聚氨酯復合材料增硬劑
新一代海綿增硬劑
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,不會對海綿的其他性質(zhì)產(chǎn)生太大的變化,但是不可能增加海綿的硬度而不會對海綿的其他性能產(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(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,但海綿的成本會大大增加;一種方法是加強海綿的三維結(jié)構(gòu),即增加交聯(lián)的數(shù)量,可以通過增加TDI指數(shù)來實現(xiàn),然而,當以這種法會使海綿的泡孔結(jié)構(gòu)改變,透氣性降低,閉孔的數(shù)量增加。此外,隨著反應溫度的升高,塊體內(nèi)發(fā)黃或甚至發(fā)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(jié)構(gòu)發(fā)生變化,透氣性降低。
新典化學根據(jù)行業(yè)需求,對海綿的硬度機理進行了長期研究。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。下表為新典化學該系列產(chǎn)品列表:
NT ADD H12 | NT ADD H15 | NT ADD H18 | |
類型 | 胺類反應性增硬劑 | 聚酯型增硬劑 | 聚醚型增硬劑 |
優(yōu)缺點 | 產(chǎn)品本身有氨味,可參與反應,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,與組合料體系相溶性較差,可降低TDI指數(shù)節(jié)省成本,價格便宜。 | 可參與反應,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,綜合性價比高。 |
以NT ADD H18為例,具體實驗說明其性能效果。
與市場上的其他硬化添加劑不同,NT ADD H18可顯著提高硬度,同時不影響泡沫的孔結(jié)構(gòu)。當NT ADD H18添加到配方中時,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:實驗箱泡密度為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 ADD H18(pphp) | X |
TDI Index | 110 |
如圖1所示,在參考配方實驗室條件下,密度為16kg/m3海綿中添加3pphp和5pphp 的NT ADD H18,其硬度增加達到25%和35%。
圖1:添加3pphp和5pphp 的NT ADD H18海綿的硬度變化曲線
NT ADD 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,同時保持海綿硬度。因此,如果需要,它可用于降低成本,并促進工藝條件(反應溫度)。如表2所示,在參考配方實驗室條件下,密度為21kg/m3海綿中添加3pphp的NT ADD 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:實驗箱泡密度為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 ADD H18(pphp) | 0 | 3 |
TDI Index | 110 | 105 |
圖二:實驗所得海綿的黃化結(jié)果對比
總結(jié):綜合上述實驗結(jié)果,可以得出NT ADD H18可明顯改善海綿的硬度而對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。
NT ADD H18不僅可以用在海綿上,也可在其他聚氨酯復合高分子材料上使用,這里只是以海綿材料上的應用做對比實驗。
直接聯(lián)系NEWTOPCHEM