Hovedbestanddelen af ​​polyurethanskum (PU-skum) er polyurethan. Råvarerne er hovedsageligt polyisocyanater og polyoler. Ved at tilsætte passende tilsætningsstoffer - hvoraf det vigtigste er en række skummende additiver relateret til opskumning - - En stor mængde skum dannes i reaktionsproduktet, hvorved der opnås et polyurethanskumprodukt. Denne artikel introducerer kort råmaterialerne og opskumningshjælpemidlerne til fremstilling af PU-skum.

1. Polyisocyanat
De mest almindeligt anvendte polyisocyanater til fremstilling af polyurethanskum er toluendiisocyanat (TDI), polymethylenpolyphenylisocyanat (PAPI), diphenylmethan diisocyanat (MDI) og flydende MDI (L-MDI).

TDI bruges hovedsageligt i skumplastindustrien til fremstilling af fleksibelt polyurethanskum. MDI er mere reaktivt end TDI og mindre flygtigt. Noget flydende modificeret MDI kan bruges som erstatning for TDI i produktionen af ​​fleksibelt polyurethanskum, såsom højdensitets fleksibelt polyurethanskum og semi-stift skum eller mikrocellulære polyurethan elastiske materialer. fremstille.

PAPI kaldes også rå MDI og polymer MDI. Den gennemsnitlige molekylvægt af typiske PAPI-produkter er mest i området fra 30 til 400, og dens NCO-massefraktion er 31% til 32%. Den gennemsnitlige funktionalitet af PAPI med lav viskositet er generelt mellem 2,5 og 2,9.

Inden for skumplast bruges PAPI og modificeret PAPI hovedsageligt til fremstilling af forskellige stive polyurethanskum, og en lille mængde bruges til at fremstille blødt skum med høj elasticitet, helhudsskum og halvstivt skum. PAPI kan blandes med TDI for at lave koldhærdet, højspændstigt skum. 2. Polyether og polyesterpolyol

1. Polyetherpolyol
Polyetherpolyoler, der bruges til at fremstille fleksible polyurethanskum, er generelt langkædede polyethere med lav funktionalitet. Funktionaliteten af ​​polyetherpolyol i den bløde skumformulering er generelt 2~3, og den gennemsnitlige molekylvægt er mellem 2000-6500. Polyethertriol er den mest almindeligt anvendte i blødt skum. Generelt anvendes glycerol (glycerol) som initiator, og det opnås ved ringåbningspolymerisation af 1,2-propylenoxid eller copolymeriseret med en lille mængde ethylenoxid. Molekylvægten Generelt mellem 3000 ~ 7000.

Blandt dem bruges højreaktivitetspolyether hovedsageligt til blødt skum med høj modstandskraft og kan også bruges til skumprodukter såsom halvstift skum. En lille mængde polyetherglycol kan anvendes som et hjælpemateriale og blandes med polyethertriol i bløde skumformuleringer. Polyetherpolyoler med lav umættethed og høj molekylvægt kan bruges til at fremstille blødt skum og reducere mængden af ​​TDI.

Generelt anvendes polyetherpolyoler med høj funktionalitet og høj hydroxylværdi i stive skumformuleringer, således at tilstrækkelig tværbinding og stivhed kan frembringes. Hydroxylværdien af ​​stiv skumpolyetherpolyol er generelt 350~650mg KOH/g, og den gennemsnitlige funktionalitet er over 3. De generelle hårde skumformuleringer er for det meste blandet med to polyethere, og den gennemsnitlige hydroxylværdi er omkring 4000mg KOH/g.

Semi-stive skumformuleringer anvender generelt en del af højmolekylære polyethere, især højreaktivitetspolyetherpolyoler og en del af højfunktionelle, lavmolekylære stive skumpolyethere.

2. Polyesterpolyol
Almindelige alifatiske polyesterpolyoler med lav viskositet, såsom polydiethylenadipatdiol med en hydroxylværdi på ca. 56 mg KOH/g eller let forgrenede polyesterpolyoler kan anvendes til at fremstille blødt polyesterpolyurethanskum. Polyesterpolyol har høj reaktivitet. På nuværende tidspunkt bruges polyester PU blokskum kun i et lille antal områder, såsom tilbehør til tøj.

