1. Introducción
Los productos de la serie de espuma blanda de poliuretano incluyen principalmente espuma en bloque, continua, esponja, espuma de alta resiliencia (HR), espuma autoadhesiva, espuma de resiliencia lenta, espuma microcelular y espuma semirrígida que absorbe energía.Este tipo de espuma todavía representa aproximadamente el 50% del producto total de poliuretano.De gran variedad y aplicación en expansión, ha estado presente en diversos campos de la economía nacional: electrodomésticos, automóviles, mejoras para el hogar, muebles, trenes, barcos, aeroespacial y muchos otros campos.Desde la llegada de la espuma blanda de PU en la década de 1950, especialmente después de entrar en el siglo XXI, se ha producido un salto en tecnología, variedad y producción de productos.Los aspectos más destacados son: espuma blanda de PU respetuosa con el medio ambiente, es decir, un producto de poliuretano verde;espuma suave de PU con bajo valor de COV;espuma suave de PU de baja atomización;espuma suave de PU llena de agua;espuma suave serie MDI completa;retardante de llama, baja emisión de humos, serie MDI completa Espuma;nuevos tipos de aditivos como catalizadores reactivos de alto peso molecular, estabilizadores, retardantes de llama y antioxidantes;polioles con baja insaturación y bajo contenido de monoalcohol;espuma suave de PU de densidad ultrabaja con excelentes propiedades físicas;baja frecuencia de resonancia, espuma suave de PU de baja transferencia;policarbonatodiol, poliε-caprolactona poliol, polibutadienodiol, politetrahidrofurano y otros polioles especiales;Tecnología de espuma de CO2 líquido, tecnología de espuma de presión negativa, etc.En resumen, la aparición de nuevas variedades y nuevas tecnologías ha contribuido a un mayor desarrollo de la espuma blanda de PU.
2 Principio de formación de espuma
Para sintetizar la espuma blanda de PU ideal que cumpla con los requisitos, es necesario comprender el principio de reacción química del sistema de espuma para seleccionar las materias primas principales y auxiliares y los procesos de fabricación adecuados.El desarrollo de la industria del poliuretano hasta el día de hoy ya no se encuentra en la etapa de imitación, sino que de acuerdo con los requisitos de desempeño del producto final, se puede lograr mediante la estructura de materias primas y técnicas sintéticas.La espuma de poliuretano participa en cambios químicos durante el proceso de síntesis, y los factores que afectan las propiedades estructurales de la espuma son complejos, lo que no solo involucra la reacción química entre isocianato, poliéter (éster) alcohol y agua, sino que también involucra la química coloidal de la formación de espuma. .Las reacciones químicas incluyen extensión de cadena, formación de espuma y reticulación.También afecta la estructura, funcionalidad y peso molecular de las sustancias que participan en la reacción.La reacción general de síntesis de espuma de poliuretano se puede expresar mediante la siguiente fórmula:
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Sin embargo, la situación real es más complicada y las respuestas importantes se resumen a continuación:
01 Extensión de cadena
Isocianatos multifuncionales y poliéter (éster) alcoholes, especialmente compuestos difuncionales, la extensión de cadena se realiza de la siguiente manera:
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En el sistema de formación de espuma, la cantidad de isocianato es generalmente mayor que la del compuesto que contiene hidrógeno activo, es decir, el índice de reacción es mayor que 1, normalmente 1,05, por lo que el final del producto final de cadena extendida en el proceso de formación de espuma debería ser un grupo isocianato.
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La reacción de extensión en cadena es la reacción principal de la espuma de PU y es la clave de las propiedades físicas: resistencia mecánica, tasa de crecimiento, elasticidad, etc.
02 Reacción espumante
La formación de espuma es muy importante en la preparación de espumas blandas, especialmente cuando se sintetizan productos de baja densidad.Hay dos efectos de formación de espuma generales: el uso del calor de reacción para vaporizar compuestos de hidrocarburos de bajo punto de ebullición, como HCFC-141b, HFC-134a, HFC-365mfc, ciclopentano, etc., para lograr fines de formación de espuma, y el otro es utilizar agua e isocianato.La reacción química produce una gran cantidad de espuma de gas CO2:
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En ausencia de catalizador, la velocidad de reacción del agua con isocianatos es lenta.La velocidad de reacción de aminas e isocianatos es bastante rápida.Por esta razón, cuando se utiliza agua como agente espumante, aporta una gran cantidad de segmentos rígidos y compuestos de urea con alta polaridad, que afectan la sensación, la resiliencia y la resistencia al calor de los productos de espuma.Para producir una espuma con excelentes propiedades físicas y baja densidad, es necesario aumentar el peso molecular del poliéter (éster) alcohol y la suavidad de la cadena principal.
