1. Introdução
Os produtos da série de espuma macia de poliuretano incluem principalmente bloco, contínuo, esponja, espuma de alta resiliência (HR), espuma auto-pele, espuma de resiliência lenta, espuma microcelular e espuma semirrígida de absorção de energia.Esse tipo de espuma ainda representa cerca de 50% do total do produto de poliuretano.Grande variedade e aplicação em expansão, tem estado presente em vários campos da economia nacional: eletrodomésticos, automóveis, reforma residencial, mobiliário, trens, navios, aeroespacial e muitos outros campos.Desde o advento da espuma macia de PU na década de 1950, especialmente após a entrada no século 21, houve um salto em tecnologia, variedade e produção de produtos.Os destaques são: Espuma macia de PU ecologicamente correta, ou seja, produto de poliuretano verde;espuma macia de PU com baixo valor de VOC;espuma macia de PU de baixa atomização;espuma macia PU cheia de água;espuma macia completa da série MDI;retardador de chama, baixa emissão de fumaça, série MDI Espuma;novos tipos de aditivos, como catalisadores reativos de alto peso molecular, estabilizantes, retardadores de chama e antioxidantes;polióis com baixa insaturação e baixo teor de monoálcool;espuma macia de PU de densidade ultrabaixa com excelentes propriedades físicas;baixa frequência de ressonância, espuma macia de PU de baixa transferência;policarbonato diol, poliol poliε-caprolactona, polibutadieno diol, politetrahidrofurano e outros polióis especiais;tecnologia de formação de espuma de CO2 líquido, tecnologia de formação de espuma de pressão negativa, etc.Em suma, o surgimento de novas variedades e novas tecnologias promoveu o desenvolvimento da espuma macia de PU.
2 Princípio de formação de espuma
Para sintetizar a espuma macia de PU ideal que atenda aos requisitos, é necessário compreender o princípio da reação química do sistema de espuma para selecionar as matérias-primas principais e auxiliares e os processos de fabricação adequados.O desenvolvimento da indústria do poliuretano até hoje não está mais na fase de imitação, mas de acordo com os requisitos de desempenho do produto final, pode ser alcançado através da estrutura das matérias-primas e técnicas sintéticas.A espuma de poliuretano participa de mudanças químicas durante o processo de síntese, e os fatores que afetam as propriedades estruturais da espuma são complexos, o que não envolve apenas a reação química entre isocianato, álcool poliéter (éster) e água, mas também envolve a química coloidal da formação de espuma .As reações químicas incluem extensão de cadeia, formação de espuma e reticulação.Também afeta a estrutura, funcionalidade e peso molecular das substâncias que participam da reação.A reação geral de síntese da espuma de poliuretano pode ser expressa pela seguinte fórmula:
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No entanto, a situação real é mais complicada e as respostas importantes são resumidas da seguinte forma:
01 Extensão de corrente
Isocianatos multifuncionais e álcoois poliéteres (ésteres), especialmente compostos difuncionais, a extensão da cadeia é realizada da seguinte forma:
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No sistema de formação de espuma, a quantidade de isocianato é geralmente maior que a do composto contendo hidrogênio ativo, ou seja, o índice de reação é maior que 1, geralmente 1,05, de modo que o final do produto final de cadeia estendida no processo de formação de espuma deve ser um grupo isocianato.
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A reação de extensão da cadeia é a principal reação da espuma PU e é a chave para as propriedades físicas: resistência mecânica, taxa de crescimento, elasticidade, etc.
02 Reação de formação de espuma
A formação de espuma é muito importante na preparação de espumas macias, principalmente na síntese de produtos de baixa densidade.Existem dois efeitos gerais de formação de espuma: o uso de calor de reação para vaporizar compostos de hidrocarbonetos de baixo ponto de ebulição, como HCFC-141b, HFC-134a, HFC-365mfc, ciclopentano, etc., para atingir fins de formação de espuma, e o outro é usar água e isocianato.A reação química produz uma grande quantidade de formação de espuma de gás CO2:
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Na ausência de um catalisador, a taxa de reação da água com os isocianatos é lenta.A taxa de reação de aminas e isocianatos é bastante rápida.Por esse motivo, quando a água é utilizada como agente espumante, ela traz um grande número de segmentos rígidos e compostos de ureia com alta polaridade, que afetam o toque, a resiliência e a resistência ao calor dos produtos de espuma.Para produzir uma espuma com excelentes propriedades físicas e baixa densidade, é necessário aumentar o peso molecular do álcool poliéter (éster) e a maciez da cadeia principal.
03 Ação gel
A reação em gel também é chamada de reação de reticulação e cura.No processo de formação de espuma, a gelificação é muito importante.A gelificação muito cedo ou muito tarde fará com que a qualidade dos produtos de espuma diminua ou se torne um produto residual.O estado mais ideal é que a extensão da cadeia, a reação de formação de espuma e a reação do gel atinjam o equilíbrio, caso contrário a densidade da espuma será muito alta ou a espuma entrará em colapso.
