1. Úvod
Produkty série mäkkej polyuretánovej peny zahŕňajú najmä blokovú, kontinuálnu, špongiu, penu s vysokou pružnosťou (HR), penu s vlastnou pokožkou, penu s pomalou pružnosťou, mikrobunkovú penu a polotuhú penu absorbujúcu energiu.Tento typ peny stále tvorí asi 50 % celkového polyuretánového produktu.Široká škála s rozširujúcou sa aplikáciou sa angažuje v rôznych oblastiach národného hospodárstva: domáce spotrebiče, automobily, domáce úpravy, nábytok, vlaky, lode, letectvo a mnoho ďalších oblastí.Od nástupu PU mäkkej peny v 50. rokoch 20. storočia, najmä po vstupe do 21. storočia, nastal skok v technológii, rozmanitosti a produkcii produktov.Najdôležitejšie sú: Ekologická PU mäkká pena, konkrétne zelený polyuretánový produkt;PU mäkká pena s nízkou hodnotou VOC;mäkká PU pena s nízkou atomizáciou;plná voda PU mäkká pena;plná mäkká pena série MDI;spomaľovač horenia, nízka dymivosť, plná pena série MDI;nové typy prísad, ako sú reaktívne katalyzátory s vysokou molekulovou hmotnosťou, stabilizátory, retardéry horenia a antioxidanty;polyoly s nízkou nenasýtenosťou a nízkym obsahom monoalkoholov;mäkká PU pena s ultra nízkou hustotou s vynikajúcimi fyzikálnymi vlastnosťami;nízka rezonančná frekvencia, nízka prenosová PU mäkká pena;polykarbonátdiol, polye-kaprolaktónpolyol, polybutadiéndiol, polytetrahydrofurán a iné špeciálne polyoly;technológia tekutého CO2 penenia, technológia podtlakového penenia atď.Stručne povedané, vznik nových odrôd a nových technológií podporil ďalší vývoj PU mäkkej peny.
2 Princíp penenia
Aby bolo možné syntetizovať ideálnu PU mäkkú penu, ktorá spĺňa požiadavky, je potrebné pochopiť princíp chemickej reakcie penového systému, aby bolo možné vybrať vhodné hlavné a pomocné suroviny a výrobné procesy.Vývoj polyuretánového priemyslu do dnešného dňa už nie je v štádiu imitácie, ale podľa výkonnostných požiadaviek konečného produktu ho možno dosiahnuť štruktúrou surovín a syntetickými technikami.Polyuretánová pena sa podieľa na chemických zmenách počas procesu syntézy a faktory ovplyvňujúce štrukturálne vlastnosti peny sú zložité, čo zahŕňa nielen chemickú reakciu medzi izokyanátom, polyéter (ester) alkoholom a vodou, ale zahŕňa aj koloidnú chémiu penenia. .Chemické reakcie zahŕňajú predlžovanie reťazca, penenie a zosieťovanie.Ovplyvňuje tiež štruktúru, funkčnosť a molekulovú hmotnosť látok zúčastňujúcich sa reakcie.Všeobecnú reakciu syntézy polyuretánovej peny možno vyjadriť nasledujúcim vzorcom:
9b0722b7780190d3928a2b8aa99b1224.jpg
Skutočná situácia je však zložitejšia a dôležité odpovede sú zhrnuté takto:
01 Predĺženie reťaze
Multifunkčné izokyanáty a polyéter (ester) alkoholy, najmä difunkčné zlúčeniny, predlžovanie reťazca sa uskutočňuje takto:
07b0ec2de026c48dd018efaa5ccde5c1.jpg
V penivom systéme je množstvo izokyanátu vo všeobecnosti väčšie ako množstvo zlúčeniny obsahujúcej aktívny vodík, to znamená, že index reakcie je väčší ako 1, zvyčajne 1,05, takže koniec konečného produktu s predĺženým reťazcom v procese penenia by mala byť izokyanátová skupina.
5ed385eebd04757bda026fcfb4da4961.jpg
Reakcia predlžovania reťazca je hlavnou reakciou PU peny a je kľúčom k fyzikálnym vlastnostiam: mechanická pevnosť, rýchlosť rastu, elasticita atď.
02 Peniaca reakcia
Penenie je veľmi dôležité pri príprave mäkkých pien, najmä pri syntéze produktov s nízkou hustotou.Existujú dva všeobecné penivé efekty: použitie reakčného tepla na odparovanie nízkovriacich uhľovodíkových zlúčenín, ako sú HCFC-141b, HFC-134a, HFC-365mfc, cyklopentán atď., na dosiahnutie peniacich účelov, a druhým je použitie voda a izokyanát.Chemická reakcia vytvára veľké množstvo peny CO2:
04d3b707849aaf9b1ee6f1b8d19c1ce7.jpg
V neprítomnosti katalyzátora je rýchlosť reakcie vody s izokyanátmi pomalá.Reakčná rýchlosť amínov a izokyanátov je pomerne rýchla.Z tohto dôvodu, keď sa voda používa ako penotvorné činidlo, prináša veľké množstvo tuhých segmentov a zlúčenín močoviny s vysokou polaritou, ktoré ovplyvňujú pocit, pružnosť a tepelnú odolnosť penových produktov.Na výrobu peny s výbornými fyzikálnymi vlastnosťami a nízkou hustotou je potrebné zvýšiť molekulovú hmotnosť polyéterového (esterového) alkoholu a mäkkosť hlavného reťazca.
