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聚氨酯復合材料增硬劑

新一代海綿增硬劑

在聚(ju)氨酯塊海(hai)(hai)(hai)(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)生產中,調整海(hai)(hai)(hai)(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)硬度一(yi)直是一(yi)個比(bi)較困難的(de)(de)(de)(de)(de)問題。海(hai)(hai)(hai)(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)硬度可(ke)以通過不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)方法調整。通常(chang),降低海(hai)(hai)(hai)(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度,即軟化(hua)海(hai)(hai)(hai)(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian),不(bu)會(hui)對海(hai)(hai)(hai)(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)其他性質產生太大的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua),但是不(bu)可(ke)能(neng)增加海(hai)(hai)(hai)(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度而不(bu)會(hui)對海(hai)(hai)(hai)(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)其他性能(neng)產生不(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(xin)典(dian)化學根(gen)據行業需求(qiu),對(dui)海(hai)綿的硬(ying)度(du)機理進行了長期(qi)研究(jiu)。作為這些研究(jiu)的結果,新(xin)開發的海(hai)綿專(zhuan)用增硬(ying)添加劑系列以滿足客戶(hu)的需求(qiu)。下(xia)表為新(xin)典(dian)化學該(gai)系列產品列表:

NT ADD H12 NT ADD H15 NT ADD H18
類(lei)型 胺類反應(ying)性增硬劑 聚(ju)酯型增硬劑 聚醚型增硬劑
優(you)缺點 產品本身有氨(an)味(wei),可參(can)與(yu)反應,無VOC排放,可與(yu)組合料(liao)體系混溶(rong),不(bu)需要(yao)調整配方,添(tian)加量較(jiao)小。 可(ke)參與反應,與組合料體系相溶性較差(cha),可(ke)降低TDI指數(shu)節省(sheng)成本(ben),價格便宜。 可(ke)參與(yu)反(fan)應,可(ke)與(yu)組合(he)料體系混(hun)溶,可(ke)降低TDI指數節省成(cheng)本,添加量較大,綜(zong)合(he)性價比(bi)高。

以(yi)NT ADD H18為例,具體實驗說(shuo)明(ming)其(qi)性(xing)能效果。

與市場上的(de)其他硬化添加劑不(bu)同,NT ADD H18可(ke)顯著(zhu)提高(gao)硬度,同時不(bu)影(ying)響(xiang)泡沫(mo)的(de)孔(kong)(kong)結構。當NT ADD H18添加到(dao)配方(fang)中(zhong)時,沒有(you)必要改(gai)變TDI或錫的(de)量(liang)來(lai)維持開(kai)孔(kong)(kong)結構。使用量(liang)為1至5pphp,取決于所需(xu)的(de)硬度增加。取決于泡沫(mo)密度,配方(fang)和生產(chan)參數,可(ke)以在不(bu)顯著(zhu)改(gai)變孔(kong)(kong)結構的(de)情況下提高(gao)35%的(de)硬度。

表一:實驗箱泡密(mi)度為16kg/m3海綿一般(ban)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,在參考(kao)配方實驗室條件下,密度為16kg/m3海綿中添加(jia)3pphp和5pphp 的NT ADD H18,其硬度增加(jia)達到(dao)25%和35%。

圖(tu)1:添加(jia)3pphp和5pphp 的(de)NT ADD H18海綿(mian)的(de)硬度變化曲線

NT ADD H18不僅可用(yong)(yong)于增加硬(ying)度,還可用(yong)(yong)于減少配(pei)方(fang)中TDI,聚合多元(yuan)醇(chun)或錫的(de)含量,同(tong)時保持海綿硬(ying)度。因(yin)此,如(ru)果(guo)需要,它可用(yong)(yong)于降低(di)(di)成本(ben),并促(cu)進工藝(yi)條件(反(fan)應溫度)。如(ru)表2所示(shi),在參考配(pei)方(fang)實驗室條件下,密度為21kg/m3海綿中添加3pphp的(de)NT ADD H18,將TDI指(zhi)數從105降低(di)(di)到100,硬(ying)度保持幾乎恒定,并且可顯著改善海綿黃化問(wen)題,如(ru)圖二所示(shi)。

表二:實驗箱泡(pao)密度為21kg/m3海綿一般(ban)的(de)配方(fang)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(er):實驗所得海綿的黃化結果對比

總結:綜(zong)合上(shang)述實驗結果,可(ke)以得出NT ADD H18可(ke)明(ming)顯改善(shan)海(hai)綿(mian)(mian)的(de)(de)硬度而對海(hai)綿(mian)(mian)自身的(de)(de)其(qi)他物理性能基本不影響,且在一定程度上(shang)能改善(shan)海(hai)綿(mian)(mian)的(de)(de)黃化(hua)問(wen)題。

NT ADD H18不僅(jin)可(ke)以用在(zai)海(hai)綿上,也可(ke)在(zai)其他聚氨酯復(fu)合高(gao)分(fen)子材(cai)料上使用,這里(li)只(zhi)是以海(hai)綿材(cai)料上的應用做對(dui)比(bi)實驗。

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