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两岸PU行业研究交换会论文集(一)

2019-11-15 11:16:28

全水聚氨酯硬质泡沫塑料的研制 宋聪梅 童俊 罗振扬 江苏省化工研讨所 210024 摘要: 研制了低粘度的聚醚PE600跟 存在良好流动性的全水聚醚组合料,以此制备的全水泡沫存在良好的尺寸波动性、优异的粘接机能跟 较低的导热系数,已到达或超过汽车、建造行业对于全氟泡沫的要求,存在辽阔的市场远景。 要害词: 聚氨酯 硬泡 发泡剂 水 在寰球性环境维护的强烈呼声中,聚氨酯硬质泡沫塑料行业面临着严重的考验——制止使器具有臭氧立坏效应的卤化氟烃,特殊是三氯一氟甲烷。10多年来,以零或低ODP值的发泡剂替换氯氟烃是聚氨酯泡沫塑料行业最重大的课题,匆匆使泡沫塑料出产技术产生重大变化。 在聚氨酯硬泡中,常用的CFC-11替换发泡剂主要有HCFC-141b为代表的HCFC类发泡剂、以戊烷为代表的烃类发泡剂以及水发泡剂。以水作发泡剂,实际上是水跟 异氰酸酯反响天生的CO2气体作发泡剂,其臭氧立坏效应ODP值为零,无毒反作用,是最具吸引力的CFC-11终极替换物。并且,全水泡沫制备工艺简便,对于设备的要求很低,可沿用CFC-11系统的设备,存在辽阔的市场远景。然而,全水泡沫与(CFC-11)系统泡沫相比具有许多没有足,诸如多元醇组合料粘度比拟大,尺寸波动性比拟低,导热系数偏高等,从而限度了全水泡沫的推广跟 利用。 针对于全水泡沫的特色,通过聚醚构造的调剂,助剂的取舍,开发了低粘度的聚醚及存在良好流动性的多元醇组合料,以此制备的泡沫塑料存在良好的尺寸波动性、粘接性跟 较低的导热系数。1、试验局部1.1 主要原料 起始剂聚醚多元醇、环氧化物、氢氧化钾、磷酸、精制剂、催化剂、泡沫波动剂、交联剂、水、PAPI等。1.2 设备与仪器 2.5L多功用组合式聚合釜; 微量水份剖析仪; 旋转式粘度计; 恒温水浴箱; 电动搅拌器。1.3工艺1.3.1 聚醚多元醇的合成 将复合起始剂跟 氢氧化钾一同投入聚合釜中,搅拌、升温,通氮气置换三次,抽真空去水。反响物料升到必定的温度后,采纳持续进料方式参加环氧化物,坚持釜内压力跟 反响速度适中。进料完毕后,升温至110~120℃,保温1~2小时。1.3.2 聚醚多元醇的精制 将必定量的粗醚参加带有温度计、搅拌安装、回流冷凝管的三颈瓶中,升温至60℃摆布,参加定量的水跟 磷酸,搅拌半小时,参加精制剂,保温一小时,再升温至110~120℃,通氮抽真空去水,过滤,即得到及格的聚醚多元醇产品。1.3.3 手工发泡 将聚醚多元醇、泡沫波动剂、催化剂、阻燃剂、水等混杂平均为A组份,以异氰酸酯作为B组份。发泡时,调理A、B料及模具的温度,按配方称取A、B料,混杂后搅拌5~10s,当即倒入模具使其自在发泡,同时顺次测定乳白、纤维、脱粘光阴,待泡沫完整熟化后测定相干机能。2、成果与探讨 2.1、聚醚多元醇的取舍 在全水聚氨酯泡沫塑料的制备进程中,水的用量小,浓缩作用小,组合料粘度比拟大;同时,异氰酸酯与水的疾速反响开释大批热量,甚至于异氰酸酯与多元醇反响很快,反响混杂物流动性很快下降,在浇注进程中无奈布满整个模具。并且,CO2作为发泡剂会溢出泡孔,招致泡沫收缩,尺寸波动性下降。 进步组合料的流动性,必需选用粘度小的聚醚。