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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中,調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產生太大的變化,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;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構,即增加交聯的數量,可以通過增加TDI指數來實現,然而,當以這種法會使海綿的泡孔結構改變,透氣性降低,閉孔的數量增加。此外,隨著反應溫度的升高,塊體內發黃或甚至發火的風險增加;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構發生變化,透氣性降低。

    新典化學根據行業需求,對海綿的硬度機理進行了長期研究。作為這些研究的結果,新開發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品列表:

      NT H12 NT H15 NT H18
    類型 胺類反應性增硬劑 聚酯型增硬劑 聚醚型增硬劑
    優缺點 產品本身有氨味,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指數節省成本,價格便宜。 可參與反應,可與組合料體系混溶,可降低TDI指數節省成本,添加量較大,綜合性價比高。

    以NT 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 H18可顯著提高硬度,同時不影響泡沫的孔結構。當NT 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構。使用量為1至5pphp,取決于所需的硬度增加。取決于泡沫密度,配方和生產參數,可以在不顯著改變孔結構的情況下提高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 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 H18,其硬度增加達到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 H18,將TDI指數從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 H18(pphp) 0 3
    TDI Index 110 105

    圖二:實驗所得海綿的黃化結果對比

    總結:綜合上述實驗結果,可以得出NT 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。

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