR), bọt tự tạo, bọt có khả năng đàn hồi chậm, bọt siêu nhỏ và bọt hấp thụ năng lượng bán cứng.Loại bọt này vẫn chiếm khoảng 50% tổng sản phẩm polyurethane.Với phạm vi rộng lớn và ứng dụng ngày càng mở rộng, nó đã tham gia vào nhiều lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân: thiết bị gia dụng, ô tô, cải thiện nhà cửa, đồ nội thất, tàu hỏa, tàu thủy, hàng không vũ trụ và nhiều lĩnh vực khác.Kể từ khi xốp mềm PU ra đời vào những năm 1950, đặc biệt là sau khi bước vào thế kỷ 21, đã có bước nhảy vọt về công nghệ, chủng loại và sản lượng sản phẩm.Nổi bật là: Bọt mềm PU thân thiện với môi trường, cụ thể là sản phẩm polyurethane xanh;Bọt mềm PU có giá trị VOC thấp;Bọt mềm PU nguyên tử hóa thấp;bọt mềm PU đầy nước;đầy đủ dòng MDI bọt mềm;chống cháy, ít khói, đầy đủ dòng MDI Foam;các loại phụ gia mới như chất xúc tác có trọng lượng phân tử cao phản ứng, chất ổn định, chất chống cháy và chất chống oxy hóa;polyol có hàm lượng rượu đơn chất và độ không bão hòa thấp;bọt mềm PU mật độ cực thấp với các đặc tính vật lý tuyệt vời;tần số cộng hưởng thấp, bọt mềm PU truyền thấp;polycarbonate diol, polyε-caprolactone polyol, polybutadiene diol, polytetrahydrofuran và các polyol đặc biệt khác;công nghệ tạo bọt CO2 lỏng, công nghệ tạo bọt áp suất âm, v.v.Nói tóm lại, sự xuất hiện của các giống mới và công nghệ mới đã thúc đẩy sự phát triển hơn nữa của bọt mềm PU.

2 Nguyên lý tạo bọt

Để tổng hợp được xốp mềm PU lý tưởng đáp ứng được yêu cầu cần tìm hiểu nguyên lý phản ứng hóa học của hệ thống xốp để lựa chọn nguyên liệu chính, phụ và quy trình sản xuất phù hợp.Sự phát triển của ngành công nghiệp polyurethane cho đến ngày nay không còn ở giai đoạn bắt chước nữa mà theo yêu cầu về hiệu suất của sản phẩm cuối cùng, nó có thể đạt được thông qua cấu trúc của nguyên liệu thô và kỹ thuật tổng hợp.Bọt polyurethane tham gia vào các thay đổi hóa học trong quá trình tổng hợp và các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất cấu trúc của bọt rất phức tạp, không chỉ liên quan đến phản ứng hóa học giữa isocyanate, rượu polyether (ester) và nước mà còn liên quan đến hóa học keo của quá trình tạo bọt .Các phản ứng hóa học bao gồm mở rộng chuỗi, tạo bọt và liên kết ngang.Nó còn ảnh hưởng đến cấu trúc, chức năng và trọng lượng phân tử của các chất tham gia phản ứng.Phản ứng chung của quá trình tổng hợp bọt polyurethane có thể được biểu thị bằng công thức sau:

9b0722b7780190d3928a2b8aa99b1224.jpg

Tuy nhiên, tình hình thực tế phức tạp hơn và các phản ứng quan trọng được tóm tắt như sau:

01 Nối dài dây xích

Các isocyanate đa chức năng và rượu polyete (ester), đặc biệt là các hợp chất hai chức năng, việc mở rộng chuỗi được thực hiện như sau:

07b0ec2de026c48dd018efaa5ccde5c1.jpg

Trong hệ thống tạo bọt, lượng isocyanate thường lớn hơn lượng hợp chất chứa hydro hoạt động, nghĩa là chỉ số phản ứng lớn hơn 1, thường là 1,05, do đó, sản phẩm cuối cùng mở rộng chuỗi trong quá trình tạo bọt phải là một nhóm isocyanate.

5ed385eebd04757bda026fcfb4da4961.jpg

Phản ứng kéo dài chuỗi là phản ứng chính của bọt PU và là chìa khóa cho các tính chất vật lý: độ bền cơ học, tốc độ tăng trưởng, độ đàn hồi, v.v.

02 Phản ứng tạo bọt

Tạo bọt rất quan trọng trong việc tạo bọt mềm, đặc biệt khi tổng hợp các sản phẩm có mật độ thấp.Có hai tác dụng tạo bọt chung: sử dụng nhiệt phản ứng để làm bay hơi các hợp chất hydrocarbon có nhiệt độ sôi thấp, như HCFC-141b, HFC-134a, HFC-365mfc, cyclopentane, v.v., để đạt được mục đích tạo bọt, và hai là sử dụng nước và isocyanate.Phản ứng hóa học tạo ra lượng lớn khí CO2 tạo bọt:

04d3b707849aaf9b1ee6f1b8d19c1ce7.jpg

Khi không có chất xúc tác, tốc độ phản ứng của nước với isocyanate sẽ chậm.Tốc độ phản ứng của amin và isocyanate khá nhanh.Vì lý do này, khi nước được sử dụng làm chất tạo bọt sẽ mang theo một lượng lớn các phân đoạn cứng và hợp chất urê có độ phân cực cao, ảnh hưởng đến cảm giác, khả năng đàn hồi và khả năng chịu nhiệt của sản phẩm xốp.Để tạo ra bọt có tính chất vật lý tuyệt vời và mật độ thấp, cần phải tăng trọng lượng phân tử của rượu polyether (ester) và độ mềm của chuỗi chính.