Existem três ações de gelificação durante o processo de formação de espuma:
1) Géis de compostos multifuncionais
Geralmente, compostos com mais de três funcionalidades podem reagir para formar compostos da estrutura corporal.Utilizamos polióis poliéteres com mais de três funcionalidades na produção de espumas flexíveis de poliuretano.Recentemente, poliisocianatos com fn ≥ 2,5 também são utilizados no desenvolvimento de todos os sistemas MDI para melhorar a capacidade de carga de espumas de baixa densidade.Estas são a base para a formação de estruturas reticuladas trifásicas:
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Vale a pena notar que o peso molecular entre os pontos de reticulação reflete diretamente a densidade de reticulação da espuma.Ou seja, a densidade de reticulação é grande, a dureza do produto é alta e a resistência mecânica é boa, mas a maciez da espuma é baixa e a resiliência e o alongamento são baixos.O peso molecular (Mc) entre os pontos de reticulação da espuma macia é 2.000-2.500, e a espuma semirrígida está entre 700-2.500.
2) Formação de uréia
Quando a água é usada como agente espumante, são gerados compostos de ligação de ureia correspondentes.Quanto mais água, mais ligações de uréia.Eles reagirão ainda mais com o excesso de isocianato em alta temperatura para formar compostos de ligação de biureto com uma estrutura trifásica:
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3) Formação de alofanato Outro tipo de reação de reticulação é que o hidrogênio na cadeia principal do uretano reage ainda mais com o excesso de isocianato em alta temperatura para formar uma ligação de alofanato com uma estrutura trifásica:
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A formação de compostos de biureto e compostos de alofanato não é ideal para sistemas espumantes porque estes dois compostos têm baixa estabilidade térmica e se decompõem em altas temperaturas.Portanto, é muito importante que as pessoas controlem a temperatura e o índice de isocianato na produção.
3 Cálculos químicos
O material sintético de poliuretano é um material polimérico sintético que pode sintetizar produtos poliméricos a partir de matérias-primas em uma única etapa, ou seja, as propriedades físicas dos produtos podem ser ajustadas artificialmente diretamente, alterando as especificações e proporções de composição das matérias-primas.Portanto, aplicar corretamente o princípio da síntese de polímeros e estabelecer uma fórmula de cálculo simples é muito importante para melhorar a qualidade dos produtos de poliuretano.
01 Valor equivalente
O chamado valor equivalente (E) refere-se ao peso molecular (Mn) correspondente à funcionalidade unitária (f) em uma molécula composta;
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Por exemplo, o peso molecular médio do poliéter triol é 3.000, então seu valor equivalente:
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O agente de reticulação MOCA comumente utilizado, nomeadamente 4,4'-metileno bis (2 cloroamina), tem uma massa molecular relativa de 267. Embora existam 4 hidrogénios activos na molécula, apenas 2 hidrogénios participam na reacção de isocianato.átomo, então sua funcionalidade f=2
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Na especificação do produto de poliéter ou poliéster poliol, cada empresa fornece apenas dados de valor de hidroxila (OH), por isso é mais prático calcular diretamente o valor equivalente com valor de hidroxila:
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Vale lembrar que a medição real da funcionalidade do produto consome muito tempo e há muitas reações colaterais.Freqüentemente, a funcionalidade real do triol poliéter (éster) não é igual a 3, mas está entre 2,7 e 2,8.Portanto, recomenda-se utilizar a fórmula (2), ou seja, o valor da hidroxila também é calculado!
02 Requisito de isocianato
Todos os compostos de hidrogênio ativo podem reagir com o isocianato.De acordo com o princípio da reação equivalente, é uma prática comum na síntese de PU calcular com precisão a quantidade de isocianato consumido por cada componente da fórmula:
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Na fórmula: Ws – quantidade de isocianato
Wp – dosagem de poliéster ou poliéster
Ep—poliéter ou equivalente de poliéster
Es—equivalente de isocianato
A razão molar de I2—NCO/-OH, ou seja, o índice de reação
ρS – pureza do isocianato
Como todos sabemos, ao sintetizar um pré-polímero ou semi-pré-polímero com um determinado valor de NCO, a quantidade de isocianato necessária está relacionada com a quantidade real de poliéter e o teor de NCO exigido pelo pré-polímero final.Depois de resumir:
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Na fórmula: D —— a fração de massa do grupo NCO no pré-polímero
42—— Valor equivalente de NCO
Nas espumas atuais do sistema totalmente MDI, o MDI modificado com poliéter de alto peso molecular é geralmente usado para sintetizar semi-pré-polímeros, e seu NCO% está entre 25 e 29%, então a fórmula (4) é muito útil.