03 Acción gelificada
La reacción en gel también se llama reacción de reticulación y curado.En el proceso de formación de espuma, la gelificación es muy importante.La gelificación demasiado temprana o demasiado tardía hará que la calidad de los productos de espuma disminuya o se convierta en productos de desecho.El estado más ideal es que la extensión de la cadena, la reacción de formación de espuma y la reacción del gel alcancen el equilibrio; de lo contrario, la densidad de la espuma será demasiado alta o la espuma colapsará.
Hay tres acciones gelificantes durante el proceso de formación de espuma:
1) Geles de compuestos multifuncionales.
Generalmente, los compuestos con más de tres funcionalidades pueden reaccionar para formar compuestos de la estructura corporal.Utilizamos poliéter polioles con más de tres funcionalidades en la producción de espumas flexibles de poliuretano.Recientemente, en el desarrollo de todos los sistemas MDI también se utilizan poliisocianatos con fn ≥ 2,5 para mejorar la capacidad de carga de las espumas de baja densidad.Éstas son la base para la formación de estructuras reticuladas trifásicas:
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Vale la pena señalar que el peso molecular entre los puntos de reticulación refleja directamente la densidad de reticulación de la espuma.Es decir, la densidad de reticulación es grande, la dureza del producto es alta y la resistencia mecánica es buena, pero la suavidad de la espuma es pobre y la resiliencia y el alargamiento son bajos.El peso molecular (Mc) entre los puntos de reticulación de la espuma blanda es de 2000 a 2500, y el de la espuma semirrígida está entre 700 y 2500.
2) Formación de urea
Cuando se utiliza agua como agente espumante, se generan los correspondientes compuestos de enlace de urea.Cuanta más agua, más enlaces de urea.Además reaccionarán con el exceso de isocianato a alta temperatura para formar compuestos de enlace biuret con una estructura de tres fases:
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3) Formación de alofanato Otro tipo de reacción de reticulación es en la que el hidrógeno de la cadena principal de uretano reacciona aún más con el exceso de isocianato a alta temperatura para formar un enlace de alofanato con una estructura de tres fases:
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La formación de compuestos de biuret y compuestos de alofanato no es ideal para los sistemas espumantes porque estos dos compuestos tienen poca estabilidad térmica y se descomponen a altas temperaturas.Por lo tanto, es muy importante que las personas controlen la temperatura y el índice de isocianato en la producción.
3 cálculos químicos
El material sintético de poliuretano es un material sintético polimérico que puede sintetizar productos poliméricos a partir de materias primas en un solo paso, es decir, las propiedades físicas de los productos se pueden ajustar directamente de forma artificial cambiando las especificaciones y proporciones de composición de las materias primas.Por lo tanto, cómo aplicar correctamente el principio de síntesis de polímeros y establecer una fórmula de cálculo simple es muy importante para mejorar la calidad de los productos de poliuretano.
01 Valor equivalente
El denominado valor equivalente (E) se refiere al peso molecular (Mn) correspondiente a la unidad de funcionalidad (f) en una molécula compuesta;
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Por ejemplo, el peso molecular promedio en número del poliéter triol es 3000, luego su valor equivalente:
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El agente reticulante MOCA comúnmente utilizado, concretamente 4,4′-metilen bis(2 cloroamina), tiene una masa molecular relativa de 267. Aunque hay 4 hidrógenos activos en la molécula, sólo 2 hidrógenos participan en la reacción del isocianato.átomo, por lo que su funcionalidad f=2
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En la especificación del producto de poliéter o poliéster poliol, cada empresa solo proporciona datos del valor de hidroxilo (OH), por lo que es más práctico calcular directamente el valor equivalente con el valor de hidroxilo:
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Vale la pena recordar que la medición real de la funcionalidad del producto requiere mucho tiempo y hay muchas reacciones secundarias.A menudo, la funcionalidad real del poliéter (éster) de triol no es igual a 3, sino que está entre 2,7 y 2,8.Por lo tanto, se recomienda utilizar la fórmula (2), es decir, ¡también se calcula el valor de hidroxilo!
02 Requerimiento de isocianato
Todos los compuestos de hidrógeno activo pueden reaccionar con isocianato.Según el principio de reacción equivalente, es una práctica común en la síntesis de PU calcular con precisión la cantidad de isocianato consumida por cada componente en la fórmula:
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En la fórmula: Ws—cantidad de isocianato
Wp: dosificación de poliéter o poliéster
Ep: equivalente de poliéter o poliéster
Es: equivalente de isocianato
La relación molar de I2—NCO/-OH, es decir, el índice de reacción
ρS: pureza del isocianato
Como todos sabemos, al sintetizar un prepolímero o semiprepolímero con un determinado valor de NCO, la cantidad de isocianato requerida está relacionada con la cantidad real de poliéter y el contenido de NCO requerido por el prepolímero final.Después de resumir:
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En la fórmula: D——la fracción de masa del grupo NCO en el prepolímero
42—— Valor equivalente de NCO
En las espumas actuales con sistemas totalmente MDI, el MDI modificado con poliéter de alto peso molecular se usa generalmente para sintetizar semiprepolímeros, y su % de NCO está entre 25 y 29 %, por lo que la fórmula (4) es muy útil.