03 Gel hành động

Phản ứng gel còn được gọi là phản ứng liên kết ngang và phản ứng đóng rắn.Trong quá trình tạo bọt, quá trình tạo gel rất quan trọng.Quá trình tạo gel quá sớm hoặc quá muộn sẽ khiến chất lượng sản phẩm xốp giảm sút hoặc trở thành phế phẩm.Trạng thái lý tưởng nhất là độ giãn mạch, phản ứng tạo bọt và phản ứng gel đạt trạng thái cân bằng, nếu không mật độ bọt sẽ quá cao hoặc bọt sẽ xẹp xuống.

Có ba hành động tạo gel trong quá trình tạo bọt:

1) Gel hợp chất đa chức năng

Nói chung, các hợp chất có nhiều hơn ba chức năng có thể phản ứng để tạo thành các hợp chất có cấu trúc cơ thể.Chúng tôi sử dụng polyol polyether với hơn ba chức năng để sản xuất bọt dẻo polyurethane.Gần đây, polyisocyanate có fn ≥ 2,5 cũng được sử dụng trong quá trình phát triển tất cả các hệ thống MDI để cải thiện khả năng chịu tải của bọt mật độ thấp.Đây là cơ sở cho sự hình thành các cấu trúc liên kết ngang ba pha:

42a37c3572152ae1f6c386b7bd177bf8.jpg

Điều đáng chú ý là trọng lượng phân tử giữa các điểm liên kết ngang phản ánh trực tiếp mật độ liên kết ngang của bọt.Nghĩa là, mật độ liên kết ngang lớn, độ cứng của sản phẩm cao, độ bền cơ học tốt, nhưng độ mềm của bọt kém, độ đàn hồi và độ giãn dài thấp.Trọng lượng phân tử (Mc) giữa các điểm liên kết ngang của bọt mềm là 2000-2500 và bọt bán cứng là từ 700-2500.

2) Sự hình thành urê

Khi nước được sử dụng làm chất tạo bọt, các hợp chất liên kết urê tương ứng sẽ được tạo ra.Càng nhiều nước thì càng có nhiều liên kết urê.Chúng sẽ phản ứng tiếp với isocyanate dư ở nhiệt độ cao để tạo thành các hợp chất liên kết biuret có cấu trúc ba pha:

896b42df0d91543a61d1e68f91c1d829.jpg

3) Sự hình thành allophanate Một loại phản ứng liên kết ngang khác là hydro trên chuỗi chính của urethane tiếp tục phản ứng với isocyanate dư ở nhiệt độ cao để tạo thành liên kết allophanate với cấu trúc ba pha:

4a6fdae7620ef5333bd14c6973a26a37.jpg

Sự hình thành các hợp chất biuret và hợp chất allophanate không lý tưởng cho các hệ thống tạo bọt vì hai hợp chất này có độ ổn định nhiệt kém và phân hủy ở nhiệt độ cao.Vì vậy, việc người dân kiểm soát nhiệt độ và chỉ số isocyanate trong sản xuất là rất quan trọng.

3 Tính toán hóa học

Vật liệu tổng hợp polyurethane là vật liệu tổng hợp polymer có thể tổng hợp các sản phẩm polymer từ nguyên liệu thô trong một bước, nghĩa là các tính chất vật lý của sản phẩm có thể được điều chỉnh trực tiếp một cách nhân tạo bằng cách thay đổi thông số kỹ thuật và tỷ lệ thành phần của nguyên liệu thô.Vì vậy, việc áp dụng đúng nguyên lý tổng hợp polyme và thiết lập công thức tính đơn giản là rất quan trọng để nâng cao chất lượng sản phẩm polyurethane.

01 Giá trị tương đương

Cái gọi là giá trị tương đương (E) dùng để chỉ trọng lượng phân tử (Mn) tương ứng với chức năng đơn vị (f) trong một phân tử hợp chất;

2a931ca68a4ace0f036e02a38adee698.jpg

Ví dụ: khối lượng phân tử trung bình của polyether triol là 3000 thì giá trị tương đương của nó:

e3295f1d515f5af4631209f7b49e1328.jpg

Tác nhân liên kết ngang MOCA thường được sử dụng, cụ thể là 4,4′-methylene bis(2 chloroamine), có khối lượng phân tử tương đối là 267. Mặc dù có 4 hydrogens hoạt động trong phân tử, nhưng chỉ có 2 hydrogens tham gia phản ứng isocyanate.nguyên tử, vậy chức năng của nó là f=2

0618093a7188b53e5015fb4233cccdc9.jpg

Trong thông số kỹ thuật sản phẩm polyether hoặc polyester polyol, mỗi công ty chỉ cung cấp dữ liệu giá trị hydroxyl (OH), do đó, việc tính trực tiếp giá trị tương đương với giá trị hydroxyl sẽ thực tế hơn:

8a7763766e4db49fece768a325b29a61.jpg

Điều đáng nhắc là việc đo lường thực tế chức năng của sản phẩm rất tốn thời gian và có nhiều phản ứng phụ.Thông thường, chức năng thực tế của triol polyether (ester) không bằng 3 mà nằm trong khoảng từ 2,7 đến 2,8.Vì vậy, nên sử dụng công thức (2 ), tức là giá trị hydroxyl cũng được tính toán!