03 Gélová akcia
Gélová reakcia sa tiež nazýva zosieťovacia a vytvrdzovacia reakcia.V procese penenia je gélovanie veľmi dôležité.Príliš skoré alebo príliš neskoré zgélovatenie spôsobí, že kvalita penových produktov sa zníži alebo sa stanú odpadovými produktmi.Najideálnejší stav je, že predĺženie reťazca, peniaca reakcia a gélová reakcia dosiahnu rovnováhu, inak bude hustota peny príliš vysoká alebo pena skolabuje.
Počas procesu penenia existujú tri gélovacie akcie:
1) Gély multifunkčných zlúčenín
Vo všeobecnosti môžu zlúčeniny s viac ako tromi funkčnými skupinami reagovať za vzniku zlúčenín štruktúry tela.Pri výrobe polyuretánových flexibilných pien používame polyéterpolyoly s viac ako tromi funkciami.V poslednej dobe sa polyizokyanáty s fn ≥ 2,5 používajú aj pri vývoji všetkých MDI systémov na zlepšenie nosnosti pien s nízkou hustotou.Tieto sú základom pre tvorbu trojfázových zosieťovaných štruktúr:
42a37c3572152ae1f6c386b7bd177bf8.jpg
Stojí za zmienku, že molekulová hmotnosť medzi bodmi zosieťovania priamo odráža hustotu zosieťovania peny.To znamená, že hustota zosieťovania je veľká, tvrdosť produktu je vysoká a mechanická pevnosť je dobrá, ale mäkkosť peny je slabá a pružnosť a predĺženie sú nízke.Molekulová hmotnosť (Mc) medzi bodmi zosieťovania mäkkej peny je 2000-2500 a polotuhej peny je medzi 700-2500.
2) Tvorba močoviny
Keď sa ako penotvorné činidlo použije voda, vytvoria sa zodpovedajúce zlúčeniny močoviny.Čím viac vody, tým viac väzieb močoviny.Ďalej budú reagovať s prebytočným izokyanátom pri vysokej teplote za vzniku zlúčenín biuretovej väzby s trojfázovou štruktúrou:
896b42df0d91543a61d1e68f91c1d829.jpg
3) Tvorba alofanátu Ďalším typom zosieťovacej reakcie je, že vodík na hlavnom reťazci uretánu ďalej reaguje s prebytočným izokyanátom pri vysokej teplote za vzniku alofanátovej väzby s trojfázovou štruktúrou:
4a6fdae7620ef5333bd14c6973a26a37.jpg
Tvorba biuretových zlúčenín a alofanátových zlúčenín nie je ideálna pre penové systémy, pretože tieto dve zlúčeniny majú slabú tepelnú stabilitu a pri vysokých teplotách sa rozkladajú.Preto je veľmi dôležité, aby ľudia pri výrobe kontrolovali teplotu a izokyanátový index.
3 Chemické výpočty
Polyuretánový syntetický materiál je polymérny syntetický materiál, ktorý dokáže syntetizovať polymérne produkty zo surovín v jednom kroku, to znamená, že fyzikálne vlastnosti produktov možno priamo umelo upraviť zmenou špecifikácií a pomerov zloženia surovín.Preto je pre zlepšenie kvality polyuretánových výrobkov veľmi dôležité, ako správne aplikovať princíp syntézy polymérov a vytvoriť jednoduchý výpočtový vzorec.
01 Ekvivalentná hodnota
Takzvaná ekvivalentná hodnota (E) sa týka molekulovej hmotnosti (Mn) zodpovedajúcej jednotkovej funkčnej jednotke (f) v molekule zlúčeniny;
2a931ca68a4ace0f036e02a38adee698.jpg
Napríklad číselná priemerná molekulová hmotnosť polyétertriolu je 3000, potom jeho ekvivalentná hodnota:
e3295f1d515f5af4631209f7b49e1328.jpg
Bežne používané sieťovacie činidlo MOCA, konkrétne 4,4′-metylén bis(2 chlóramín), má relatívnu molekulovú hmotnosť 267. Hoci sú v molekule 4 aktívne vodíky, len 2 vodíky sa zúčastňujú izokyanátovej reakcie.atóm, takže jeho funkčnosť f=2
0618093a7188b53e5015fb4233cccdc9.jpg
V špecifikácii produktu polyéter alebo polyesterpolyol každá spoločnosť poskytuje iba údaje o hydroxylovej hodnote (OH), takže je praktickejšie priamo vypočítať ekvivalentnú hodnotu s hydroxylovou hodnotou:
8a7763766e4db49fece768a325b29a61.jpg
Je potrebné pripomenúť, že samotné meranie funkčnosti produktu je časovo veľmi náročné a existuje veľa vedľajších reakcií.Často sa skutočná funkčnosť triolpolyéteru (esteru) nerovná 3, ale je medzi 2,7 a 2,8.Preto sa odporúča použiť vzorec (2 ), to znamená, že sa vypočíta aj hydroxylové číslo!