También se recomienda una fórmula para calcular el peso molecular entre los puntos de reticulación relacionados con la densidad de reticulación, que es muy útil en la formulación de formulaciones.Ya sea un elastómero o una espuma de alta resiliencia, su elasticidad está directamente relacionada con la cantidad de agente reticulante:
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En la fórmula: Mnc——peso molecular promedio en número entre puntos de reticulación
Por ejemplo: valor equivalente del agente reticulante.
Wg——Cantidad de agente reticulante
WV – la cantidad de prepolímero
D——Contenido de suboficiales
4 materias primas
Las materias primas de poliuretano se dividen en tres categorías: compuestos de poliol, compuestos de poliisocianato y aditivos.Entre ellos, los polioles y poliisocianatos son las principales materias primas del poliuretano, y los agentes auxiliares son compuestos que complementan las propiedades especiales de los productos de poliuretano.
Todos los compuestos con grupos hidroxilo en la estructura de compuestos orgánicos pertenecen a compuestos de poliol orgánico.Entre ellas, las dos espumas de poliuretano más utilizadas son los poliéter polioles y los poliéster polioles.
compuesto de poliol
Poliéter poliol
Es un compuesto oligomérico con un peso molecular promedio de 1000~7000, que se basa en las materias primas de la industria petroquímica: óxido de propileno y óxido de etileno, y compuestos que contienen hidrógeno de dos y tres funciones se utilizan como iniciadores, y se catalizan y polimerizado por KOH..
Generalmente, el peso molecular del poliéter poliol de espuma blanda ordinario está en el rango de 1500~3000, y el valor de hidroxilo está entre 56~110 mgKOH/g.El peso molecular del poliéter poliol de alta resiliencia está entre 4500 y 8000, y el valor de hidroxilo está entre 21 y 36 mgKOH/g.
Vale la pena mencionar que varias variedades grandes de poliéter polioles recientemente desarrolladas en los últimos años son muy beneficiosas para mejorar las propiedades físicas de la espuma flexible de poliuretano y reducir la densidad.
l Poliéter poliol (POP) injertado con polímero, que puede mejorar la capacidad de carga de la espuma blanda de PU, reducir la densidad, aumentar el grado de apertura y evitar la contracción.La dosis también aumenta día a día.
l Poliurea poliéter poliol (PHD): la función del poliéter es similar al polímero poliéter poliol, que puede mejorar la dureza, la capacidad de carga y promover la apertura de los productos de espuma.La resistencia a las llamas aumenta y la espuma de la serie MDI es autoextinguible y se utiliza ampliamente en Europa.l Poliéter poliol polimérico de grado de combustión: es un poliéter poliol injertado con polímero de hidrocarburo aromático que contiene nitrógeno, que no solo puede mejorar la capacidad de carga, la celda abierta, la dureza y otras características de los productos de espuma, sino que también puede sintetizar cojines de asiento de PU. de eso.Tiene un alto retardo de llama: el índice de oxígeno es tan alto como 28% o más, la baja emisión de humo ≤60% y la baja velocidad de propagación de la llama.Es un material excelente para automóviles, trenes y muebles para fabricar cojines de asientos.
l Poliéter poliol de baja insaturación: dado que utiliza un complejo metálico de cianuro doble (DMC) como catalizador, el contenido de dobles enlaces insaturados en el poliéter sintetizado es inferior a 0,010 mol/mg, es decir, contiene monool. El compuesto bajo, es decir, la alta pureza conduce a mejores propiedades de resiliencia y deformación por compresión de la espuma HR sintetizada a partir de ella, así como a una buena resistencia al desgarro y factor de indentación.La espuma del cojín del asiento del automóvil recientemente desarrollada con baja frecuencia de resonancia y baja velocidad de transmisión de 6 Hz es muy buena.
l Polibutadieno glicol hidrogenado, este poliol se ha utilizado recientemente en productos de espuma de PU en el extranjero para mejorar en gran medida las propiedades físicas de la espuma, especialmente la resistencia a la intemperie, la resistencia a la humedad y al calor, la compresión y otros problemas durante muchos años, de modo que el cojín del asiento del automóvil etc. se utilizan en las regiones tropicales de África.
l Poliéter polioles con alto contenido de óxido de etileno, generalmente poliéter polioles de alta actividad, para mejorar la reactividad de los poliéteres, agregue entre 15 y 20% de EO al final durante la síntesis.Los poliéteres anteriores tienen un contenido de EO de hasta el 80 %, y un contenido de PO, por el contrario, es inferior al 40 %.Es la clave para el desarrollo de todas las espumas blandas de PU de la serie MDI, a la que las personas de la industria deben prestar atención.
l Poliéter polioles con actividad catalítica: introducen principalmente grupos amina terciaria con propiedades catalíticas o iones metálicos en la estructura del poliéter.El propósito es reducir la cantidad de catalizador en el sistema de espuma, reducir el valor de COV y una baja atomización de los productos de espuma.