Também é recomendada uma fórmula para cálculo do peso molecular entre pontos de reticulação relacionados à densidade de reticulação, o que é muito útil na formulação de formulações.Quer se trate de um elastómero ou de uma espuma de alta resiliência, a sua elasticidade está diretamente relacionada com a quantidade de agente de reticulação:
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Na fórmula: Mnc —— peso molecular médio entre pontos de reticulação
Por exemplo —— Valor equivalente do agente de reticulação
Wg —— Quantidade de agente de reticulação
WV – a quantidade de pré-polímero
Conteúdo D——NCO
4 matérias-primas
As matérias-primas de poliuretano são divididas em três categorias: compostos de poliol, compostos de poliisocianato e aditivos.Entre eles, os polióis e os poliisocianatos são as principais matérias-primas do poliuretano, e os agentes auxiliares são compostos que complementam as propriedades especiais dos produtos de poliuretano.
Todos os compostos com grupos hidroxila na estrutura dos compostos orgânicos pertencem a compostos poliol orgânicos.Entre elas, as duas espumas de poliuretano mais utilizadas são os poliéter polióis e os poliéster polióis.
composto de poliol
Poliéter poliol
É um composto oligomérico com peso molecular médio de 1000 ~ 7000, que se baseia nas matérias-primas da indústria petroquímica: óxido de propileno e óxido de etileno, e dois e três compostos funcionais contendo hidrogênio são usados como iniciadores, e são catalisados e polimerizado por KOH..
Geralmente, o peso molecular do poliéter poliol de espuma macia comum está na faixa de 1.500 ~ 3.000, e o valor de hidroxila está entre 56 ~ 110 mgKOH / g.O peso molecular do poliéter poliol de alta resiliência está entre 4.500 e 8.000, e o valor de hidroxila está entre 21 e 36 mgKOH/g.
Vale ressaltar que diversas grandes variedades de poliéter polióis recentemente desenvolvidas são muito benéficas para melhorar as propriedades físicas da espuma flexível de poliuretano e reduzir a densidade.
l Poliol poliéter enxertado com polímero (POP), que pode melhorar a capacidade de carga da espuma macia de PU, reduzir a densidade, aumentar o grau de abertura e evitar o encolhimento.A dosagem também está aumentando dia a dia.
l Poliureia poliéter poliol (PHD): A função do poliéter é semelhante ao polímero poliéter poliol, que pode melhorar a dureza, a capacidade de carga e promover a abertura de produtos de espuma.A resistência à chama é aumentada e a espuma da série MDI é autoextinguível e amplamente utilizada na Europa.l Poliéter poliol polimérico de grau de combustão: É um poliol poliéter enxertado com polímero de hidrocarboneto aromático contendo nitrogênio, que pode não apenas melhorar o suporte de carga, célula aberta, dureza e outras características dos produtos de espuma, mas também sintetizar almofadas de assento de PU a partir dele.Possui alto retardamento de chama: o índice de oxigênio chega a 28% ou mais, a baixa emissão de fumaça ≤60% e a baixa velocidade de propagação da chama.É um excelente material para automóveis, trens e móveis fazerem almofadas de assento.
l Poliéter poliol de baixa insaturação: Como utiliza complexo metálico duplo de cianeto (DMC) como catalisador, o conteúdo de ligações duplas insaturadas no poliéter sintetizado é inferior a 0,010 mol/mg, ou seja, contém monool O composto baixo, isto é, a alta pureza leva a melhores propriedades de resiliência e compressão da espuma HR sintetizada com base nela, bem como boa resistência ao rasgo e fator de indentação.A recentemente desenvolvida espuma de almofada de assento de carro de baixa frequência de ressonância e baixa taxa de transmissão de 6 Hz é muito boa.
l Polibutadienoglicol hidrogenado, este poliol foi recentemente usado em produtos de espuma PU no exterior para melhorar significativamente as propriedades físicas da espuma, especialmente a resistência às intempéries, resistência à umidade e resistência ao calor, conjunto de compressão e outros problemas por muitos anos, de modo que a almofada do assento do carro etc. são usados em regiões tropicais da África.
l Poliéter polióis com alto teor de óxido de etileno, geralmente poliéter polióis de alta atividade, para melhorar a reatividade dos poliéteres, adicione 15 ~ 20% de EO ao final durante a síntese.Os poliéteres acima têm teor de EO de até 80%, teor de PO pelo contrário, é inferior a 40%.É a chave para o desenvolvimento de todas as espumas macias de PU da série MDI, às quais o pessoal do setor deve prestar atenção.
l Poliéter polióis com atividade catalítica: introduzem principalmente grupos aminas terciárias com propriedades catalíticas ou íons metálicos na estrutura do poliéter.O objetivo é reduzir a quantidade de catalisador no sistema de formação de espuma, reduzir o valor de VOC e baixa atomização de produtos de espuma.