02 Požiadavka izokyanátu
Všetky zlúčeniny aktívneho vodíka môžu reagovať s izokyanátom.Podľa princípu ekvivalentnej reakcie je bežnou praxou v syntéze PU presne vypočítať množstvo izokyanátu spotrebovaného každou zložkou vo vzorci:
a63972fdc4f16025842815cb1d008cfe.jpg
Vo vzorci: Ws — množstvo izokyanátu
Wp - dávkovanie polyéteru alebo polyesteru
Ep - ekvivalent polyéteru alebo polyesteru
Es - ekvivalent izokyanátu
Molárny pomer I2-NCO/-OH, to znamená reakčný index
ρS — čistota izokyanátu
Ako všetci vieme, pri syntéze predpolyméru alebo semi-prepolyméru s určitou hodnotou NCO množstvo požadovaného izokyanátu súvisí so skutočným množstvom polyéteru a obsahom NCO požadovaným v konečnom predpolyméri.Po zhrnutí:
83456fb6214840b23296d5ff084c4ab8.jpg
Vo vzorci: D—— hmotnostný zlomok skupiny NCO v predpolyméri
42—— Ekvivalentná hodnota NCO
V dnešných penách so systémom MDI sa na syntézu semiprepolymérov všeobecne používa vysokomolekulárny polyéterom modifikovaný MDI a jeho NCO% je medzi 25 a 29%, takže vzorec (4) je veľmi užitočný.
Odporúča sa tiež vzorec na výpočet molekulovej hmotnosti medzi bodmi zosieťovania vo vzťahu k hustote zosieťovania, čo je veľmi užitočné pri formulovaní formulácií.Či už ide o elastomér alebo vysoko pružnú penu, jej elasticita priamo súvisí s množstvom sieťovacieho činidla:
b9fd1ca1ee9bebc558731d065ac3254b.jpg
Vo vzorci: Mnc——číselný priemer molekulovej hmotnosti medzi bodmi zosieťovania
Napr.—— Ekvivalentná hodnota sieťovacieho činidla
Wg——Množstvo sieťovacieho činidla
WV – množstvo prepolyméru
D——obsah poddôstojníkov
4 suroviny
Polyuretánové suroviny sú rozdelené do troch kategórií: polyolové zlúčeniny, polyizokyanátové zlúčeniny a prísady.Medzi nimi sú polyoly a polyizokyanáty hlavnými surovinami polyuretánu a pomocné látky sú zlúčeniny, ktoré dopĺňajú špeciálne vlastnosti polyuretánových výrobkov.
Všetky zlúčeniny s hydroxylovými skupinami v štruktúre organických zlúčenín patria k organickým polyolovým zlúčeninám.Spomedzi nich sú dve najbežnejšie používané polyuretánové peny polyéterpolyoly a polyesterpolyoly.
polyolová zlúčenina
Polyéterpolyol
Je to oligomérna zlúčenina s priemernou molekulovou hmotnosťou 1000~7000, ktorá je založená na surovinách petrochemického priemyslu: propylénoxid a etylénoxid a dve a tri funkčné zlúčeniny obsahujúce vodík sa používajú ako iniciátory a sú katalyzované a polymerizované KOH..
Vo všeobecnosti je molekulová hmotnosť bežného mäkkého penového polyéterpolyolu v rozsahu 1500 až 3000 a hydroxylové číslo je medzi 56 až 110 mg KOH/g.Molekulová hmotnosť vysoko odolného polyéterpolyolu je medzi 4500 a 8000 a hydroxylové číslo je medzi 21 a 36 mgKOH/g.
Stojí za zmienku, že niekoľko veľkých druhov polyéterpolyolov novo vyvinutých v posledných rokoch je veľmi prospešných na zlepšenie fyzikálnych vlastností polyuretánovej flexibilnej peny a zníženie hustoty.
l Polyéterpolyol (POP) očkovaný polymérom, ktorý môže zlepšiť nosnosť PU mäkkej peny, znížiť hustotu, zvýšiť stupeň otvorenia a zabrániť zmršťovaniu.Aj dávka sa každým dňom zvyšuje.
l Polymočovina polyéterpolyol (PHD): Funkcia polyéteru je podobná polymérnemu polyéterpolyolu, čo môže zlepšiť tvrdosť, nosnosť a podporiť otváranie penových produktov.Odolnosť voči plameňu je zvýšená a pena série MDI je samozhášavá a široko používaná v Európe.l Polymérny polyéterpolyol v kvalite spaľovania: Je to polyéterpolyol s aromatickým uhľovodíkovým polymérom s obsahom dusíka, ktorý môže nielen zlepšiť nosnosť, tvrdosť a iné vlastnosti penových produktov, ale aj syntetizovať PU vankúše sedadiel. od toho.Má vysokú retardáciu horenia: index kyslíka je až 28 % alebo viac, nízka emisia dymu ≤ 60 % a nízka rýchlosť šírenia plameňa.Je to vynikajúci materiál pre automobily, vlaky a nábytok na výrobu sedadiel.
l Polyéterpolyol s nízkou nenasýtenosťou: Keďže ako katalyzátor používa dvojitý kyanidový kovový komplex (DMC), obsah nenasýtených dvojitých väzieb v syntetizovanom polyéteri je nižší ako 0,010 mol/mg, to znamená, že obsahuje monool. to znamená, že vysoká čistota vedie k lepšej odolnosti a kompresným vlastnostiam HR peny syntetizovanej na jej základe, ako aj dobrej pevnosti v roztrhnutí a faktoru vtlačenia.Nedávno vyvinutá pena vankúša autosedačky s nízkou rezonančnou frekvenciou a nízkou prenosovou rýchlosťou 6 Hz je veľmi dobrá.
l Hydrogenovaný polybutadiénglykol, tento polyol sa nedávno používa vo výrobkoch z PU peny v zahraničí, aby sa výrazne zlepšili fyzikálne vlastnosti peny, najmä odolnosť voči poveternostným vplyvom, odolnosť voči vlhkosti a teplu a ďalšie problémy po mnoho rokov, takže vankúš autosedačky atď. sa používajú v tropických oblastiach Afriky.