Aromatiske polyoler syntetiseret ud fra dibasiske syrer (såsom phthalsyreanhydrid, terephthalsyre osv.) og små molekylære dioler (diethylenglycol osv.) eller polyoler. Blandt dem kan den høje hydroxylværdi bruges til at fremstille stift polyurethanskum og polyoler. Isocyanurat stift skum. Den lavere hydroxylværdi af phthalsyreanhydrid-polyesteralkohol kan også bruges til højelastisk fleksibelt skum, helhudsskum og semi-stift skum og ikke-skum polyurethanmaterialer.

3. Polymer polyol
Polymerpolyoler (podede polyetherpolyoler) indeholder stiv styren, acrylonitrilhomopolymerer og copolymerer og podepolymerer. Disse vinylpolymerer fungerer som organiske "fyldstoffer" for at forbedre den bærende ydeevne.

Polymerpolyoler kan bruges til at fremstille fleksible skum med høj hårdhed, skum med høj modstandsdygtighed, varmestøbt blødt skum, halvstivt skum, selvhudet skum, reaktionssprøjtestøbningsprodukter (RIM) osv., som kan reducere produkttykkelsen og reducere Skumdensiteten reducerer omkostningerne, kan også øge den åbne celle i skumplasten og give produktet en vis flammehæmmende ydeevne.

Polyurinstofpolyol (PHD-dispersion) er også en speciel polymermodificeret polyol, som kan bruges til blødt skum med høj elasticitet, semi-stift skum og blødt skum. Der er få produkter på markedet i øjeblikket.

Der er også nogle specielle polyoler, der anvendes til fremstilling af polyurethanskum, såsom vegetabilske oliepolyoler, kolofoniumpolyesterpolyoler og polymerpolyesterpolyoler.

3. Skumningshjælpemidler
Skumningshjælpemidler er uundværlige ved fremstilling af polyurethanskum, herunder katalysatorer, skumstabilisatorer (skumstabilisatorer), skummidler osv. Der er også nogle additiver, som er valgfrie og kan bruges efter behov, såsom barrierer. Brændingsmiddel, kædeforlænger/tværbindingsmiddel, antioxidant, lysstabilisator, skumblødgøringsmiddel, celleåbner, fyldstof, farvepasta, antistatisk middel, hydrolysestabilisator, skumsammensætningslagringsstabilisator osv.

1. Skummiddel
Vand er et vigtigt skummiddel i fremstillingen af ​​polyurethanmaterialer. Det er et kemisk skummiddel. Kuldioxidgassen, der dannes ved reaktionen med isocyanat, udvider, skummer og størkner det viskoelastiske skummateriale for at opnå forskellige polyurethanskum.

Fordi kuldioxid har høj termisk ledningsevne og stærk permeabilitet, skal fysiske skummidler anvendes til stive polyurethanskumformuleringer, der kræver høje varmeisoleringsegenskaber. Fordi den indledende fase af materialeblanding i produktionen af ​​stift skum genererer meget varme inden for ti sekunder, har det brug for, at skummidlet absorberer en del af varmen, og samtidig får forgasningen af ​​skummidlet skummet til at udvide sig og skum.

Ved fremstilling af fleksible polyurethanskum er det generelt nødvendigt at kontrollere mængden af ​​vand og tilsætte en passende mængde fysisk skummiddel som hjælpemiddel for at opnå fleksible skum med lav densitet uden for meget vand, der får skummet til at blive stift. skummiddel.

CFC-11 (Trichlorfluormethan) realiserede industriel produktion i slutningen af ​​1920'erne. Fordi CFC-11 har karakteristika af ikke-brændbarhed, passende kogepunkt, let forgasning, lav gas termisk ledningsevne, lav toksicitet, god kompatibilitet med polyurethan-råmaterialer, ikke-ætsende, lav pris, enkel skumningsproces osv., er det en polyurethanskumproduktion Meget ideelt blæsemiddel i mediet.