l Poliéter poliol terminado em amino: Este poliéter tem a maior atividade catalítica, tempo de reação curto, desmoldagem rápida e resistência do produto muito melhorada (especialmente resistência inicial), liberação de molde, resistência à temperatura e resistência a solventes., a temperatura de construção é reduzida, o escopo é ampliado e é uma nova variedade promissora.
poliol poliéster
Todos os primeiros polióis de poliéster referem-se a polióis de poliéster à base de ácido adípico, e o maior mercado é a espuma microcelular, usada em solas de sapatos.Nos últimos anos, novas variedades surgiram uma após a outra, ampliando a aplicação de polióis poliéster em PUF.
l Poliol poliéster à base de ácido adípico modificado com ácido dicarboxílico aromático: sintetizando principalmente poliol poliéster, substituindo parcialmente o ácido adípico por ácido ftálico ou ácido tereftálico, o que pode melhorar a resistência inicial do produto e melhorar a resistência à umidade e a dureza, ao mesmo tempo que reduz custos.
l Policarbonato poliol: Este tipo de produto pode melhorar muito a resistência à hidrólise, resistência às intempéries, resistência à temperatura e dureza dos produtos de espuma, e é uma variedade promissora.
l Poliol poli ε-caprolactona: A espuma de PU sintetizada a partir dele possui excelente resistência à temperatura, resistência à hidrólise e resistência à abrasão, e alguns produtos de alto desempenho devem ser feitos a partir dela.
l Poliol poliéster aromático: Foi desenvolvido pela utilização abrangente de resíduos de produtos de poliéster no estágio inicial e é usado principalmente em espuma rígida de PU.Agora é estendido para espuma macia de PU, que também merece atenção.
Outros Qualquer composto com hidrogénio activo pode ser aplicado ao PUF.De acordo com as mudanças do mercado e as exigências de proteção ambiental, é imprescindível o aproveitamento integral dos produtos rurais e a síntese de espuma macia de PU biodegradável.
l Polióis à base de óleo de rícino: Esses produtos já foram usados em PUF e a maioria deles é feita de óleo de rícino puro não modificado para fazer espumas semirrígidas.Sugiro usar a tecnologia de transesterificação, e vários álcoois de alto peso molecular são introduzidos no óleo de mamona para sintetizar várias especificações.
Derivados podem ser transformados em vários PUF macios e duros.
l Polióis da série de óleos vegetais: Recentemente afetados pelos preços do petróleo, esses produtos desenvolveram-se rapidamente.Atualmente, a maioria dos produtos industrializados são produtos da série óleo de soja e óleo de palma, e o óleo de semente de algodão ou óleo animal também pode ser usado para desenvolver produtos da série, que podem ser utilizados de forma abrangente, reduzir custos e serem biodegradáveis e ecologicamente corretos. .
poliisocianato
Dois tipos de isocianatos, TDI e MDI, são comumente usados na produção de espuma flexível de poliuretano, e os híbridos TDI/MDI derivados também são amplamente utilizados nas séries HR.Devido aos requisitos de proteção ambiental, a indústria automotiva tem requisitos muito baixos para o valor de COV dos produtos de espuma.Portanto, produtos modificados de MDI puro, MDI bruto e MDI têm sido amplamente utilizados em espuma macia de PU como os principais produtos macios de PU.
composto de poliol
MDI liquefeito
O 4,4′-MDI puro é sólido à temperatura ambiente.O chamado MDI liquefeito refere-se ao MDI que foi modificado de várias maneiras e é líquido à temperatura ambiente.A funcionalidade do MDI liquefeito pode ser usada para entender a qual grupo de MDI modificado ele pertence.
l MDI modificado com uretano com funcionalidade 2.0;
l MDI modificado com carbodiimida com funcionalidade 2.0;
l MDI modificado com imina diazetaciclobutanona, a funcionalidade é 2,2;
l MDI modificado com uretano e diazetidinimina com funcionalidade de 2,1.
A grande maioria desses produtos é usada em produtos moldados, como HR, RIM, espumas autoesfoliantes e microespumas, como solas de sapatos.
MDI-50
É uma mistura de 4,4′-MDI e 2,4′-MDI.Como o ponto de fusão do 2,4'-MDI é inferior à temperatura ambiente, cerca de 15°C, o MDI-50 é um líquido armazenado à temperatura ambiente e é fácil de usar.Preste atenção ao efeito de impedimento estérico do 2,4′-MDI, que é menos reativo que o corpo 4,4′ e pode ser ajustado por um catalisador.
MDI grosso ou PAPI
Sua funcionalidade está entre 2,5 e 2,8, sendo geralmente utilizado em espumas rígidas.Nos últimos anos, devido a fatores de preço, também tem sido utilizado no mercado de espumas macias, mas deve-se destacar que devido à sua alta funcionalidade, é necessário reduzir a quantidade de reticulação no desenho das fórmulas.Agente comum, ou aumente o plastificante interno.