02 Nhu cầu isocyanate

Tất cả các hợp chất hydro hoạt động có thể phản ứng với isocyanate.Theo nguyên lý phản ứng tương đương, thông lệ trong tổng hợp PU là tính toán chính xác lượng isocyanate tiêu thụ bởi từng thành phần trong công thức:

a63972fdc4f16025842815cb1d008cfe.jpg

Trong công thức: Ws—lượng isocyanate

Liều lượng Wp-polyether hoặc polyester

Ep—polyether hoặc polyester tương đương

Es—Isocyanate tương đương

Tỷ lệ mol của I2—NCO/-OH, tức là chỉ số phản ứng

ρS—độ tinh khiết của isocyanate

Như chúng ta đã biết, khi tổng hợp một prepolyme hoặc bán prepolyme có giá trị NCO nhất định, lượng isocyanate cần thiết có liên quan đến lượng polyether thực tế và hàm lượng NCO mà prepolyme cuối cùng yêu cầu.Sau khi tổng hợp:

83456fb6214840b23296d5ff084c4ab8.jpg

Trong công thức: D——phần khối lượng của nhóm NCO trong prepolyme

42—— Giá trị tương đương của NCO

Trong các hệ thống tạo bọt hoàn toàn MDI ngày nay, MDI biến đổi polyether có trọng lượng phân tử cao thường được sử dụng để tổng hợp các chất bán tiền polyme và NCO% của nó nằm trong khoảng từ 25 đến 29%, vì vậy công thức (4) rất hữu ích.

Công thức tính khối lượng phân tử giữa các điểm liên kết ngang liên quan đến mật độ liên kết ngang cũng được đề xuất, rất hữu ích trong việc xây dựng công thức.Cho dù đó là chất đàn hồi hay bọt có độ đàn hồi cao, độ đàn hồi của nó liên quan trực tiếp đến lượng chất liên kết ngang:

b9fd1ca1ee9bebc558731d065ac3254b.jpg

Trong công thức: Mnc——số lượng phân tử trung bình giữa các điểm liên kết ngang

Ví dụ——Giá trị tương đương của tác nhân liên kết ngang

Wg——Lượng chất liên kết ngang

WV – lượng prepolyme

D——NCO nội dung

4 nguyên liệu thô

Nguyên liệu polyurethane được chia thành ba loại: hợp chất polyol, hợp chất polyisocyanate và phụ gia.Trong số đó, polyol và polyisocyanate là nguyên liệu chính của polyurethane và các chất phụ trợ là các hợp chất bổ sung các tính chất đặc biệt của sản phẩm polyurethane.

Tất cả các hợp chất có nhóm hydroxyl trong cấu trúc của hợp chất hữu cơ đều thuộc hợp chất polyol hữu cơ.Trong số đó, hai loại bọt polyurethane được sử dụng phổ biến nhất là polyether polyol và polyol polyester.

hợp chất polyol

Polyete polyol

Nó là một hợp chất oligomeric có trọng lượng phân tử trung bình 1000 ~ 7000, dựa trên nguyên liệu thô của ngành hóa dầu: propylene oxit và ethylene oxit, và hai và ba hợp chất chứa hydro chức năng được sử dụng làm chất khởi đầu, và được xúc tác và polyme hóa bằng KOH..

Nói chung, trọng lượng phân tử của polyol polyether xốp mềm thông thường nằm trong khoảng 1500 ~ 3000 và giá trị hydroxyl nằm trong khoảng 56 ~ 110mgKOH/g.Trọng lượng phân tử của polyether polyol có khả năng đàn hồi cao là từ 4500 đến 8000 và giá trị hydroxyl là từ 21 đến 36 mgKOH/g.

Điều đáng nói là một số loại polyol polyether lớn mới được phát triển trong những năm gần đây rất có lợi trong việc cải thiện tính chất vật lý của bọt dẻo polyurethane và giảm mật độ.

l Polyol polyether ghép polymer (POP), có thể cải thiện khả năng chịu tải của bọt mềm PU, giảm mật độ, tăng độ mở và ngăn ngừa co ngót.Liều lượng cũng tăng lên từng ngày.

l Polyurea polyether polyol (PHD): Chức năng của polyether tương tự như polymer polyether polyol, có thể cải thiện độ cứng, khả năng chịu lực và thúc đẩy việc mở các sản phẩm xốp.Khả năng chống cháy được tăng lên và dòng bọt MDI có khả năng tự dập tắt và được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu.l Polyol polyete polyme cấp đốt: Đây là polyol polyete ghép polyme thơm có chứa nitơ, không chỉ có thể cải thiện khả năng chịu tải, tế bào mở, độ cứng và các đặc tính khác của sản phẩm xốp mà còn tổng hợp đệm ghế PU từ nó.Nó có khả năng chống cháy cao: chỉ số oxy cao tới 28% trở lên, lượng khói phát ra thấp 60% và tốc độ lan truyền ngọn lửa thấp.Nó là một vật liệu tuyệt vời cho ô tô, xe lửa và đồ nội thất để làm đệm ngồi.

l Polyol polyether không bão hòa thấp: Vì nó sử dụng phức kim loại xyanua kép (DMC) làm chất xúc tác, nên hàm lượng liên kết đôi không bão hòa trong polyether tổng hợp nhỏ hơn 0,010mol / mg, nghĩa là nó chứa monool. Hợp chất thấp, nghĩa là, độ tinh khiết cao, dẫn đến khả năng đàn hồi và đặc tính nén tốt hơn của bọt HR được tổng hợp dựa trên nó, cũng như độ bền xé và hệ số lõm tốt.Tần số cộng hưởng thấp được phát triển gần đây, bọt đệm ghế ô tô tốc độ truyền thấp 6Hz rất tốt.

l Hydro hóa polybutadiene glycol, polyol này gần đây đã được sử dụng trong các sản phẩm xốp PU ở nước ngoài để cải thiện đáng kể các tính chất vật lý của bọt, đặc biệt là khả năng chịu thời tiết, độ ẩm và bộ nén chịu nhiệt và các vấn đề khác trong nhiều năm, do đó đệm ghế ô tô v.v. được sử dụng ở các vùng nhiệt đới của Châu Phi.