Fra 1960'erne til begyndelsen af ​​1990'erne blev CFC-11 meget brugt som blæsemiddel til polyurethanskum. Men i 1970'erne opdagede forskere, at CFC-11 udsendt i atmosfæren langsomt kunne ødelægge ozonlaget, hvilket tiltrak sig opmærksomhed fra miljøforkæmpere verden over. De vigtigste typer blæsemidler, der i øjeblikket anvendes som alternativer til CFC-11, er HCFC (hydrochlorfluorcarbon), HFC (hydrofluorocarbon), HC (alkan), flydende CO2 og vand.

2. Skumstabilisator
Ved fremstilling af polyurethanskum er skumstabilisator (eller skumstabilisator) en uundværlig komponent. Det kan øge den gensidige opløselighed af hver komponent og spille rollen som emulgering af skummaterialer, stabilisering af skum og justering af celler. Skumstabilisatorer er overfladeaktive stoffer, og der er to typer ikke-siliciumforbindelser og organosiliciumforbindelser.

De fleste af de skumstabilisatorer, der i øjeblikket anvendes, er polysiloxanoxyalkylenblokcopolymerer, som er polyethermodificerede silikoneoverfladeaktive midler, nogle gange almindeligvis omtalt som "silikoneolie" i industrien. På grund af den brede vifte af strukturelle sammensætninger af denne type overfladeaktive stoffer og god brugseffekt, er polyethermodificerede silikoneoverfladeaktive stoffer blevet brugt i vid udstrækning som skumstabilisatorer i polyurethanskumindustrien.

3. Poreåbner
Metode til at opnå åbencellet polyurethanskum:

Brug en passende katalysator for at opnå den nødvendige balance mellem gelreaktionen og skumningsreaktionen. Når skummaterialet stiger til det højeste punkt, er cellevægsfilmstyrken ikke nok til at forsegle boblerne indeni, og gassen bryder ud af væggen og danner åbne celler. Skumstrukturen;

Brug egnede polyetherpolyol-råmaterialer til at danne skum med åbne celler;

Når katalysatoren og de vigtigste råmaterialer ikke er nok til at løse problemet, bruges en lille mængde celleåbner til at sprede urinstoffet dannet ved vandskumning for at opnå et skum med et vist åbent celleforhold.

Celleåbner er en speciel type overfladeaktivt middel, der generelt indeholder hydrofobe og hydrofile segmenter eller grupper. Dens funktion er at reducere skummets overfladespænding, fremme cellebrud og øge polyurethanskummets åbne cellehastighed. Forbedre krympningen af ​​bløde, halvstive og stive skumplastprodukter forårsaget af lukkede celler.

Det almindelige stive polyurethanskum har høj tværbindingstæthed og høj styrke af cellevægsfilmen i opskumningen. Det er generelt en cellestruktur med lukkede celler. Ved at tilføje et celleåbningsmiddel kan der dog fremstilles et stift polyurethanskum med åbne celler til støjreduktion, Formål såsom filtrering.

Tidlig hydrofob flydende paraffin, polybutadien, dimethylpolysiloxan osv. kan bruges som skumstabilisatorer og celleåbnere. Paraffindispersioner og polyethylenoxid kan også bruges som celleåbnere. På nuværende tidspunkt anvendes en speciel kemisk sammensætning af polyoxypropylen-ethylenoxid-copolyether, polyoxyalkylen-polysiloxan-copolymer osv. som poreåbnende midler.

4. Blødgøringsmiddel
Brugen af ​​blødgøringsmidler til fremstilling af fleksible polyurethanskum formuleret med højt vandindhold kan hæmme stivheden af ​​skummet forårsaget af for store urinstofgrupper. Skumblødgørende modificeringsmiddel har en blødgørende effekt. Brugen af ​​et blødgøringsmiddel kan reducere mængden af ​​isocyanat og derved reducere skumets hårdhed. Det bruges til fremstilling af fleksibelt polyurethanskum. Kommercielle blødgøringsmidler indeholder generelt specielle polyethere, specielle polyoler og vand.

Ningbo Zhongyuan Pigment Co., Ltd. er en virksomhed specialiseret i udvikling og produktion af høj kvalitetPU farvestoffer, in-mold belægninger, poreåbningsmidler og silicagelpulver.