Auxiliar
catalisador
O catalisador tem um grande efeito na espuma de poliuretano e, com ele, pode-se conseguir uma produção rápida à temperatura ambiente.Existem duas categorias principais de catalisadores: aminas terciárias e catalisadores metálicos, como trietilenodiamina, pentametildietilenotriamina, metilimidazol, A-1, etc., todos pertencem a catalisadores de aminas terciárias, enquanto octoato estanoso, dietileno diamina, etc. , octoato de potássio, bismuto orgânico, etc. são catalisadores metálicos.Atualmente, foram desenvolvidos vários catalisadores do tipo retardado, do tipo trimerização, do tipo complexo e do tipo baixo valor de VOC, que também são baseados nos tipos de catalisadores acima.
Por exemplo, a série Dabco de empresa de produtos de gás, a matéria-prima básica é a trietilenodiamina:
l Dabco33LV contém 33% de trietilenodiamina/67% de dipropilenoglicol
l Dabco R8020 Trietilenodiamina contém 20%/DMEA80%
l A trietilenodiamina Dabco S25 contém 25%/butanodiol 75%
l Dabco8154 trietilenodiamina/catalisador com ácido retardado
l Dabco EG Trietilenodiamina contém 33%/ Etileno Glicol 67%
l Trimerização da série Dabco TMR
l Bolhas compostas Dabco 8264, catalisadores balanceados
l Catalisador de baixo odor Dabco XDM
Na condição de múltiplos catalisadores, devemos primeiro compreender as características dos diversos catalisadores e seus princípios de funcionamento para obter o equilíbrio do sistema de poliuretano, ou seja, o equilíbrio entre a velocidade de formação de espuma e a velocidade de gelificação;o equilíbrio entre a velocidade de gelificação e a taxa de formação de espuma, e a velocidade de formação de espuma e equilíbrio de fluidez do material, etc.
Os catalisadores metálicos são todos catalisadores do tipo gel.Os catalisadores convencionais do tipo estanho têm um forte efeito de gel, mas suas desvantagens são que não são resistentes à hidrólise e têm baixa resistência ao envelhecimento térmico.O recente surgimento de catalisadores orgânicos de bismuto deve atrair a atenção.Não só tem a função de catalisador de estanho, mas também tem boa resistência à hidrólise e ao envelhecimento térmico, o que é muito adequado para a composição de materiais.
estabilizador de espuma
Desempenha o papel de emulsionar o material espumoso, estabilizar a espuma e ajustar a célula, além de aumentar a solubilidade mútua de cada componente, o que auxilia na formação de bolhas, controla o tamanho e a uniformidade da célula e promove o equilíbrio de a tensão da espuma.As paredes são elásticas para reter as células e evitar o colapso.Embora a quantidade de estabilizador de espuma seja pequena, ela tem um impacto significativo na estrutura celular, nas propriedades físicas e no processo de fabricação da espuma flexível de PU.
Atualmente, oligômeros de bloco de silicone/éter de polioxialquileno resistentes à hidrólise são usados na China.Devido à aplicação de diferentes sistemas de espuma, a proporção de segmento hidrofóbico/segmento hidrofílico é diferente, e a mudança do elo da cadeia no final da estrutura do bloco é diferente., para produzir estabilizadores de silício para diversos produtos de espuma.Portanto, ao escolher um estabilizador de espuma, você deve entender sua função e função, não se esquecer, não usá-lo indiscriminadamente e causar consequências adversas.Por exemplo, o óleo de silicone de espuma macia não pode ser aplicado em espuma de alta resiliência, caso contrário causará o encolhimento da espuma, e o óleo de silicone de alta resiliência não pode ser aplicado para bloquear a espuma macia, caso contrário causará o colapso da espuma.
Devido às necessidades de proteção ambiental, as indústrias automobilística e moveleira exigem produtos com baixa atomização e baixo valor de VOC.Várias empresas desenvolveram sucessivamente estabilizadores de espuma de baixa atomização e baixo valor de VOC, como o Dabco DC6070 lançado pela Gas Products Company, que é um óleo de silicone de baixa atomização para o sistema TDI.;Dabco DC2525 é um óleo de silicone de baixo embaçamento para sistemas MDI.