l Polyol polyether có hàm lượng oxit ethylene cao, nói chung là polyol polyether có hoạt tính cao, để cải thiện khả năng phản ứng của polyether, thêm 15 ~ 20% EO vào cuối trong quá trình tổng hợp.Các polyete trên có hàm lượng EO lên tới 80%, hàm lượng PO ngược lại thấp hơn 40%.Đó là chìa khóa cho sự phát triển của tất cả các loại bọt mềm PU dòng MDI, mà những người trong ngành cần chú ý.

l Polyol polyether có hoạt tính xúc tác: chủ yếu đưa các nhóm amin bậc ba có đặc tính xúc tác hoặc ion kim loại vào cấu trúc polyether.Mục đích là giảm lượng chất xúc tác trong hệ thống tạo bọt, giảm giá trị VOC và độ nguyên tử hóa thấp của sản phẩm tạo bọt.

l Polyol polyether kết thúc bằng amin: Polyether này có hoạt tính xúc tác lớn nhất, thời gian phản ứng ngắn, tháo khuôn nhanh và cải thiện đáng kể độ bền của sản phẩm (đặc biệt là độ bền sớm), giải phóng khuôn, chịu nhiệt độ và kháng dung môi., nhiệt độ xây dựng giảm, phạm vi được mở rộng và đây là một giống mới đầy hứa hẹn.

polyol polyester

Các polyol polyester ban đầu đều đề cập đến các polyol polyester gốc axit adipic, và thị trường lớn nhất là bọt siêu nhỏ, được sử dụng trong đế giày.Trong những năm gần đây, các giống mới lần lượt xuất hiện, mở rộng ứng dụng của polyol polyester trong PUF.

l Polyol polyester dựa trên axit adipic biến đổi axit dicarboxylic thơm: chủ yếu tổng hợp polyester polyol bằng cách thay thế một phần axit adipic bằng axit phthalic hoặc axit terephthalic, có thể cải thiện độ bền ban đầu của sản phẩm và cải thiện khả năng chống ẩm và độ cứng, đồng thời giảm chi phí.

l Polycarbonate polyol: Loại sản phẩm này có thể cải thiện đáng kể khả năng chống thủy phân, khả năng chống chịu thời tiết, khả năng chịu nhiệt độ và độ cứng của sản phẩm xốp và là một loại sản phẩm có triển vọng.

l Poly ε-caprolactone polyol: Bọt PU tổng hợp từ nó có khả năng chịu nhiệt độ, chống thủy phân và chống mài mòn tuyệt vời, và một số sản phẩm hiệu suất cao phải được làm từ nó.

l Polyol polyester thơm: Nó được phát triển bằng cách sử dụng toàn diện các sản phẩm polyester thải trong giai đoạn đầu và chủ yếu được sử dụng trong bọt cứng PU.Bây giờ nó được mở rộng sang bọt mềm PU, cũng đáng được chú ý.

Khác Bất kỳ hợp chất nào có hydro hoạt tính đều có thể được áp dụng cho PUF.Theo sự thay đổi của thị trường và yêu cầu bảo vệ môi trường, việc tận dụng tối đa các sản phẩm nông thôn và tổng hợp bọt mềm PU có khả năng phân hủy sinh học là bắt buộc.

l Polyol gốc dầu thầu dầu: Các sản phẩm này đã được sử dụng trong PUF trước đó và hầu hết chúng được làm từ dầu thầu dầu nguyên chất chưa biến tính để tạo bọt bán cứng.Tôi đề nghị sử dụng công nghệ chuyển hóa este và nhiều loại rượu có trọng lượng phân tử cao khác nhau được đưa vào dầu thầu dầu để tổng hợp các thông số kỹ thuật khác nhau.

Các dẫn xuất có thể được chế tạo thành nhiều loại PUF mềm và cứng khác nhau.

l Dòng polyol dầu thực vật: Gần đây bị ảnh hưởng bởi giá dầu, các sản phẩm này đã phát triển nhanh chóng.Hiện nay, hầu hết các sản phẩm đã được công nghiệp hóa là các sản phẩm dòng dầu đậu nành và dầu cọ, dầu hạt bông hoặc dầu động vật cũng có thể được sử dụng để phát triển các dòng sản phẩm có thể tận dụng toàn diện, giảm chi phí, có khả năng phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường. .

polyisocyanat

Hai loại isocyanate, TDI và MDI, thường được sử dụng trong sản xuất bọt polyurethane linh hoạt, và các giống lai TDI/MDI có nguồn gốc cũng được sử dụng rộng rãi trong dòng HR.Do yêu cầu bảo vệ môi trường, ngành công nghiệp ô tô có yêu cầu rất thấp về giá trị VOC của sản phẩm xốp.Do đó, các sản phẩm MDI nguyên chất, MDI thô và MDI biến tính đã được sử dụng rộng rãi trong xốp mềm PU làm sản phẩm mềm PU chính.

hợp chất polyol

MDI hóa lỏng

4,4′-MDI nguyên chất ở dạng rắn ở nhiệt độ phòng.Cái gọi là MDI hóa lỏng dùng để chỉ MDI đã được biến đổi theo nhiều cách khác nhau và ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng.Chức năng của MDI hóa lỏng có thể được sử dụng để hiểu MDI được sửa đổi theo nhóm nào.

l MDI biến đổi urethane với chức năng 2.0;

l MDI được sửa đổi bằng Carbodiimide với chức năng 2.0;

l MDI được sửa đổi bằng diazetacyclobutanone imine, chức năng là 2.2;

l MDI được biến đổi bằng urethane và diazetidinimine với chức năng 2.1.