l Polyéterpolyoly s vysokým obsahom etylénoxidu, vo všeobecnosti vysokoaktívne polyéterpolyoly, aby sa zlepšila reaktivita polyéterov, pridávajú počas syntézy na koniec 15 až 20 % EO.Uvedené polyétery majú obsah EO do 80 %, obsah PO Naopak nižší ako 40 %.Je to kľúč k vývoju všetkých PU mäkkých pien série MDI, ktorým by ľudia v tomto odvetví mali venovať pozornosť.
l Polyéterpolyoly s katalytickou aktivitou: do štruktúry polyéteru zavádzajú najmä terciárne amínové skupiny s katalytickými vlastnosťami alebo kovové ióny.Účelom je znížiť množstvo katalyzátora v penovom systéme, znížiť hodnotu VOC a nízku atomizáciu penových produktov.
l Polyéterový polyol zakončený aminoskupinou: Tento polyéter má najväčšiu katalytickú aktivitu, krátky reakčný čas, rýchle vyberanie z formy a výrazne zlepšenú pevnosť produktu (najmä skorú pevnosť), uvoľňovanie z formy, teplotnú odolnosť a odolnosť voči rozpúšťadlám., stavebná teplota sa znižuje, rozsah sa rozširuje a je to sľubná nová odroda.
polyester polyol
Prvé polyesterové polyoly sa všetky vzťahujú na polyesterové polyoly na báze kyseliny adipovej a najväčším trhom je mikrobunková pena, ktorá sa používa v podrážkach topánok.V posledných rokoch sa objavili nové odrody jeden po druhom, čím sa rozšírilo použitie polyesterových polyolov v PUF.
l Polyesterový polyol na báze kyseliny adipovej modifikovaný aromatickou dikarboxylovou kyselinou: syntetizuje hlavne polyesterový polyol čiastočným nahradením kyseliny adipovej kyselinou ftalovou alebo kyselinou tereftalovou, čo môže zlepšiť skorú pevnosť produktu a zlepšiť odolnosť proti vlhkosti a tvrdosť pri súčasnom znížení nákladov.
l Polykarbonátový polyol: Tento typ produktu môže výrazne zlepšiť odolnosť penových produktov voči hydrolýze, odolnosť voči poveternostným vplyvom, teplotnú odolnosť a tvrdosť a je sľubnou odrodou.
l Poly ε-kaprolaktón polyol: Z neho syntetizovaná PU pena má vynikajúcu tepelnú odolnosť, odolnosť proti hydrolýze a odolnosť proti oderu a musia z nej byť vyrobené niektoré vysokovýkonné produkty.
l Aromatický polyesterpolyol: Bol vyvinutý komplexným využitím odpadových polyesterových produktov v ranom štádiu a väčšinou sa používa v PU tuhej pene.Teraz je rozšírená o PU mäkkú penu, ktorá tiež stojí za pozornosť.
Iné Na PUF možno aplikovať akúkoľvek zlúčeninu s aktívnym vodíkom.Podľa zmien trhu a požiadaviek na ochranu životného prostredia je nevyhnutné plne využívať vidiecke produkty a syntetizovať biologicky odbúrateľnú PU mäkkú penu.
l Polyoly na báze ricínového oleja: Tieto produkty sa v PUF používali už skôr a väčšina z nich sa vyrába z nemodifikovaného čistého ricínového oleja na výrobu polotuhých pien.Navrhujem použiť technológiu transesterifikácie a do ricínového oleja sa zavedú rôzne alkoholy s vysokou molekulovou hmotnosťou, aby sa syntetizovali rôzne špecifikácie.
Deriváty, môžu byť vyrobené do rôznych mäkkých a tvrdých PUF.
l Polyoly série rastlinných olejov: V poslednej dobe ovplyvnené cenami ropy sa tieto produkty rýchlo rozvíjali.V súčasnosti je väčšina produktov, ktoré boli industrializované, sójový olej a palmový olej série produktov a bavlníkový olej alebo živočíšny olej možno použiť aj na vývoj sériových produktov, ktoré možno komplexne využiť, znížiť náklady a sú biologicky odbúrateľné a šetrné k životnému prostrediu .
polyizokyanát
Pri výrobe flexibilnej polyuretánovej peny sa bežne používajú dva typy izokyanátov, TDI a MDI, a odvodené hybridy TDI/MDI sú tiež široko používané v sérii HR.Vzhľadom na požiadavky na ochranu životného prostredia má automobilový priemysel veľmi nízke požiadavky na hodnotu VOC penových produktov.Preto sa čisté MDI, surové MDI a MDI modifikované produkty široko používajú v PU mäkkej pene ako hlavné PU mäkké produkty.
polyolová zlúčenina
Skvapalnený MDI
Čistý 4,4'-MDI je pri izbovej teplote tuhý.Takzvaný skvapalnený MDI sa vzťahuje na MDI, ktorý bol modifikovaný rôznymi spôsobmi a je kvapalný pri izbovej teplote.Funkcionalitu skvapalneného MDI možno použiť na pochopenie, do ktorej skupinovo modifikovaného MDI patrí.
l uretánom modifikovaný MDI s funkčnosťou 2,0;
l karbodiimidom modifikovaný MDI s funkcionalitou 2,0;
l MDI modifikovaný diazetacyklobutanónimínom, funkčnosť je 2,2;
l MDI modifikovaný uretánom a diazetidinimínom s funkčnosťou 2.1.
Prevažná väčšina týchto produktov sa používa v lisovaných produktoch, ako sú HR, RIM, samosťahovacie peny a mikropeny, ako sú podrážky topánok.