agente de formação de espuma
O agente espumante para espuma macia de PU é principalmente água, complementado por outros agentes espumantes físicos.Na produção de espuma em bloco, considerando a grande quantidade de água em produtos de baixa densidade, muitas vezes exceder 4,5 partes por 100 partes fará com que a temperatura interna da espuma suba, excedendo 170~180 ° C, resultando na combustão espontânea do espuma e um agente espumante de hidrocarboneto de baixo ponto de ebulição deve ser usado.Um auxilia na redução da densidade e o outro remove uma grande quantidade de calor de reação.Nos primeiros dias, a combinação água/F11 era usada.Devido a questões de proteção ambiental, o F11 foi banido.Atualmente, a maioria dos produtos da série água/diclorometano de transição e da série água/HCFC-141b são usados.Como os produtos da série diclorometano também poluem a atmosfera, é de natureza transitória, enquanto os produtos da série HFC: HFC-245fa, -356mfc, etc. ou os produtos da série ciclopentano são todos ecologicamente corretos, mas o primeiro é caro e o último é inflamável, então Para atender às necessidades de redução do grau de temperatura, as pessoas introduziram novos processos, tecnologia de espuma de pressão negativa, tecnologia de resfriamento forçado e tecnologia de CO2 líquido para resolver o problema, o objetivo é reduzir a quantidade de água ou reduzir a temperatura interna da espuma.
Recomendo a tecnologia de CO2 líquido para a produção de bolhas em bloco, que é mais adequada para pequenas e médias empresas.Na tecnologia LCO2, 4 partes de LCO2 equivalem a 13 partes de MC.A relação entre o consumo de água e o CO2 líquido utilizado para produzir espumas de diferentes densidades Densidade da espuma, kg/m3 água, partes por massa LCO2, partes por massa equivalente MC, partes por massa
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
retardador de chama
O retardador de chamas e a prevenção de incêndios são a preocupação das pessoas o tempo todo.o recém-lançado “Requisitos e padrões para desempenho de combustão de produtos e componentes retardadores de chama em locais públicos” GB20286-2006 do meu país tem novos requisitos para retardamento de chama.Para espuma retardante de chama grau 1 Requisitos de plástico: a), taxa máxima de liberação de calor ≤ 250KW/m2;b), tempo médio de queima ≤ 30s, altura média de queima ≤ 250mm;c), grau de densidade de fumaça (SDR) ≤ 75;d), grau de toxicidade de fumaça Não inferior ao nível 2A2.
Ou seja: três fatores devem ser considerados: retardador de chama, baixa emissão de fumaça e baixa toxicidade da fumaça.A fim de apresentar requisitos mais elevados para a seleção de retardadores de chama, de acordo com os padrões acima, acredito que é melhor escolher variedades que possam formar uma espessa camada de carbono e liberar fumaça não tóxica ou pouco tóxica.Atualmente, é mais adequado usar retardadores de chama de alto peso molecular à base de ésteres de fosfato ou hidrocarbonetos aromáticos sem halogênio com variedades heterocíclicas resistentes a altas temperaturas, etc. Nos últimos anos, países estrangeiros desenvolveram espuma flexível PU retardadora de chama de grafite expandida, ou retardador de chama heterocíclico de nitrogênio O medicamento está correto.
outro
Outros aditivos incluem principalmente: abridores de poros, agentes de reticulação, antioxidantes, agentes antiembaçantes, etc. Ao selecionar, deve-se considerar a influência dos aditivos no desempenho dos produtos de PU, bem como sua toxicidade, migração, compatibilidade, etc. . pergunta.
5 produtos
A fim de compreender melhor a relação entre a fórmula e o desempenho da espuma macia de PU, vários exemplos representativos são apresentados para referência:
1. Fórmula e propriedades típicas do bloco de espuma macia de poliéter PU
Poliéter triol 100pbw TDI80/20 46,0pbw Catalisador organoestanho 0,4pbw Catalisador de amina terciária 0,2pbw Estabilizador de espuma de silício 1,0pbw Água 3,6pbw Agente co-espumante 0~12pbw Propriedades: Densidade da espuma, kg/m3 22,4 Resistência à tração, kpa 96,3 Alongamento, % 220 Resistência ao rasgo, N/m 385 Conjunto de compressão, 50% 6 90% 6 Carga de cavitação, kg (38 cm × 35,6 cm × 10 cm) Deformação 25% 13,6 65% 25,6 Recuperação da bola em queda, % 38 Nos últimos anos, a fim de atender aos necessidades do mercado, algumas empresas produzem frequentemente espuma de baixa densidade (10kg/m3).Ao produzir espuma flexível de densidade ultrabaixa, não se trata simplesmente de aumentar o agente espumante e o agente espumante auxiliar.O que pode ser feito também deve ser combinado com um surfactante de silício de estabilidade relativamente alta e um catalisador.