Phần lớn các sản phẩm này được sử dụng trong các sản phẩm đúc như HR, RIM, bọt tự bong và bọt siêu nhỏ như đế giày.

MDI-50

Nó là sự pha trộn của 4,4′-MDI và 2,4′-MDI.Vì điểm nóng chảy của 2,4′-MDI thấp hơn nhiệt độ phòng, khoảng 15°C nên MDI-50 là chất lỏng được bảo quản ở nhiệt độ phòng và rất dễ sử dụng.Hãy chú ý đến hiệu ứng cản trở không gian của 2,4′-MDI, ít phản ứng hơn so với thể 4,4′ và có thể được điều chỉnh bằng chất xúc tác.

MDI thô hoặc PAPI

Chức năng của nó nằm trong khoảng từ 2,5 đến 2,8 và thường được sử dụng trong các loại bọt cứng.Trong những năm gần đây, do yếu tố giá cả nên nó cũng được sử dụng trên thị trường mút mềm, nhưng cần lưu ý do tính năng cao nên cần giảm lượng liên kết ngang trong thiết kế công thức.Chất kết hợp, hoặc tăng chất làm dẻo bên trong.

Phụ trợ

chất xúc tác

Chất xúc tác có tác dụng lớn đối với bọt polyurethane và nhờ nó, có thể đạt được quá trình sản xuất nhanh chóng ở nhiệt độ phòng.Có hai loại chất xúc tác chính: amin bậc ba và chất xúc tác kim loại, chẳng hạn như triethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine, methylimidazole, A-1, v.v., tất cả đều thuộc về chất xúc tác bậc ba, trong khi thiếc octoate, diethylene diamine, v.v. Dibutyltin laurate, kali axetat , kali octoate, bismuth hữu cơ, v.v. là những chất xúc tác kim loại.Hiện nay, nhiều loại chất xúc tác loại trễ, loại trime hóa, loại phức tạp và loại có giá trị VOC thấp đã được phát triển, cũng dựa trên các loại chất xúc tác trên.

Ví dụ: chuỗi sản phẩm khí đốt của công ty Dabco, nguyên liệu thô cơ bản là triethylenediamine:

l Dabco33LV chứa 33% triethylenediamine/67% dipropylene glycol

l Dabco R8020 Triethylenediamine chứa 20%/DMEA80%

l Dabco S25 triethylenediamine chứa 25%/butanediol 75%

l Chất xúc tác trì hoãn axit Dabco8154 triethylenediamine/axit

l Dabco EG Triethylenediamine chứa 33%/ Ethylene Glycol 67%

l Tinh chỉnh dòng Dabco TMR

l Bong bóng hỗn hợp Dabco 8264, Chất xúc tác cân bằng

l Chất xúc tác ít mùi Dabco XDM

Trong điều kiện có nhiều chất xúc tác, trước tiên chúng ta phải hiểu đặc tính của các chất xúc tác khác nhau và nguyên lý làm việc của chúng để đạt được sự cân bằng của hệ thống polyurethane, nghĩa là sự cân bằng giữa tốc độ tạo bọt và tốc độ tạo gel;sự cân bằng giữa tốc độ tạo gel và tốc độ tạo bọt, tốc độ tạo bọt và cân bằng tính lưu động của vật liệu, v.v.

Chất xúc tác kim loại đều là chất xúc tác dạng gel.Chất xúc tác loại thiếc thông thường có tác dụng tạo gel mạnh nhưng nhược điểm là không có khả năng chống thủy phân và có khả năng chống lão hóa nhiệt kém.Sự xuất hiện gần đây của chất xúc tác bismuth hữu cơ sẽ thu hút sự chú ý.Nó không chỉ có chức năng xúc tác thiếc mà còn có khả năng chống thủy phân tốt và chống lão hóa nhiệt, rất thích hợp cho vật liệu hỗn hợp.

chất ổn định bọt

Nó đóng vai trò nhũ hóa vật liệu bọt, ổn định bọt và điều chỉnh tế bào, đồng thời tăng khả năng hòa tan lẫn nhau của từng thành phần, giúp hình thành bong bóng, kiểm soát kích thước và tính đồng nhất của tế bào, đồng thời thúc đẩy sự cân bằng của độ căng của bọt.Các bức tường có tính đàn hồi để giữ các tế bào và ngăn ngừa sự sụp đổ.Tuy lượng chất ổn định bọt tuy nhỏ nhưng lại có tác động không nhỏ đến cấu trúc tế bào, tính chất vật lý và quy trình sản xuất mút xốp dẻo PU.

Hiện nay, các oligome khối silicon/polyoxyalkylene ether chống thủy phân được sử dụng ở Trung Quốc.Do ứng dụng các hệ thống tạo bọt khác nhau nên tỷ lệ phân đoạn kỵ nước/phân đoạn ưa nước là khác nhau và sự thay đổi liên kết chuỗi ở cuối cấu trúc khối cũng khác nhau., để sản xuất chất ổn định silicon cho các sản phẩm xốp khác nhau.Vì vậy, khi lựa chọn chất ổn định bọt bạn phải hiểu rõ công dụng, chức năng của nó, đừng quên, không sử dụng bừa bãi, gây hậu quả xấu.Ví dụ, không thể bôi dầu silicon xốp mềm cho bọt có độ đàn hồi cao, nếu không sẽ gây ra hiện tượng co ngót của bọt, và không thể bôi dầu silicon có độ đàn hồi cao để chặn bọt mềm, nếu không sẽ gây ra hiện tượng xẹp bọt.