MDI-50
Ide o zmes 4,4′-MDI a 2,4′-MDI.Pretože teplota topenia 2,4'-MDI je nižšia ako teplota miestnosti, približne 15 °C, MDI-50 je kvapalina skladovaná pri izbovej teplote a ľahko sa používa.Venujte pozornosť efektu stérickej zábrany 2,4′-MDI, ktorý je menej reaktívny ako 4,4′ telo a môže byť nastavený katalyzátorom.
Hrubé MDI alebo PAPI
Jeho funkčnosť je medzi 2,5 a 2,8 a vo všeobecnosti sa používa v tuhých penách.V posledných rokoch sa kvôli cenovým faktorom používa aj na trhu s mäkkou penou, ale je potrebné poznamenať, že kvôli vysokej funkčnosti je potrebné znížiť množstvo zosieťovania v dizajne receptúry.Spojovacie činidlo, alebo zvýšiť vnútorné zmäkčovadlo.
Pomocný
katalyzátor
Katalyzátor má veľký vplyv na polyuretánovú penu a s ním možno dosiahnuť rýchlu výrobu pri izbovej teplote.Existujú dve hlavné kategórie katalyzátorov: terciárne amíny a kovové katalyzátory, ako je trietyléndiamín, pentametyldietyléntriamín, metylimidazol, A-1 atď., všetky patria medzi terciárne amínové katalyzátory, zatiaľ čo oktoát cínatý, dietyléndiamín atď. Dibutylcínlaurát, octan draselný , oktoát draselný, organický bizmut atď. sú kovové katalyzátory.V súčasnosti boli vyvinuté rôzne katalyzátory oneskoreného typu, typu trimerizácie, komplexného typu a katalyzátora s nízkou hodnotou VOC, ktoré sú tiež založené na vyššie uvedených typoch katalyzátorov.
Napríklad spoločnosť Dabco séria plynových produktov, základnou surovinou je trietyléndiamín:
l Dabco33LV obsahuje 33 % trietyléndiamínu/67 % dipropylénglykolu
l Dabco R8020 Trietyléndiamín obsahuje 20%/DMEA80%
l Dabco S25 trietyléndiamín obsahuje 25 %/butándiol 75 %
l Dabco8154 trietyléndiamín/kyselina oneskorený katalyzátor
l Dabco EG Trietyléndiamín obsahuje 33%/Etylénglykol 67%
l Trimerizácia série Dabco TMR
l Dabco 8264 zložené bubliny, vyvážené katalyzátory
l Dabco XDM katalyzátor s nízkym zápachom
V podmienkach viacerých katalyzátorov musíme najprv pochopiť charakteristiky rôznych katalyzátorov a ich pracovné princípy, aby sme získali rovnováhu polyuretánového systému, to znamená rovnováhu medzi rýchlosťou penenia a rýchlosťou gélovatenia;rovnováha medzi rýchlosťou gélovatenia a rýchlosťou penenia a rovnováhou rýchlosti penenia a tekutosti materiálu atď.
Kovové katalyzátory sú všetky katalyzátory gélového typu.Bežné katalyzátory cínového typu majú silný gélový efekt, ale ich nevýhodou je, že nie sú odolné voči hydrolýze a majú slabú odolnosť proti tepelnému starnutiu.Pozornosť by mal pritiahnuť nedávny objav organických bizmutových katalyzátorov.Má nielen funkciu cínového katalyzátora, ale má aj dobrú odolnosť proti hydrolýze a tepelnému starnutiu, čo je veľmi vhodné na miešanie materiálov.
stabilizátor peny
Zohráva úlohu emulgácie penového materiálu, stabilizácie peny a úpravy bunky a zvyšuje vzájomnú rozpustnosť každej zložky, čo napomáha tvorbe bublín, kontroluje veľkosť a rovnomernosť bunky a podporuje rovnováhu buniek. napätie peny.Steny sú elastické, aby zadržali bunky a zabránili kolapsu.Aj keď je množstvo stabilizátora peny malé, má významný vplyv na bunkovú štruktúru, fyzikálne vlastnosti a výrobný proces PU flexibilnej peny.
V súčasnosti sa v Číne používajú silikónové/polyoxyalkylénéterové blokové oligoméry odolné voči hydrolýze.V dôsledku použitia rôznych penových systémov je pomer hydrofóbny segment/hydrofilný segment odlišný a zmena reťazového článku na konci blokovej štruktúry je odlišná.na výrobu silikónových stabilizátorov pre rôzne penové produkty.Preto pri výbere penového stabilizátora musíte pochopiť jeho funkciu a funkciu, nezabudnite na to, nepoužívajte ho bez rozdielu a nespôsobte nepriaznivé následky.Napríklad silikónový olej z mäkkej peny nemožno aplikovať na penu s vysokou pružnosťou, inak spôsobí zmrštenie peny a silikónový olej s vysokou odolnosťou nemožno aplikovať na blokovanie mäkkej peny, inak to spôsobí kolaps peny.