l Poliéter poliol terminado en amino: este poliéter tiene la mayor actividad catalítica, tiempo de reacción corto, desmoldeo rápido y resistencia del producto (especialmente resistencia inicial), desmoldeo, resistencia a la temperatura y resistencia a solventes muy mejoradas., se reduce la temperatura de construcción, se amplía el alcance y es una nueva variedad prometedora.
poliol poliéster
Todos los primeros polioles de poliéster se refieren a polioles de poliéster a base de ácido adípico, y el mercado más grande es la espuma microcelular, que se utiliza en suelas de zapatos.En los últimos años han ido apareciendo una tras otra nuevas variedades, ampliando la aplicación de los polioles de poliéster en PUF.
l Poliol de poliéster a base de ácido adípico modificado con ácido dicarboxílico aromático: sintetiza principalmente poliol de poliéster reemplazando parcialmente el ácido adípico con ácido ftálico o ácido tereftálico, lo que puede mejorar la resistencia inicial del producto y mejorar la resistencia a la humedad y la dureza, al tiempo que reduce los costos.
l Policarbonato poliol: este tipo de producto puede mejorar en gran medida la resistencia a la hidrólisis, la resistencia a la intemperie, la resistencia a la temperatura y la dureza de los productos de espuma, y es una variedad prometedora.
l Poliol poli ε-caprolactona: la espuma de PU sintetizada a partir de él tiene una excelente resistencia a la temperatura, resistencia a la hidrólisis y resistencia a la abrasión, y se deben fabricar algunos productos de alto rendimiento con ella.
l Poliol de poliéster aromático: fue desarrollado mediante la utilización integral de productos de poliéster de desecho en la etapa inicial y se utiliza principalmente en espuma rígida de PU.Ahora se extiende a la espuma blanda de PU, que también merece atención.
Otros Cualquier compuesto con hidrógeno activo se puede aplicar al PUF.De acuerdo con los cambios del mercado y los requisitos de protección ambiental, es imperativo aprovechar al máximo los productos rurales y sintetizar espuma blanda de PU biodegradable.
l Polioles a base de aceite de ricino: estos productos se han utilizado anteriormente en PUF y la mayoría de ellos están hechos de aceite de ricino puro sin modificar para fabricar espumas semirrígidas.Sugiero utilizar tecnología de transesterificación y se introducen varios alcoholes de alto peso molecular en el aceite de ricino para sintetizar diversas especificaciones.
Los derivados se pueden convertir en varios PUF blandos y duros.
l Polioles de la serie de aceites vegetales: afectados recientemente por los precios del petróleo, estos productos se han desarrollado rápidamente.En la actualidad, la mayoría de los productos que se han industrializado son productos en serie de aceite de soja y aceite de palma, y el aceite de semilla de algodón o aceite animal también se pueden utilizar para desarrollar productos en serie, que pueden utilizarse de manera integral, reducir costos y son biodegradables y respetuosos con el medio ambiente. .
poliisocianato
En la producción de espuma de poliuretano flexible se utilizan habitualmente dos tipos de isocianatos, TDI y MDI, y los híbridos TDI/MDI derivados también se utilizan ampliamente en la serie HR.Debido a los requisitos de protección ambiental, la industria automotriz tiene requisitos muy bajos para el valor de COV de los productos de espuma.Por lo tanto, los productos MDI puro, MDI crudo y MDI modificado se han utilizado ampliamente en espuma blanda de PU como los principales productos blandos de PU.
compuesto de poliol
MDI licuado
El 4,4′-MDI puro es sólido a temperatura ambiente.El llamado MDI licuado se refiere al MDI que ha sido modificado de diversas maneras y es líquido a temperatura ambiente.La funcionalidad del MDI licuado se puede utilizar para comprender a qué grupo de MDI modificado pertenece.
l MDI modificado con uretano con una funcionalidad de 2,0;
l MDI modificado con carbodiimida con una funcionalidad de 2,0;
l MDI modificado con diazetaciclobutanona imina, la funcionalidad es 2,2;
l MDI modificado con uretano y diazetidinimina con una funcionalidad de 2,1.
La gran mayoría de estos productos se utilizan en productos moldeados como HR, RIM, espumas autoadhesivas y microespumas como suelas de zapatos.
MDI-50
Es una mezcla de 4,4′-MDI y 2,4′-MDI.Dado que el punto de fusión del 2,4′-MDI es inferior a la temperatura ambiente, aproximadamente 15 °C, el MDI-50 es un líquido almacenado a temperatura ambiente y es fácil de usar.Preste atención al efecto de impedimento estérico del 2,4′-MDI, que es menos reactivo que el cuerpo de 4,4′ y puede ajustarse mediante un catalizador.
MDI grueso o PAPI
Su funcionalidad está entre 2,5 y 2,8 y generalmente se utiliza en espumas rígidas.En los últimos años, debido a factores de precio, también se ha utilizado en el mercado de espumas blandas, pero cabe señalar que debido a su alta funcionalidad, es necesario reducir la cantidad de entrecruzamiento en el diseño de fórmulas.Agente conjunto, o aumentar el plastificante interno.