Do nhu cầu bảo vệ môi trường, ngành công nghiệp ô tô và nội thất yêu cầu các sản phẩm có độ nguyên tử hóa thấp và giá trị VOC thấp.Nhiều công ty khác nhau đã liên tục phát triển các chất ổn định bọt có độ nguyên tử hóa thấp và giá trị VOC thấp, chẳng hạn như Dabco DC6070 do Gas Products Company tung ra, đây là loại dầu silicon nguyên tử hóa thấp cho hệ thống TDI.;Dabco DC2525 là loại dầu silicon có độ tạo sương thấp dành cho hệ thống MDI.

chất tạo bọt

Chất tạo bọt cho mút mềm PU chủ yếu là nước, được bổ sung thêm các chất tạo bọt vật lý khác.Trong quá trình sản xuất bọt khối, xét đến lượng nước lớn trong các sản phẩm có mật độ thấp, thường vượt quá 4,5 phần trên 100 phần sẽ khiến nhiệt độ bên trong của bọt tăng lên, vượt quá 170 ~ 180 ° C, dẫn đến hiện tượng tự bốc cháy của bọt. phải sử dụng bọt và chất tạo bọt hydrocarbon có nhiệt độ sôi thấp.Một loại giúp giảm mật độ, còn loại kia loại bỏ một lượng lớn nhiệt phản ứng.Trong những ngày đầu, sự kết hợp giữa nước/F11 được sử dụng.Do vấn đề bảo vệ môi trường nên F11 đã bị cấm.Hiện nay, hầu hết các sản phẩm dòng nước/dichloromethane chuyển tiếp và dòng nước/HCFC-141b đều được sử dụng.Bởi vì các sản phẩm dòng dichloromethane cũng gây ô nhiễm bầu không khí nên có tính chất chuyển tiếp, trong khi các sản phẩm dòng HFC: HFC-245fa, -356mfc, v.v. hoặc các sản phẩm dòng cyclopentane đều thân thiện với môi trường, nhưng loại trước đắt tiền và loại sau dễ cháy, vì vậy Để đáp ứng nhu cầu giảm nhiệt độ, người ta đã đưa ra các quy trình mới, công nghệ tạo bọt áp suất âm, công nghệ làm mát cưỡng bức và công nghệ CO2 lỏng để giải quyết vấn đề, mục đích là giảm lượng nước hoặc giảm nhiệt độ bên trong. của bọt.

Tôi khuyên dùng công nghệ CO2 lỏng để sản xuất bong bóng khối, phù hợp hơn với các doanh nghiệp vừa và nhỏ.Trong công nghệ LCO2, 4 phần LCO2 tương đương với 13 phần MC.Mối quan hệ giữa lượng nước tiêu thụ và CO2 lỏng được sử dụng để tạo ra bọt có mật độ khác nhau Mật độ bọt, kg/m3 nước, phần theo khối lượng LCO2, phần theo khối lượng tương đương MC, phần theo khối lượng

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

chống cháy

Chất chống cháy và phòng chống cháy nổ luôn được mọi người quan tâm.“Các yêu cầu và tiêu chuẩn về hiệu suất đốt cháy của các sản phẩm và linh kiện chống cháy ở những nơi công cộng” GB20286-2006 mới được công bố của đất nước tôi có những yêu cầu mới về khả năng chống cháy.Đối với nhựa xốp chống cháy loại 1 yêu cầu: a), tốc độ tỏa nhiệt cực đại ≤ 250KW/m2;b), thời gian đốt trung bình 30s, chiều cao đốt trung bình 250mm;c), cấp mật độ khói (SDR) 75;d), cấp độ độc tính của khói Không nhỏ hơn mức 2A2.

Điều đó có nghĩa là: cần xem xét ba yếu tố: chất chống cháy, ít khói và độc tính khói thấp.Để đưa ra yêu cầu cao hơn cho việc lựa chọn chất chống cháy, theo các tiêu chuẩn trên, tôi tin rằng tốt nhất nên chọn những giống có thể tạo thành lớp cacbon dày và thải ra khói không độc hoặc ít độc.Hiện nay, việc sử dụng chất chống cháy có trọng lượng phân tử cao dựa trên photphat ester hoặc hydrocacbon thơm không chứa halogen với các loại dị vòng chịu nhiệt độ cao sẽ phù hợp hơn, v.v. Trong những năm gần đây, nước ngoài đã phát triển bọt linh hoạt PU chống cháy than chì mở rộng, hoặc chất chống cháy dị vòng nitơ Thuốc là chính xác.

khác

Các chất phụ gia khác chủ yếu bao gồm: chất mở lỗ chân lông, chất liên kết ngang, chất chống oxy hóa, chất chống sương mù, v.v. Khi lựa chọn, cần xem xét ảnh hưởng của chất phụ gia đến hiệu suất của sản phẩm PU, cũng như độc tính, sự di chuyển, khả năng tương thích, v.v. . câu hỏi.

5 sản phẩm

Để hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa công thức và tính năng của mút mềm PU, một số ví dụ tiêu biểu được giới thiệu để tham khảo:

1. Công thức và tính chất đặc trưng của mút mềm PU block polyether

Polyether triol 100pbw TDI80/20 46,0pbw Chất xúc tác organotin 0,4pbw Chất xúc tác amin bậc ba 0,2pbw Chất ổn định bọt silicon 1,0pbw Nước 3,6pbw Chất đồng tạo bọt 0~12pbw Đặc tính: Mật độ bọt, kg/m3 22,4 Độ bền kéo, kpa 96,3 Độ giãn dài, % 220 Độ bền xé, N/m 385 Bộ nén, 50% 6 90% 6 Tải trọng xâm thực, kg (38cm×35,6cm×10cm) Biến dạng 25% 13,6 65% 25,6 Bóng rơi bật lại, % 38 Trong những năm gần đây, để đáp ứng yêu cầu nhu cầu của thị trường, một số doanh nghiệp thường sản xuất mút xốp có tỷ trọng thấp (10kg/m3).Khi sản xuất bọt dẻo mật độ cực thấp, không chỉ đơn giản là tăng chất tạo bọt và chất tạo bọt phụ trợ.Những gì có thể làm được cũng phải phù hợp với chất hoạt động bề mặt silicon có độ ổn định tương đối cao và chất xúc tác.

