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新一代海綿增硬劑

新一代綿增硬劑

在聚氨酯塊海綿的生產(chǎn)中,調(diào)整海綿硬度一直是一個(gè)比較困難的問題。海綿硬度可以通過不同的方法調(diào)整。通常,降低海綿的硬度,即軟化海綿,不會(huì)對(duì)海綿的其他性質(zhì)產(chǎn)生太大的變化,但是不可能增加海綿的硬度而不會(huì)對(duì)海綿的其他性能產(chǎn)生不良影響。

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(huì)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(huì)降低海綿的物理性質(zhì);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(huì)大大增加;一種方法是加強(qiáng)海綿的三維結(jié)構(gòu),即增加交聯(lián)的數(shù)量,可以通過增加TDI指數(shù)來實(shí)現(xiàn),然而,當(dāng)以這種法會(huì)使海綿的泡孔結(jié)構(gòu)改變,透氣性降低,閉孔的數(shù)量增加。此外,隨著反應(yīng)溫度的升高,塊體內(nèi)發(fā)黃或甚至發(fā)火的風(fēng)險(xiǎn)增加;另一種方法是加速膠凝反應(yīng),即增加錫催化劑。該方法也會(huì)使海綿的泡孔結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,透氣性降低。

新典化學(xué)根據(jù)行業(yè)需求,對(duì)海綿的硬度機(jī)理進(jìn)行了長(zhǎng)期研究。作為這些研究的結(jié)果,新開發(fā)的海綿專用增硬添加劑系列以滿足客戶的需求。下表為新典化學(xué)該系列產(chǎn)品列表:

  NT H12 NT H15 NT H18
類型 胺類反應(yīng)性增硬劑 聚酯型增硬劑 聚醚型增硬劑
優(yōu)缺點(diǎn) 產(chǎn)品本身有氨味,可參與反應(yīng),無VOC排放,可與組合料體系混溶,不需要調(diào)整配方,添加量較小。 可參與反應(yīng),與組合料體系相溶性較差,可降低TDI指數(shù)節(jié)省成本,價(jià)格便宜。 可參與反應(yīng),可與組合料體系混溶,可降低TDI指數(shù)節(jié)省成本,添加量較大,綜合性價(jià)比高。

以NT H18為例,具體實(shí)驗(yàn)說明其性能效果。

與市場(chǎng)上的其他硬化添加劑不同,NT H18可顯著提高硬度,同時(shí)不影響泡沫的孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)NT H18添加到配方中時(shí),沒有必要改變TDI或錫的量來維持開孔結(jié)構(gòu)。使用量為1至5pphp,取決于所需的硬度增加。取決于泡沫密度,配方和生產(chǎn)參數(shù),可以在不顯著改變孔結(jié)構(gòu)的情況下提高35%的硬度。

表一:實(shí)驗(yàn)箱泡密度為16kg/m3海綿一般的配方如下:

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 H18(pphp) X
TDI Index 110

如圖1所示,在參考配方實(shí)驗(yàn)室條件下,密度為16kg/m3海綿中添加3pphp和5pphp 的NT H18,其硬度增加達(dá)到25%和35%。

圖1:添加3pphp和5pphp 的NT H18海綿的硬度變化曲線

NT H18不僅可用于增加硬度,還可用于減少配方中TDI,聚合多元醇或錫的含量,同時(shí)保持海綿硬度。因此,如果需要,它可用于降低成本,并促進(jìn)工藝條件(反應(yīng)溫度)。如表2所示,在參考配方實(shí)驗(yàn)室條件下,密度為21kg/m3海綿中添加3pphp的NT H18,將TDI指數(shù)從105降低到100,硬度保持幾乎恒定,并且可顯著改善海綿黃化問題,如圖二所示。

表二:實(shí)驗(yàn)箱泡密度為21kg/m3海綿一般的配方如下:

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 H18(pphp) 0 3
TDI Index 110 105

圖二:實(shí)驗(yàn)所得海綿的黃化結(jié)果對(duì)比

總結(jié):綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以得出NT H18可明顯改善海綿的硬度而對(duì)海綿自身的其他物理性能基本不影響,且在一定程度上能改善海綿的黃化問題。

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