Auxiliar
Catalizador
El catalizador tiene un gran efecto sobre la espuma de poliuretano y con él se puede conseguir una producción rápida a temperatura ambiente.Hay dos categorías principales de catalizadores: las aminas terciarias y los catalizadores metálicos, como la trietilendiamina, la pentametildietilentriamina, el metilimidazol, el A-1, etc., pertenecen todos a los catalizadores de aminas terciarias, mientras que el octoato estannoso, la dietilendiamina, etc., el laurato de dibutilestaño y el acetato de potasio. , octoato de potasio, bismuto orgánico, etc. son catalizadores metálicos.En la actualidad, se han desarrollado varios catalizadores de tipo retardado, de trimerización, de tipo complejo y de bajo valor de VOC, que también se basan en los tipos de catalizadores anteriores.
Por ejemplo, en la serie Dabco de productos para gas, la materia prima básica es la trietilendiamina:
l Dabco33LV contiene 33% de trietilendiamina/67% de dipropilenglicol
l Dabco R8020 Trietilendiamina contiene 20%/DMEA80%
l La trietilendiamina Dabco S25 contiene 25%/butanodiol 75%
l Dabco8154 trietilendiamina/catalizador retardado ácido
l Dabco EG Trietilendiamina contiene 33%/Etilenglicol 67%
l Trimerización de la serie Dabco TMR
l Burbujas compuestas Dabco 8264, catalizadores equilibrados
l Catalizador de bajo olor Dabco XDM
Bajo la condición de múltiples catalizadores, primero debemos comprender las características de varios catalizadores y sus principios de funcionamiento para obtener el equilibrio del sistema de poliuretano, es decir, el equilibrio entre la velocidad de formación de espuma y la velocidad de gelificación;el equilibrio entre la velocidad de gelificación y la tasa de formación de espuma, y la velocidad de formación de espuma y el equilibrio de fluidez del material, etc.
Los catalizadores metálicos son todos catalizadores de tipo gel.Los catalizadores convencionales de tipo estaño tienen un fuerte efecto gel, pero sus desventajas son que no son resistentes a la hidrólisis y tienen poca resistencia al envejecimiento térmico.La reciente aparición de catalizadores orgánicos de bismuto debería llamar la atención.No solo tiene la función de catalizador de estaño, sino que también tiene buena resistencia a la hidrólisis y resistencia al envejecimiento por calor, lo cual es muy adecuado para mezclar materiales.
estabilizador de espuma
Desempeña el papel de emulsionar el material de espuma, estabilizar la espuma y ajustar la celda, y aumenta la solubilidad mutua de cada componente, lo que es útil para la formación de burbujas, controla el tamaño y la uniformidad de la celda y promueve el equilibrio de la tensión de la espuma.Las paredes son elásticas para retener las células y evitar el colapso.Aunque la cantidad de estabilizador de espuma es pequeña, tiene un impacto significativo en la estructura celular, las propiedades físicas y el proceso de fabricación de la espuma flexible de PU.
En la actualidad, en China se utilizan oligómeros de bloque de silicona/éter de polioxialquileno resistentes a la hidrólisis.Debido a la aplicación de diferentes sistemas de espuma, la proporción de segmento hidrófobo/segmento hidrófilo es diferente y el cambio del eslabón de la cadena al final de la estructura del bloque es diferente., para producir estabilizadores de silicio para diversos productos de espuma.Por eso, a la hora de elegir un estabilizador de espuma, hay que entender su función y funcionamiento, no olvidarlo, no utilizarlo indiscriminadamente y provocar consecuencias adversas.Por ejemplo, el aceite de silicona de espuma blanda no se puede aplicar a la espuma de alta resiliencia, de lo contrario provocará que la espuma se encoja, y el aceite de silicona de alta resiliencia no se puede aplicar para bloquear la espuma blanda, de lo contrario provocará el colapso de la espuma.
Debido a las necesidades de protección del medio ambiente, las industrias del automóvil y del mueble requieren productos con baja atomización y bajo valor de COV.Varias empresas han desarrollado sucesivamente estabilizadores de espuma de baja atomización y bajo valor de VOC, como Dabco DC6070 lanzado por Gas Products Company, que es un aceite de silicona de baja atomización para sistemas TDI.;Dabco DC2525 es un aceite de silicona de bajo empañamiento para sistemas MDI.