Sản xuất công thức tham chiếu bọt linh hoạt mật độ cực thấp mật độ thấp: tên mật độ trung bình mật độ thấp mật độ cực thấp

Hộp liên tục hộp liên tục hộp polyether polyol 100100100100100 Nước 3.03.04.55.56.6 Chất xúc tác A-33 0.20.20.20.250.18 Chất hoạt động bề mặt silicon B-81101.01.21.11.93.8 Stannous octoate 0.250.280.350.360.40 Chất 7.57. 512.515.034.0 TDI80/2041.444.056.073 0,0103,0 Mật độ, kg/m3 23.023.016.514.08.0

Công thức tạo bọt hình trụ: EO/PO loại polyether polyol (OH:56) 100pbw Nước 6,43pbw Chất tạo bọt MC 52,5pbw Chất hoạt động bề mặt silicon L-628 6,50pbw Chất xúc tác A230 0,44pbw Stannous octoate D19 0,85pbw TDI80/20 chỉ số 0,99 Liều dùng 139pbw Mật độ bọt, kg/m3 7,5

2. Chất đồng tạo bọt CO2 lỏng để tạo bọt mật độ thấp

Polyether triol (Mn3000) 100 100 Nước 4,9 5,2 CO2 lỏng 2,5 3,3 Chất hoạt động bề mặt silicon L631 1,5 1,75 B8404 Chất xúc tác amin A133 0,28 0,30 Octoate thiếc 0,14 0,17 Chất chống cháy DE60F 0 114 TDI 80/20 Mật độ bọt, kg/m3 16 16

Công thức điển hình như sau: Polyether triol (Mn3000) 100pbw Nước 4,0pbw LCO2 4,0~5,5pbw Chất xúc tác A33 0,25pbw Chất hoạt động bề mặt silicon SC155 1,35pbw Stannous octoate D19 0,20pbw TDI80/20 chỉ số 110 Mật độ bọt, kg/ m3 14,0~16,5

3. Bọt mềm polyurethane mật độ thấp đầy đủ MDI

Mút đúc PU mềm được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất đệm ghế ô tô.Giảm mật độ mà không ảnh hưởng đến tính chất vật lý là mục tiêu của sự phát triển.

Công thức: Polyether hoạt tính cao (OH: 26~30mgKOH/g) 80pbw Polymer polyol (OH: 23~27mgKOH/g) 20pbw Chất liên kết ngang 0~3pbw Nước 4.0pbw Chất xúc tác amin A-33 2.8pbw Hoạt tính bề mặt của dầu silicon Chất B8716 1.0 pbw Chỉ số MDI 90pbw Hiệu suất: Mật độ trung tâm bọt 34,5kg/m3 Độ cứng ILD25% 15,0kg/314cm2 Độ bền xé 0,8kg/cm Độ bền kéo 1,34kg/cm2 Độ giãn dài 120% Tốc độ bật lại 62% Bộ nén vĩnh viễn (Khô) 5,0% (Ướt) 13,5%

4. Mật độ thấp, đệm ghế xe hoàn toàn thân thiện với môi trường MDI

Tương đồng của MDI nguyên chất: M50—tức là sản phẩm của 4,4′MDI 50% 2,4′MDI 50%, có thể tạo bọt ở nhiệt độ phòng, cải thiện tính lưu động, giảm mật độ sản phẩm và giảm trọng lượng xe, tức là rất hứa hẹn.Sản phẩm:

Công thức: Polyol polyether hoạt tính cao (OH: 28mgKOH/g) 95pbw 310 Phụ trợ* 5pbw Dabco 33LV 0,3pbw Dabco 8154 0,7pbw Chất hoạt động bề mặt silicon B4113 0,6pbw A-1 0,1pbw Nước 3,5pbw Chỉ số Cyanate M50 50pbw 8

Tính chất vật lý: Thời gian kéo 62 Thời gian nổi (giây) 98 Mật độ bọt tự do, kg/m3 32,7 Độ lệch tải nén, kpa: 40% 1,5 Độ giãn dài, % 180 Độ bền xé, N/m 220

Lưu ý: *310 Phụ trợ: Tôi bán nó, nó là một bộ mở rộng chuỗi đặc biệt.

5. Khả năng đàn hồi cao, xốp PU thoải mái khi đi xe

Gần đây, thị trường yêu cầu tính chất vật lý của đệm ghế xốp không thay đổi nhưng người sử dụng sẽ không bị mệt mỏi và say tàu xe nếu sử dụng đệm ghế chất lượng cao sau thời gian dài lái xe.Sau khi nghiên cứu, các cơ quan nội tạng của cơ thể con người, đặc biệt là dạ dày, có tần số khoảng 6Hz.Nếu xảy ra hiện tượng cộng hưởng sẽ gây buồn nôn, nôn.

Nói chung, độ truyền rung của bọt có độ đàn hồi cao ở 6Hz là 1,1 ~ 1,3, nghĩa là khi xe chạy, nó không yếu đi mà tăng lên, và một số sản phẩm công thức có thể giảm độ rung xuống 0,8 ~ 0,9.Hiện nay, công thức sản phẩm được khuyến nghị và khả năng truyền rung 6Hz của nó ở mức 0,5 ~ 0,55.