Vzhľadom na potreby ochrany životného prostredia automobilový a nábytkársky priemysel vyžaduje produkty s nízkou atomizáciou a nízkou hodnotou VOC.Rôzne spoločnosti postupne vyvinuli penové stabilizátory s nízkou atomizáciou a nízkou hodnotou VOC, ako napríklad Dabco DC6070 uvedený na trh spoločnosťou Gas Products Company, čo je silikónový olej s nízkou atomizáciou pre systém TDI.;Dabco DC2525 je silikónový olej s nízkou mierou zahmlievania pre systémy MDI.
penidlo
Penotvorným činidlom pre PU mäkkú penu je predovšetkým voda, doplnená o ďalšie fyzikálne penidlá.Pri výrobe blokovej peny, berúc do úvahy veľké množstvo vody v produktoch s nízkou hustotou, často presahujúce 4,5 dielu na 100 dielov spôsobí zvýšenie vnútornej teploty peny, ktorá prekročí 170 ~ 180 ° C, čo vedie k samovoľnému vznieteniu pena a musí sa použiť nízkovriace uhľovodíkové penotvorné činidlo.Jeden pomáha pri znižovaní hustoty a druhý odstraňuje veľké množstvo reakčného tepla.V prvých dňoch sa používala kombinácia voda/F11.Z dôvodu ochrany životného prostredia bola F11 zakázaná.V súčasnosti sa používa väčšina produktov prechodného radu voda/dichlórmetán a radu voda/HCFC-141b.Pretože produkty dichlórmetánovej série tiež znečisťujú ovzdušie, ide o prechodný charakter, zatiaľ čo produkty série HFC: HFC-245fa, -356mfc atď. alebo produkty cyklopentánovej série sú všetky šetrné k životnému prostrediu, ale prvé sú drahé a druhé sú horľavé, takže Aby sa vyhovelo potrebám zníženia stupňa teploty, ľudia zaviedli nové procesy, technológiu podtlakového penenia, technológiu núteného chladenia a technológiu kvapalného CO2 na vyriešenie problému, účelom je znížiť množstvo vody alebo znížiť vnútornú teplotu. z peny.
Na výrobu blokových bublín odporúčam technológiu tekutého CO2, ktorá je vhodnejšia pre malé a stredné podniky.V technológii LCO2 sú 4 diely LCO2 ekvivalentné 13 dielom MC.Vzťah medzi spotrebou vody a kvapalným CO2 použitým na výrobu pien rôznych hustôt Hustota peny, kg/m3 vody, hmotnostné diely LCO2, hmotnostné diely ekvivalentu MC, hmotnostné diely
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
spomaľovač horenia
Spomaľovač horenia a požiarna prevencia sú predmetom záujmu ľudí neustále.V novej verzii mojej krajiny „Požiadavky a normy na výkon spaľovania produktov spomaľujúcich horenie a komponentov na verejných miestach“ GB20286-2006 sú nové požiadavky na spomaľovanie horenia.Pre penu spomaľujúcu horenie triedy 1 Plastové požiadavky: a), špičková rýchlosť uvoľňovania tepla ≤ 250 kW/m2;b), priemerný čas horenia ≤ 30 s, priemerná výška horenia ≤ 250 mm;c), stupeň hustoty dymu (SDR) ≤ 75;d), stupeň toxicity pre dym Nie menej ako úroveň 2A2.
To znamená: mali by sa zvážiť tri faktory: spomaľovač horenia, nízka dymivosť a nízka toxicita dymu.S cieľom klásť vyššie požiadavky na výber spomaľovačov horenia podľa vyššie uvedených noriem sa domnievam, že je najlepšie zvoliť odrody, ktoré dokážu tvoriť hrubú uhlíkovú vrstvu a uvoľňujú netoxický alebo málo toxický dym.V súčasnosti je vhodnejšie použiť vysokomolekulárne spomaľovače horenia na báze fosfátových esterov, alebo bezhalogénové aromatické uhľovodíky s vysokou teplotnou odolnosťou heterocyklických odrôd a pod. alebo dusíkatý heterocyklický retardér horenia Liek je správny.
iné
Medzi ďalšie prísady patria najmä: otvárače pórov, sieťovacie činidlá, antioxidanty, činidlá proti zahmlievaniu atď. Pri výbere je potrebné zvážiť vplyv prísad na vlastnosti PU produktov, ako aj ich toxicitu, migráciu, kompatibilitu atď. .otázka.
5 produktov
Aby sme lepšie pochopili vzťah medzi vzorcom a výkonom PU mäkkej peny, uvádzame niekoľko reprezentatívnych príkladov:
1. Typický vzorec a vlastnosti blokovej polyéterovej PU mäkkej peny
Polyéter triol 100pbw TDI80/20 46,0pbw Organocínový katalyzátor 0,4pbw Terciárny amínový katalyzátor 0,2pbw Stabilizátor kremíkovej peny 1,0pbw Voda 3,6pbw Prídavné penotvorné činidlo 0~12pbw Vlastnosti: Hustota peny, kg/m3, pevnosť v ťahu2 %, 9 kg/m3 pevnosť v ťahu2 Pevnosť v roztrhnutí, N/m 385 Stupeň kompresie, 50% 6 90% 6 Kavitačné zaťaženie, kg (38cm×35,6cm×10cm) Deformácia 25% 13,6 65% 25,6 Odskok padajúcej lopty, % 38 V posledných rokoch s cieľom splniť podľa potrieb trhu niektoré podniky často vyrábajú penu s nízkou hustotou (10 kg/m3).Pri výrobe pružnej peny s ultranízkou hustotou nejde len o zvýšenie penotvorného činidla a pomocného penotvorného činidla.Čo sa dá urobiť, musí byť tiež spojené s relatívne vysoko stabilným silikónovým povrchovo aktívnym činidlom a katalyzátorom.