agente espumante
El agente espumante para la espuma blanda de PU es principalmente agua, complementada con otros agentes espumantes físicos.En la producción de espuma en bloque, considerando la gran cantidad de agua en los productos de baja densidad, a menudo exceder las 4,5 partes por 100 partes hará que la temperatura interna de la espuma aumente, superando los 170~180 °C, lo que resultará en una combustión espontánea de la Se debe utilizar espuma y un agente espumante de hidrocarburo de bajo punto de ebullición.Uno ayuda a reducir la densidad y el otro elimina una gran cantidad de calor de reacción.Al principio se utilizaba la combinación agua/F11.Debido a cuestiones de protección del medio ambiente, el F11 fue prohibido.En la actualidad, se utilizan la mayoría de los productos de la serie de transición agua/diclorometano y de la serie agua/HCFC-141b.Debido a que los productos de la serie diclorometano también contaminan la atmósfera, es de naturaleza transitoria, mientras que los productos de la serie HFC: HFC-245fa, -356mfc, etc. o los productos de la serie ciclopentano son todos respetuosos con el medio ambiente, pero el primero es caro y el segundo es inflamable, por lo que Para satisfacer las necesidades de reducir el grado de temperatura, la gente ha introducido nuevos procesos, tecnología de espuma de presión negativa, tecnología de enfriamiento forzado y tecnología de CO2 líquido para resolver el problema, el propósito es reducir la cantidad de agua o reducir la temperatura interna. de la espuma.
Recomiendo la tecnología de CO2 líquido para la producción de burbujas en bloque, que es más adecuada para pequeñas y medianas empresas.En la tecnología LCO2, 4 partes de LCO2 equivalen a 13 partes de MC.La relación entre el consumo de agua y el CO2 líquido utilizado para producir espumas de diferentes densidades Densidad de la espuma, kg/m3 de agua, partes en masa LCO2, partes en masa equivalente MC, partes en masa
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
retardante de llama
Los retardantes de llama y la prevención de incendios son una preocupación de la gente todo el tiempo.El documento GB20286-2006 recientemente publicado por mi país, "Requisitos y estándares para el rendimiento de la combustión de productos y componentes retardantes de llama en lugares públicos", tiene nuevos requisitos para el retardo de llama.Para espuma retardante de llama de grado 1, requisitos de plástico: a), tasa máxima de liberación de calor ≤ 250 KW/m2;b), tiempo medio de combustión ≤ 30 s, altura media de combustión ≤ 250 mm;c), grado de densidad de humo (SDR) ≤ 75;d), grado de toxicidad del humo No menos del nivel 2A2.
Es decir: se deben considerar tres factores: retardante de llama, baja emisión de humos y baja toxicidad del humo.Para presentar requisitos más altos para la selección de retardantes de llama, de acuerdo con los estándares anteriores, creo que es mejor elegir variedades que puedan formar una capa gruesa de carbono y liberar humo no tóxico o poco tóxico.En la actualidad, es más adecuado utilizar retardantes de llama de alto peso molecular a base de ésteres de fosfato o hidrocarburos aromáticos libres de halógenos con variedades heterocíclicas resistentes a altas temperaturas, etc. En los últimos años, países extranjeros han desarrollado espuma flexible de PU retardante de llama de grafito expandido. o retardante de llama heterocíclico de nitrógeno. El medicamento es correcto.
otro
Otros aditivos incluyen principalmente: abridores de poros, agentes reticulantes, antioxidantes, agentes antivaho, etc. A la hora de seleccionar se debe considerar la influencia de los aditivos en el rendimiento de los productos de PU, así como su toxicidad, migración, compatibilidad, etc. . pregunta.
5 productos
Para comprender mejor la relación entre la fórmula y el rendimiento de la espuma blanda de PU, se presentan varios ejemplos representativos como referencia:
1. Fórmula típica y propiedades de la espuma blanda de poliéter PU en bloque
Poliéter triol 100 pbw TDI80/20 46,0 pbw Catalizador de organoestaño 0,4 pbw Catalizador de amina terciaria 0,2 pbw Estabilizador de espuma de silicio 1,0 pbw Agua 3,6 pbw Agente coespumante 0~12 pbw Propiedades: Densidad de la espuma, kg/m3 22,4 Resistencia a la tracción, kpa 96,3 Alargamiento, % 220 Resistencia al desgarro, N/m 385 Conjunto de compresión, 50 % 6 90 % 6 Carga de cavitación, kg (38 cm × 35,6 cm × 10 cm) Deformación 25 % 13,6 65 % 25,6 Rebote de la bola que cae, % 38 En los últimos años, para cumplir con los Para satisfacer las necesidades del mercado, algunas empresas suelen producir espuma de baja densidad (10 kg/m3).Al producir espuma flexible de densidad ultrabaja, no se trata simplemente de aumentar el agente espumante y el agente espumante auxiliar.Lo que se puede hacer también debe combinarse con un tensioactivo de silicio de estabilidad relativamente alta y un catalizador.
