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聚氨酯復合材料增硬劑

新一代海綿增硬劑

在(zai)聚氨酯塊海(hai)(hai)綿(mian)的(de)生產中,調整海(hai)(hai)綿(mian)硬(ying)(ying)度一直(zhi)是(shi)(shi)一個比較(jiao)困難的(de)問題。海(hai)(hai)綿(mian)硬(ying)(ying)度可以通(tong)過不(bu)(bu)同的(de)方法調整。通(tong)常,降低海(hai)(hai)綿(mian)的(de)硬(ying)(ying)度,即軟(ruan)化(hua)海(hai)(hai)綿(mian),不(bu)(bu)會(hui)對海(hai)(hai)綿(mian)的(de)其他性質(zhi)產生太大的(de)變化(hua),但(dan)是(shi)(shi)不(bu)(bu)可能增加海(hai)(hai)綿(mian)的(de)硬(ying)(ying)度而(er)不(bu)(bu)會(hui)對海(hai)(hai)綿(mian)的(de)其他性能產生不(bu)(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(xin)典(dian)化(hua)(hua)學根據(ju)行業(ye)需求(qiu),對(dui)海綿(mian)的硬度機理進行了(le)長期研究。作為(wei)這(zhe)些(xie)研究的結(jie)果(guo),新(xin)開發(fa)的海綿(mian)專用增硬添加劑系列以滿(man)足客戶的需求(qiu)。下(xia)表為(wei)新(xin)典(dian)化(hua)(hua)學該(gai)系列產品列表:

NT ADD H12 NT ADD H15 NT ADD H18
類型 胺類反應性增(zeng)硬劑 聚酯型增硬劑 聚醚型增(zeng)硬劑
優缺點 產品本身有(you)氨味,可參與(yu)反應(ying),無VOC排(pai)放(fang),可與(yu)組合料體系混溶,不需(xu)要調整配方,添加量較(jiao)小。 可(ke)(ke)參與(yu)反(fan)應,與(yu)組(zu)合料(liao)體系相溶性較差,可(ke)(ke)降低TDI指數節(jie)省成(cheng)本,價格便宜。 可(ke)參(can)與(yu)反應(ying),可(ke)與(yu)組(zu)合(he)料(liao)體(ti)系混溶,可(ke)降低TDI指數節省成本,添(tian)加量較大,綜合(he)性價比高。

以NT ADD H18為例,具體(ti)實(shi)驗說明其性(xing)能效果。

與市場上(shang)的(de)其他硬化添(tian)(tian)加(jia)劑不(bu)同,NT ADD H18可(ke)顯(xian)著(zhu)提高(gao)硬度(du),同時(shi)不(bu)影響泡(pao)沫(mo)的(de)孔(kong)結(jie)構。當(dang)NT ADD H18添(tian)(tian)加(jia)到配方(fang)中時(shi),沒有必要改變TDI或錫的(de)量來維持開(kai)孔(kong)結(jie)構。使用量為1至5pphp,取決(jue)于(yu)所需的(de)硬度(du)增加(jia)。取決(jue)于(yu)泡(pao)沫(mo)密度(du),配方(fang)和(he)生產參(can)數,可(ke)以在不(bu)顯(xian)著(zhu)改變孔(kong)結(jie)構的(de)情況下提高(gao)35%的(de)硬度(du)。

表一(yi):實驗(yan)箱泡密度為(wei)16kg/m3海(hai)綿(mian)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(tu)1所(suo)示,在參考配方(fang)實(shi)驗室條件下(xia),密度為16kg/m3海綿中(zhong)添加3pphp和(he)5pphp 的NT ADD H18,其硬度增加達到25%和(he)35%。

圖1:添加3pphp和5pphp 的NT ADD H18海(hai)綿的硬(ying)度變化曲線

1 (1)

NT ADD H18不僅(jin)可用于(yu)增(zeng)加(jia)硬度(du)(du),還可用于(yu)減(jian)少配方中TDI,聚合多元(yuan)醇或錫的含量,同時保(bao)持海綿硬度(du)(du)。因(yin)此(ci),如(ru)果需要,它可用于(yu)降低成本,并促進工藝條件(反應溫度(du)(du))。如(ru)表2所(suo)示,在參(can)考(kao)配方實(shi)驗(yan)室條件下(xia),密度(du)(du)為21kg/m3海綿中添加(jia)3pphp的NT ADD H18,將TDI指數從(cong)105降低到100,硬度(du)(du)保(bao)持幾乎恒定,并且(qie)可顯著改(gai)善(shan)海綿黃化(hua)問題,如(ru)圖二所(suo)示。

表(biao)二(er):實驗箱(xiang)泡密度為21kg/m3海綿一般的配方如下(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(tu)二:實驗所得海綿的黃化結果對比

1 (2)

總結:綜合上述(shu)實驗結果,可(ke)以得出NT ADD H18可(ke)明顯改(gai)善(shan)海綿(mian)的硬度而對海綿(mian)自身(shen)的其他物理(li)性能基本不(bu)影響,且在一(yi)定程度上能改(gai)善(shan)海綿(mian)的黃化問題。

NT ADD H18不僅可以用在(zai)海綿上(shang),也可在(zai)其他聚(ju)氨酯復合高分子材料(liao)上(shang)使(shi)用,這(zhe)里只是以海綿材料(liao)上(shang)的應用做對比實驗。

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