Výroba referenčného vzorca flexibilnej peny s ultra nízkou hustotou: pomenujte strednú hustotu s nízkou hustotou a ultranízkou hustotou
Priebežný box priebežný box box polyéter polyol 100100100100100 Voda 3.03.04.55.56.6 A-33 katalyzátor 0.20.20.20.250.18 Silikónová povrchovo aktívna látka B-81101.01.21.11.93.8 Činidlo 004.004 cínu. 7.57.512.515.034.0 TDI80/2041.444.056.073 .0103.0 Hustota, kg/m3 23.023.016.514.08.0
Zloženie valcovej peny: polyéterpolyol typu EO/PO (OH:56) 100 hmotnostných dielov vody 6,43 hmotnostných dielov MC penotvorné činidlo 52,5 hmotnostných dielov kremíkovej povrchovo aktívnej látky L-628 6,50 hmotnostných dielov katalyzátora A230 0,44 hmotnostných dielov oktoát cínatý T8085019 index T8085009.99 pbw hustota peny, kg/m3 7,5
2. Kvapalné CO2 spolupeniace činidlo na výrobu peny s nízkou hustotou
Polyéter triol (Mn3000) 100 100 Voda 4,9 5,2 Kvapalný CO2 2,5 3,3 Silikónová povrchovo aktívna látka L631 1,5 1,75 B8404 Amínový katalyzátor A133 0,28 0,30 T oktoát cínatý 1714 Flamón 0,014 Flam0DI 0.014 Flame hustota , kg/m3 16 16
Typický vzorec je nasledujúci: Polyéter triol (Mn3000) 100 hmotnostných dielov vody 4,0 hmotnostných dielov LCO2 4,0~5,5 hmotnostných dielov katalyzátora A33 0,25 hmotnostných dielov kremíkovej povrchovo aktívnej látky SC155 1,35 hmotnostných dielov oktoátu cínatého D19 012 T38120 kg hustoty. 0~16,5
3. Plná MDI polyuretánová mäkká pena s nízkou hustotou
Mäkká PU tvarovaná pena je široko používaná pri výrobe vankúšov do automobilových sedadiel.Cieľom vývoja je zníženie hustoty bez ovplyvnenia fyzikálnych vlastností
Vzorec: Vysokoaktívny polyéter (OH: 26~30 mg KOH/g) 80 hmotnostných dielov polymérny polyol (OH: 23~27 mg KOH/g) 20 hmotnostných dielov sieťovacie činidlo 0~3 hmotnostné diely vody 4,0 hmotnostných dielov amínový katalyzátor A-33 2,8 hmotnostných dielov Povrchová aktivita 7 silikónový olej 1 Činidlo B8. pbw MDI index 90pbw Výkon: Stredová hustota peny 34,5kg/m3 Tvrdosť ILD25% 15,0kg/314cm2 Pevnosť v roztrhnutí 0,8kg/cm Pevnosť v ťahu 1,34kg/cm2 Predĺženie 120% Rýchlosť odskoku 62% Trvalá kompresia (suchá) 0% 5. 13,5 %
4. Vankúš sedadla vozidla s nízkou hustotou, plný MDI ekologický
Homológ čistého MDI: M50 – teda produkt 4,4′MDI 50% 2,4′MDI 50%, možno napeniť pri izbovej teplote, zlepšiť tekutosť, znížiť hustotu produktu a znížiť hmotnosť vozidla, čo je veľmi sľubný.Produkt:
Zloženie: Vysokoaktívny polyéterpolyol (OH: 28 mg KOH/g) 95 hmotnostných dielov 310 Auxiliary* 5 hmotnostných dielov Dabco 33LV 0,3 hmotnostných dielov Dabco 8154 0,7 hmotnostných dielov Silikónový surfaktant B4113 0,6 hmotnostných dielov A-15pbw 80,1 voda
Fyzikálne vlastnosti: Doba ťahania (s) 62 Doba nábehu (s) 98 Hustota voľnej peny, kg/m3 32,7 Priehyb tlakového zaťaženia, kpa: 40 % 1,5 Predĺženie, % 180 Pevnosť v pretrhnutí, N/m 220
Poznámka: *310 Auxiliary: Predám, je to špeciálny predlžovač reťaze.
5. Vysoká odolnosť, pohodlná jazdná PU pena
Nedávno trh požadoval, aby fyzikálne vlastnosti penových sedadiel zostali nezmenené, ale ľudia by po dlhodobom jazdení neboli unavení a kinetózou vysokokvalitné sedáky.Po výskume majú vnútorné orgány ľudského tela, najmä žalúdok, frekvenciu okolo 6Hz.Ak dôjde k rezonancii, spôsobí nevoľnosť a zvracanie.
Vo všeobecnosti je prenos vibrácií vysoko pružnej peny pri 6 Hz 1,1 ~ 1,3, to znamená, že keď vozidlo jazdí, nezoslabuje sa, ale zvyšuje sa a niektoré výrobky z receptúry môžu znížiť vibrácie na 0,8 ~ 0,9.Teraz sa odporúča zloženie produktu a jeho 6Hz prenos vibrácií je na úrovni 0,5~0,55.