Producción de fórmula de referencia de espuma flexible de baja densidad y densidad ultrabaja: nombre densidad media densidad ultrabaja densidad
Caja continua caja continua poliéter poliol 100100100100100 Agua 3.03.04.55.56.6 Catalizador A-33 0.20.20.20.250.18 Surfactante de silicio B-81101.01.21.11.93.8 Octaato estannoso 0.250.280.350.360.40 Agente 7.57 .512.515.034.0 TDI80/2041.444.056.073 .0103.0 Densidad, kg/m3 23.023.016.514.08.0
Fórmula de espuma cilíndrica: Poliéter poliol tipo EO/PO (OH:56) 100 pbw Agua 6,43 pbw Agente espumante MC 52,5 pbw Surfactante de silicio L-628 6,50 pbw Catalizador A230 0,44 pbw Octato estannoso D19 0,85 pbw Índice TDI80/20 0,99 Dosis 139 pbw Densidad de la espuma , kg/m3 7,5
2. Agente coespumante de CO2 líquido para fabricar espuma de baja densidad.
Poliéter triol (Mn3000) 100 100 Agua 4,9 5,2 CO2 líquido 2,5 3,3 Tensioactivo de silicona L631 1,5 1,75 B8404 Catalizador de amina A133 0,28 0,30 Octatoato estannoso 0,14 0,17 Retardante de llama DE60F 0 114 TDI 80/20 Densidad de la espuma, kg/m 3 16 16
La fórmula típica es la siguiente: Poliéter triol (Mn3000) 100 pbw Agua 4,0 pbw LCO2 4,0~5,5 pbw Catalizador A33 0,25 pbw Surfactante de silicio SC155 1,35 pbw Octaato estannoso D19 0,20 pbw TDI80/20 índice 110 Densidad de la espuma, kg/m3 14,0~16. 5
3. Espuma suave de poliuretano de baja densidad MDI completa
La espuma suave moldeada de PU se usa ampliamente en la producción de cojines para asientos de automóviles.La reducción de la densidad sin afectar las propiedades físicas es el objetivo del desarrollo.
Fórmula: Poliéter de alta actividad (OH: 26~30 mgKOH/g) 80 pbw Poliol polimérico (OH: 23~27 mg KOH/g) 20 pbw Agente reticulante 0~3 pbw Agua 4,0 pbw Catalizador de amina A-33 2,8 pbw Actividad superficial del aceite de silicona Agente B8716 1,0 pbw Índice MDI 90 pbw Rendimiento: Densidad del centro de la espuma 34,5 kg/m3 Dureza ILD25% 15,0 kg/314 cm2 Resistencia al desgarro 0,8 kg/cm Resistencia a la tracción 1,34 kg/cm2 Alargamiento 120 % Tasa de rebote 62 % Deformación permanente por compresión (seco) 5,0 % (húmedo) 13,5%
4. Cojín de asiento de vehículo respetuoso con el medio ambiente, MDI completo y de baja densidad
El homólogo del MDI puro: M50, es decir, el producto de 4,4′MDI 50% 2,4′MDI 50%, puede espumarse a temperatura ambiente, mejorar la fluidez, reducir la densidad del producto y reducir el peso del vehículo, lo cual es muy prometedor.El producto:
Formulación: Poliéter poliol de alta actividad (OH: 28 mg KOH/g) 95 pbw 310 Auxiliar* 5 pbw Dabco 33LV 0,3 pbw Dabco 8154 0,7 pbw Surfactante de silicio B4113 0,6 pbw A-1 0,1 pbw Agua 3,5 pbw Índice de cianato M50 50 pbw 8
Propiedades físicas: Tiempo de estirado (s) 62 Tiempo de subida (s) 98 Densidad de la espuma libre, kg/m3 32,7 Deflexión por carga de compresión, kpa: 40% 1,5 Alargamiento, % 180 Resistencia al desgarro, N/m 220
Nota: *310 Auxiliar: Lo vendo, es un extensor de cadena especial.
5. Espuma de PU de alta resistencia y comodidad para montar
Recientemente, el mercado exigía que las propiedades físicas de los cojines de espuma para los asientos permanecieran sin cambios, pero que las personas no se fatigaran ni se marearan con los cojines de los asientos de alta calidad después de una conducción prolongada.Según las investigaciones, los órganos internos del cuerpo humano, especialmente el estómago, tienen una frecuencia de alrededor de 6 Hz.Si se produce resonancia, provocará náuseas y vómitos.
Generalmente, la transmitancia de vibración de la espuma de alta resiliencia a 6 Hz es de 1,1 a 1,3, es decir, cuando el vehículo está en marcha, no se debilita sino que aumenta, y algunos productos de fórmula pueden reducir la vibración a 0,8 a 0,9.Ahora se recomienda una formulación del producto y su transmisión de vibración de 6 Hz está en el nivel de 0,5 ~ 0,55.