Produção de fórmula de referência de espuma flexível de baixa densidade e ultrabaixa densidade: nomeie densidade média, baixa densidade, densidade ultrabaixa
Caixa contínua caixa contínua poliéter poliol 100100100100100 Água 3.03.04.55.56.6 Catalisador A-33 0.20.20.20.250.18 Tensoativo de silício B-81101.01.21.11.93.8 Octoato estanoso 0.250.280.350.360.40 Agente 7.57 .512.515.034.0 TDI80/2041.444.056.073 .0103.0 Densidade, kg/m3 23.023.016.514.08.0
Fórmula de espuma cilíndrica: poliol tipo EO / PO (OH: 56) 100pbw Água 6,43pbw Agente espumante MC 52,5pbw Surfactante de silício L-628 6,50pbw Catalisador A230 0,44pbw Octoato estanoso D19 0,85pbw TDI80 / 20 índice 0,99 Dosagem 139pbw Densidade de espuma , kg/m3 7,5
2. Agente co-espumante de CO2 líquido para fazer espuma de baixa densidade
Poliéter triol (Mn3000) 100 100 Água 4,9 5,2 CO2 líquido 2,5 3,3 Surfactante de silicone L631 1,5 1,75 B8404 Catalisador de amina A133 0,28 0,30 Octoato estanoso 0,14 0,17 Retardador de chama DE60F 0 114 TDI 80/20 Densidade de espuma, kg/m 3 16 16
A fórmula típica é a seguinte: Poliéter triol (Mn3000) 100pbw Água 4,0pbw LCO2 4,0~5,5pbw Catalisador A33 0,25pbw Surfactante de silício SC155 1,35pbw Octoato estanoso D19 0,20pbw TDI80/20 índice 110 Densidade de espuma, kg/m3 14,0~16. 5
3. Espuma macia de poliuretano de baixa densidade MDI completa
A espuma moldada em PU macio é amplamente utilizada na produção de almofadas para assentos de automóveis.A redução da densidade sem afetar as propriedades físicas é o objetivo do desenvolvimento.
Fórmula: Poliéter de alta atividade (OH: 26 ~ 30mgKOH / g) 80pbw Poliol polimérico (OH: 23 ~ 27mgKOH / g) 20pbw Agente de reticulação 0 ~ 3pbw Água 4,0pbw Catalisador de amina A-33 2,8pbw Atividade superficial do óleo de silicone Agente B8716 1,0 pbw Índice MDI 90pbw Desempenho: Densidade central da espuma 34,5kg/m3 Dureza ILD25% 15,0kg/314cm2 Resistência ao rasgo 0,8kg/cm Resistência à tração 1,34kg/cm2 Alongamento 120% Taxa de recuperação 62% Conjunto de compressão permanente (seco) 5,0% (úmido) 13,5%
4. Almofada de assento de veículo totalmente ecológica e de baixa densidade MDI
O homólogo do MDI puro: M50 - ou seja, o produto de 4,4′MDI 50% 2,4′MDI 50%, pode ser espumado à temperatura ambiente, melhorar a fluidez, reduzir a densidade do produto e reduzir o peso do veículo, o que é muito promissor.O produto:
Formulação: Poliéter poliol altamente ativo (OH: 28mgKOH/g) 95pbw 310 Auxiliar* 5pbw Dabco 33LV 0,3pbw Dabco 8154 0,7pbw Surfactante de silício B4113 0,6pbw A-1 0,1pbw Água 3,5pbw Índice de cianato M50 50pbw 8
Propriedades físicas: Tempo (s) de estiramento 62 Tempo (s) de subida 98 Densidade de espuma livre, kg/m3 32,7 Deflexão da carga de compressão, kpa: 40% 1,5 Alongamento, % 180 Resistência ao rasgo, N/m 220
Obs: *310 Auxiliar: Eu vendo, é um extensor de corrente especial.
5. Espuma PU de alta resiliência e condução confortável
Recentemente, o mercado exigiu que as propriedades físicas das almofadas de assento de espuma permanecessem inalteradas, mas as pessoas não ficariam cansadas e enjoadas com almofadas de assento de alta qualidade após uma condução prolongada.Após pesquisas, os órgãos internos do corpo humano, principalmente o estômago, apresentam frequência em torno de 6Hz.Se ocorrer ressonância, causará náuseas e vômitos.
Geralmente, a transmitância de vibração da espuma de alta resiliência a 6 Hz é de 1,1 ~ 1,3, ou seja, quando o veículo está funcionando, ela não enfraquece, mas aumenta, e alguns produtos de fórmula podem reduzir a vibração para 0,8 ~ 0,9.Uma formulação de produto agora é recomendada e sua transmissão de vibração de 6 Hz está no nível de 0,5~0,55.