Formulácia: Vysoko aktívny polyéterpolyol (Mn6000) 100 hmotnostných dielov kremíkového povrchovo aktívneho činidla SRX-274C 1,0 hmotnostného dielu katalyzátora terciárneho amínu, Minico L-1020 0,4 hmotnostného dielu katalyzátora terciárneho amínu, Minico TMDA 0,15 hmotnostného dielu = voda 3,6 % predpolyméru INDEX10% INDEX1% 2% izokyanát NEX1
Fyzikálne vlastnosti: Celková hustota, kg/m3 48,0 25%ILD, kg/314cm2 19,9 Odskok, % 74 50% kompresia
Sila zmrštenia, (suché) 1,9 (mokré) 2,5 6Hz Priepustnosť vibrácií 0,55
6. Pomalý odskok alebo viskoelastická pena
Takzvaná PU pena s pomalým odrazom označuje penu, ktorá nie je obnovená do pôvodného tvaru ihneď po deformácii peny vonkajšou silou, ale pomaly sa obnovuje bez zvyškov povrchovej deformácie.Má výborné odpruženie, zvukovú izoláciu, tesnenie a ďalšie vlastnosti.Môže byť použitý pri kontrole hluku motorov automobilov, podložia kobercov, detských hračiek a zdravotných vankúšov.
Príklad vzorca: Vysoko aktívny polyéter (OH34) 40~60 hmotnostných dielov Polymérny polyéter (OH28) 60~40 hmotnostných dielov Krížové lepidlo ZY-108* 80~100 hmotnostných dielov L-580 1,5 hmotnostných dielov katalyzátor 1,8~2,5 hmotnostných dielov vody 1,6-2,5 hmotnostných dielov Izokyanát. * 1,05 pbw Poznámka: *ZY-108, zlúčenina multifunkčného polyéteru s nízkou molekulovou hmotnosťou** PM-200, zmes skvapalneného MDI-100, oba sú produkty Wanhua Vlastnosti: Hustota peny, kg/m3 150~165 Tvrdosť, Shore A 18~15 Pevnosť v roztrhnutí, kN/m 0,87~0,76 Predĺženie, % 90~130 Rýchlosť odrazu, % 9~7 Doba zotavenia, sekundy 7~10
7. Samoplášťová mikrobunková pena polyéterového typu, odolná proti únave z ohybu miliónkrát
Penu je možné aplikovať na PU podrážky a volanty
实例： DaltocelF-435 31,64 dielov Arcol34-28 10,0 dielov DaltocelF-481 44,72 dielov Arcol2580 3,0 dielov 乙二醇6,0 dielov Daw 8 pbw 催D-1.bco 0p.1催Db. 027 0,3 pbw 硅表面活性剂DC-193 0,3 pbw L1 412T 1,5 Pbw Voda 0,44 Pbw Modifikovaný MDI Suprasec2433 71 Pbw
Fyzikálne vlastnosti: Hustota peny: približne 0,5 g∕cm3 priehyb β-pásu, KCS 35～50, veľmi dobrý
8. Spomaľovač horenia, nízka dymivosť, vysoko odolná pena
S rýchlym rozvojom národného hospodárstva majú rôzne rezorty stále vyššie požiadavky na spomaľovanie horenia penových výrobkov, najmä letectva, automobilov, vysokorýchlostných osobných automobilov, pohoviek pre domácnosť atď. Netoxický.
Vzhľadom na vyššie uvedenú situáciu autor a kolegovia vyvinuli triedu spomaľovača horenia (index kyslíka 28~30%), ktorá má veľmi nízku hustotu dymu (medzinárodná hodnota je 74 a tento produkt je len asi 50) a odraz peny zostáva nezmenený.Produkuje biely dym.
Príklad vzorca: YB-3081 polyéter spomaľujúci horenie 50 hmotnostných dielov Vysoko aktívny polyéter (OH34) 50 hmotnostných dielov Silikónová povrchovo aktívna látka B 8681 0,8~1,0 hmotnostných dielov voda 2,4~2,6 hmotnostných diel DEOA 1,5~3 hmotnostných dielov katalyzátor A-1 atď.
Fyzikálne vlastnosti: Hustota peny, kg/m3 ≥ 50 Pevnosť v tlaku, kPa 5,5 Pevnosť v ťahu, kPa 124 Rýchlosť odrazu, % ≥ 60 Deformácia v tlaku, 75 % ≤ 8 Index kyslíka, OI % ≥ 28 Hustota dymu ≤ 50
9. Voda je penidlo, všetko ekologická samokožná pena
Penotvorné činidlo HCFC-141b bolo v zahraničí úplne zakázané.CP penidlo je horľavé.Penotvorné činidlá HFC-245fa a HFC-365mfc sú drahé a neprijateľné.Kožená pena.V minulosti sa pracovníci PU doma aj v zahraničí venovali iba modifikácii polyéteru a izokyanátu, takže povrchová vrstva peny bola nejasná a hustota vysoká.
Teraz sa odporúča súbor vzorcov, ktoré sa vyznačujú:
l Základný polyéterpolyol zostáva nezmenený a používa sa konvenčný Mn5000 alebo 6000.·
l Izokyanát zostáva nezmenený, možno použiť C-MDI, PAPI alebo modifikovaný MDI.
l Na vyriešenie problému použite špeciálnu prísadu SH-140.·
Základný vzorec:
l Vysoko aktívny polyéter triol Mn5000 65pbw
l SH-140* 35pbw
l Predlžovač reťaze: 1,4-butándiol 5pbw
l Zosieťovacie činidlo: glycerol 1,7 hmotnostných dielov
l Otváracia látka: K-6530 0,2~0,5pbw
l Katalyzátor A-2 1,2~1,3pbw
l Farebná pasta primerané množstvo l Voda 0,5pbw
l MR-200 45pbw
Poznámka: *SH-140 je náš produkt.
Fyzikálne vlastnosti: celková hustota peny je 340~350kg/m3
Produkty: hladký povrch, číra kôra, nízka hustota.
Čas odoslania: 12. augusta 2022