Formulación: Poliéter poliol de alta actividad (Mn6000) 100 pbw Surfactante de silicio SRX-274C 1,0 pbw Catalizador de amina terciaria, Minico L-1020 0,4 pbw Catalizador de amina terciaria, Minico TMDA 0,15 pbw Agua 3,6 pbw Prepolímero de isocianato (NCO%= 29,7%) INDEX 100
Propiedades físicas: Densidad total, kg/m3 48,0 25 %ILD, kg/314 cm2 19,9 Rebote, % 74 50 % compresión
Resistencia a la contracción (seco) 1,9 (húmedo) 2,5 Transmitancia de vibración de 6 Hz 0,55
6. Espuma viscoelástica o de rebote lento
La llamada espuma de PU de rebote lento se refiere a la espuma que no recupera su forma original inmediatamente después de que la fuerza externa la deforma, sino que se restaura lentamente sin deformación residual de la superficie.Tiene excelente amortiguación, aislamiento acústico, sellado y otras propiedades.Se puede utilizar para controlar el ruido de motores de automóviles, respaldos de alfombras, juguetes para niños y almohadas médicas.
Fórmula de ejemplo: Poliéter de alta actividad (OH34) 40~60 pbw Polímero poliéter (OH28) 60~40 pbw Adhesivo cruzado ZY-108* 80~100 pbw L-580 1,5 pbw Catalizador 1,8~2,5 pbw Agua 1,6~2,2 pbw Índice de isocianato* * 1,05 pbw Nota: *ZY-108, un compuesto de poliéter multifuncional de bajo peso molecular** PM-200, una mezcla de MDI-100 licuado, ambos son productos Wanhua Propiedades: Densidad de la espuma, kg/m3 150~165 Dureza, Shore A 18~15 Resistencia al desgarro, kN/m 0,87~0,76 Alargamiento, % 90~130 Tasa de rebote, % 9~7 Tiempo de recuperación, segundos 7~10
7. Espuma microcelular revestida de poliéter resistente a la fatiga por flexión millones de veces
La espuma se puede aplicar a suelas de PU y volantes.
Ejemplo: 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 催化剂Dabco EG 1,8 pbw A-1 0,3 pbw Dabco102 7 0,3 pbw 硅表面活性剂DC-193 0,3 pbw L1 412T 1,5 pbw Agua 0,44 pbw MDI modificado Suprasec2433 71 pbw
Propiedades físicas: Densidad de la espuma: aproximadamente 0,5 g∕cm3. Deflexión de la correa β, KCS 35～50, muy buena.
8. Espuma retardante de llama, con poco humo y alta resiliencia
Con el rápido desarrollo de la economía nacional, varios departamentos tienen requisitos cada vez más altos para el retardo de llama de los productos de espuma, especialmente la aviación, los automóviles, los turismos de alta velocidad y los sofás domésticos, etc. No tóxico.
En vista de la situación anterior, el autor y sus colegas han desarrollado un grado retardante de llama (índice de oxígeno de 28 ~ 30%), que tiene una densidad de humo muy baja (el valor internacional es 74, y este producto es solo alrededor de 50), y el rebote de la espuma permanece sin cambios.Produce humo blanco.
Fórmula de ejemplo: Poliéter retardante de llama YB-3081 50 pbw Poliéter de alta actividad (OH34) 50 pbw Surfactante de silicona B 8681 0,8~1,0 pbw Agua 2,4~2,6 pbw DEOA 1,5~3 pbw Catalizador A-1, etc. 0,6~1,1 pbw índice de isocianato 1,05
Propiedades físicas: Densidad de la espuma, kg/m3 ≥50 Resistencia a la compresión, kPa 5,5 Resistencia a la tracción, kPa 124 Tasa de rebote, % ≥60 Deformación por compresión, 75% ≤8 Índice de oxígeno, OI% ≥ 28 Densidad del humo ≤50
9. El agua es el agente espumante, toda la espuma respetuosa con el medio ambiente.
El agente espumante HCFC-141b ha sido completamente prohibido en países extranjeros.El agente espumante CP es inflamable.Los agentes espumantes HFC-245fa y HFC-365mfc son caros e inaceptables.Espuma de cuero.En el pasado, los trabajadores de PU en el país y en el extranjero solo prestaban atención a la modificación del poliéter y el isocianato, por lo que la capa superficial de la espuma no era clara y la densidad era alta.
Actualmente se recomiendan un conjunto de fórmulas, que se caracterizan por:
l El poliéter poliol básico permanece sin cambios y se utiliza el Mn5000 o 6000 convencional.·
l El isocianato permanece sin cambios, se puede utilizar C-MDI, PAPI o MDI modificado.
l Utilice el aditivo especial SH-140 para resolver el problema.·
Fórmula básica:
l Poliéter triol de alta actividad Mn5000 65pbw
l SH-140* 35pbw
l Extensor de cadena: 1,4-butanodiol 5pbw
l Agente reticulante: glicerol 1,7 pbw
l Agente de apertura: K-6530 0,2~0,5pbw
l Catalizador A-2 1.2~1.3pbw
l Pasta de color cantidad adecuada l Agua 0,5 pbw
l MR-200 45pbw
Nota: *SH-140 es nuestro producto.
Propiedades físicas: la densidad total de la espuma es 340~350kg/m3
Productos: superficie lisa, corteza clara, baja densidad.
Hora de publicación: 12 de agosto de 2022