Formulação: Poliéter poliol de alta atividade (Mn6000) 100pbw Surfactante de silício SRX-274C 1,0pbw Catalisador de amina terciária, Minico L-1020 0,4pbw Catalisador de amina terciária, Minico TMDA 0,15pbw Água 3,6pbw Pré-polímero de isocianato (NCO% = 29,7%) ÍNDICE 100
Propriedades físicas: Densidade total, kg/m3 48,0 25%ILD, kg/314cm2 19,9 Recuperação, % 74 50% compressão
Resistência ao encolhimento, (seco) 1,9 (úmido) 2,5 Transmitância de vibração de 6 Hz 0,55
6. Recuperação lenta ou espuma viscoelástica
A chamada espuma PU de recuperação lenta refere-se à espuma que não é restaurada à sua forma original imediatamente após a espuma ser deformada por força externa, mas é restaurada lentamente sem deformação residual da superfície.Possui excelente amortecimento, isolamento acústico, vedação e outras propriedades.Pode ser usado no controle de ruído de motores de automóveis, forro de carpetes, brinquedos infantis e travesseiros médicos.
Fórmula de exemplo: Poliéter de alta atividade (OH34) 40 ~ 60 pbw Poliéter polimérico (OH28) 60 ~ 40 pbw Adesivo cruzado ZY-108 * 80 ~ 100 pbw L-580 1,5 pbw Catalisador 1,8 ~ 2,5 pbw Água 1,6 ~ 2,2 pbw Índice de isocianato * * 1,05 pbw Nota: *ZY-108, um composto de poliéter multifuncional de baixo peso molecular** PM-200, uma mistura de MDI-100 liquefeito, ambos são produtos Wanhua Propriedades: Densidade de espuma, kg/m3 150~165 Dureza, Shore A 18~15 Resistência ao rasgo, kN/m 0,87~0,76 Alongamento, % 90~130 Taxa de recuperação, % 9~7 Tempo de recuperação, segundos 7~10
7. Espuma microcelular com pele própria do tipo poliéter resistente à fadiga por flexão milhões de vezes
A espuma pode ser aplicada em solas de PU e volantes
Exemplo: 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 DC-193 0,3 pbw L1 412T 1,5 pbw Água 0,44 pbw MDI Suprasec2433 modificado 71 pbw
Propriedades físicas: Densidade da espuma: cerca de 0,5g∕cm3 deflexão da correia β, KCS 35~50, muito boa
8. Retardador de chama, baixa emissão de fumaça, espuma de alta resiliência
Com o rápido desenvolvimento da economia nacional, vários departamentos têm requisitos cada vez mais elevados para o retardamento de chama de produtos de espuma, especialmente aviação, automóveis, automóveis de passageiros de alta velocidade e sofás domésticos, etc.
Tendo em conta a situação acima, o autor e colegas desenvolveram um grau retardador de chama (índice de oxigênio 28 ~ 30%), que tem uma densidade de fumaça muito baixa (o valor internacional é 74, e este produto é apenas cerca de 50), e o rebote da espuma permanece inalterado.Produz fumaça branca.
Fórmula de exemplo: YB-3081 poliéter retardador de chama 50 pbw Poliéter de alta atividade (OH34) 50 pbw Surfactante de silicone B 8681 0,8 ~ 1,0 pbw Água 2,4 ~ 2,6 pbw DEOA 1,5 ~ 3 pbw Catalisador A-1 etc.
Propriedades físicas: Densidade da espuma, kg/m3 ≥50 Resistência à compressão, kPa 5,5 Resistência à tração, kPa 124 Taxa de recuperação, % ≥60 Deformação por compressão, 75% ≤8 Índice de oxigênio, OI% ≥ 28 Densidade de fumaça ≤50
9. A água é o agente espumante, toda espuma ecológica para a pele
O agente espumante HCFC-141b foi completamente proibido em países estrangeiros.O agente espumante CP é inflamável.Os agentes espumantes HFC-245fa e HFC-365mfc são caros e inaceitáveis.Espuma de couro.No passado, os trabalhadores de PU no país e no exterior prestavam atenção apenas à modificação do poliéter e do isocianato, de modo que a camada superficial da espuma não era clara e a densidade era alta.
Recomenda-se agora um conjunto de fórmulas que se caracterizam por:
l O poliéter poliol básico permanece inalterado e o convencional Mn5000 ou 6000 é usado.·
l O isocianato permanece inalterado, podendo ser usado C-MDI, PAPI ou MDI modificado.
l Use o aditivo especial SH-140 para resolver o problema.·
Fórmula básica:
l Poliéter triol de alta atividade Mn5000 65pbw
l SH-140* 35pbw
l Extensor de corrente: 1,4-butanodiol 5pbw
l Agente de reticulação: glicerol 1,7pbw
l Agente de abertura: K-6530 0,2 ~ 0,5pbw
l Catalisador A-2 1,2~1,3pbw
l Pasta de cor quantidade apropriada l Água 0,5pbw
lMR-200 45pbw
Nota: *SH-140 é nosso produto.
Propriedades físicas: a densidade geral da espuma é 340~350kg/m3
Produtos: superfície lisa, crosta transparente, baixa densidade.
Horário da postagem: 12 de agosto de 2022