Công thức: Polyether polyol hoạt tính cao (Mn6000) 100pbw Chất hoạt động bề mặt silicon SRX-274C 1,0pbw Chất xúc tác amin bậc ba, Minico L-1020 0,4pbw Chất xúc tác amin bậc ba, Minico TMDA 0,15pbw Nước 3,6pbw Chất chuẩn bị isocyanate (NCO%= 29,7%) CHỈ SỐ 100

Tính chất vật lý: Mật độ tổng thể, kg/m3 48,0 25%ILD, kg/314cm2 19,9 Độ bật lại, % 74 Độ nén 50%

Độ bền co ngót, (Khô) 1,9 (Ướt) 2,5 6Hz Độ truyền rung 0,55

6. Bọt hồi phục chậm hoặc đàn hồi

Cái gọi là bọt PU đàn hồi chậm dùng để chỉ bọt không được khôi phục lại hình dạng ban đầu ngay sau khi bọt bị biến dạng bởi ngoại lực, nhưng được phục hồi từ từ mà không bị biến dạng bề mặt còn sót lại.Nó có khả năng đệm, cách âm, bịt kín và các đặc tính khác tuyệt vời.Nó có thể được sử dụng trong việc kiểm soát tiếng ồn của động cơ ô tô, tấm lót thảm, đồ chơi trẻ em và gối y tế.

Công thức ví dụ: Polyether hoạt tính cao (OH34) 40~60pbw Polymer polyether (OH28) 60~40 pbw Chất kết dính chéo ZY-108* 80~100 pbw L-580 1,5 pbw Chất xúc tác 1,8~2,5 pbw Nước 1,6~2,2 pbw Chỉ số Isocyanate* * 1,05 pbw Lưu ý: *ZY-108, hợp chất đa chức năng của polyether trọng lượng phân tử thấp** PM-200, hỗn hợp của MDI-100 hóa lỏng, cả hai đều là sản phẩm của Wanhua Đặc tính: Mật độ bọt, kg/ m3 150~165 Độ cứng, Shore A 18~15 Độ bền xé, kN/m 0,87~0,76 Độ giãn dài, % 90~130 Tốc độ bật lại, % 9~7 Thời gian phục hồi, giây 7~10

7. Bọt vi tế bào tự tạo loại polyether có khả năng chống mỏi gấp triệu lần

Mút có thể dùng làm đế PU và vô lăng

Mã: DaltocelF-435 31,64 pbw Arcol34-28 10,0 pbw DaltocelF-481 44,72 pbw Arcol2580 3,0 pbw 乙二醇6,0 pbw Dabco EG 1,8 pbw A-1 0,3 pbw Dabco1027 0,3 pbw máy phát điện DC-193 0.3 pbw L1 412T 1.5 pbw Nước 0,44 pbw MDI đã sửa đổi Suprasec2433 71 pbw

Tính chất vật lý: Mật độ bọt: độ lệch vành đai khoảng 0,5g∕cm3, KCS 35～50, rất tốt

8. Chất chống cháy, ít khói, bọt có độ đàn hồi cao

Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế quốc dân, các bộ phận khác nhau ngày càng có yêu cầu cao hơn về khả năng chống cháy của các sản phẩm xốp, đặc biệt là hàng không, ô tô, xe khách tốc độ cao và ghế sofa gia dụng, v.v.

Trước tình hình trên, tác giả và đồng nghiệp đã phát triển loại chất chống cháy (chỉ số oxy 28 ~ 30%), có mật độ khói rất thấp (giá trị quốc tế là 74 và sản phẩm này chỉ khoảng 50), và sự phục hồi bọt vẫn không thay đổi.Tạo ra khói trắng.

Công thức ví dụ: YB-3081 polyether chống cháy 50 pbw Polyether hoạt tính cao (OH34) 50 pbw Chất hoạt động bề mặt silicon B 8681 0,8~1,0 pbw Nước 2,4~2,6 pbw DEOA 1,5~3 pbw Chất xúc tác A-1, v.v. 0,6~1,1 pbw chỉ số isocyanate 1,05

Tính chất vật lý: Mật độ bọt, kg/m3 ≥50 Cường độ nén, kPa 5,5 Độ bền kéo, kPa 124 Tốc độ bật lại, % ≥60 Biến dạng nén, 75% ≤8 Chỉ số oxy, OI% ≥ 28 Mật độ khói 50

9. Nước là chất tạo bọt, tự tạo bọt thân thiện với môi trường

Chất tạo bọt HCFC-141b đã bị cấm hoàn toàn ở nước ngoài.Chất tạo bọt CP dễ cháy.Chất tạo bọt HFC-245fa và HFC-365mfc đắt tiền và không thể chấp nhận được.Bọt da.Trước đây, công nhân PU trong và ngoài nước chỉ chú ý đến việc biến đổi polyether và isocyanate nên lớp bề mặt của bọt không rõ ràng và mật độ cao.

Hiện nay, một bộ công thức được đề xuất, được đặc trưng bởi:

l Polyol polyether cơ bản vẫn không thay đổi và Mn5000 hoặc 6000 thông thường được sử dụng.·

l Isocyanate không thay đổi, có thể sử dụng C-MDI, PAPI hoặc MDI sửa đổi.

l Sử dụng phụ gia đặc biệt SH-140 để giải quyết vấn đề.·

Công thức cơ bản:

l Polyether triol hoạt tính cao Mn5000 65pbw

l SH-140* 35pbw

l Bộ mở rộng chuỗi: 1,4-butanediol 5pbw

l Chất liên kết ngang: glycerol 1.7pbw

l Đại lý mở: K-6530 0,2 ~ 0,5pbw

l Chất xúc tác A-2 1,2 ~ 1,3pbw

l Màu dán lượng thích hợp l Nước 0,5pbw