影响聚醚粘度的要素良多,主要取决于起始剂的品种、环氧化物的比率跟 聚醚分子量。咱们采纳复合起始剂,以KOH为催化剂合成了聚醚PE600,羟值为300±50 mgKOH/g,粘度小于1400 mPa.s。而高支化度、低分子量的多元醇对于支持泡沫整体构造十分有效,能够添加泡沫强度,进步其尺寸波动性。因而,咱们选用聚醚PE600跟 聚醚A(羟值为500±50 mgKOH/g)合作使用。2.2、泡沫波动剂的取舍 普通来说,添加泡沫波动剂的极性,能提供较好的尺寸波动性,进步紧缩强度及其各项同性;减少泡沫波动剂极性,则能得到更细、闭孔率更高的微孔构造、更好的反响流动性,并进步绝热机能。 通常,硬质聚氨酯泡沫塑料热量传送有三种道路:气体传导、固体传导跟 辐射传导。因为CO2的导热系数较高,因而,改善全水泡沫的导热性,只能通过下降固体传导跟 辐射传导进行。固体传导主要通过聚氨酯泡沫塑料中的泡筋跟 泡壁进行,恰当地下降泡沫密度、减少泡壁厚度有助于固体热传导的减少;辐射传导对于泡孔大小有很强的依赖性。这就要求咱们在组合料的研制中,必需采纳极性较低、名义活性较高的泡沫波动剂,气体产品公司的DABCO DC1598、DABCO DC5357,高施米特公司的B8433、B8462、B8465、B8466、B8467都存在良好的使用后果。2.3、催化剂的取舍 在全水聚氨酯发泡系统中,传统的叔胺催化剂如环己胺、三乙撑二胺、二甲基乙醇胺等主要匆匆进异氰酸酯与水之间天生聚脲跟 CO2的发泡反响,而对于凝胶反响的匆匆进作用较弱。为了调理发泡与凝胶之间的均衡,能够合作使用三嗪类催化剂、碱金属盐等凝胶催化剂,改善全水泡沫的脆性,加强其对于基材的粘结力。2.4、异氰酸酯指数确实定。 在全水聚氨酯泡沫系统中,因为大批水跟 异氰酸酯反响天生脆性的脲键、聚脲键及异氰脲酸酯键,因而指数没有宜过高,所以将指数肯定在1~1.1之间。 全水聚氨酯泡沫塑料的典范配方如下: 牌号 JDPU303 聚醚PE600 50份 聚醚A(500±50 mgKOH/g)50份 泡沫波动剂 1.5~2.5份 复合胺类催化剂 1.0~2.5份 复合凝胶催化剂 1.0~2.5份 水 2.5~4.0份 异氰酸酯指数 1~1.1 工艺参数:(室温20℃) 乳白光阴:10~20秒 固化光阴:20~35秒 表1、全水泡沫原液多元醇组分的机能指标2.5、聚醚组合料贮存波动性 聚醚组合料波动与否,不只影响泡沫塑料的出产,也将影响泡沫塑料的机能。按聚醚组合料JDPU303配方配制喷涂型聚醚组合料,并将该组合料在50℃水浴中进行老化试验,测试初时跟 放置二周后组合料的酸值、粘度、PH值,如表2所示,标明该原液波动性良好,发泡试验证实亦然。 表2、聚醚组合料寄存前后酸值、粘度、pH与发泡工艺参数的变化2.6、全水聚氨酯硬质泡沫塑料 将聚醚组合料JDPU303跟 异氰酸酯组份混杂、搅拌,当即倒入模具使其自在发泡,待泡沫完整熟化后测定相干机能。表3列出了自制全水泡沫与汽车行业、建造行业(B类)用硬质聚氨酯泡沫塑料的机能指标,能够看出自制全水泡沫的各项机能指标均已到达或超过汽车、建造行业对于全氟泡沫的要求。 表3、自制全水泡沫与汽车行业、建造行业用(CFC-11)系统泡沫的机能指标注:JDPU303-N为阻燃型全水泡沫。3、论断 本课题研制的聚醚PE600已通过扩试,以该聚醚为主体聚醚开发的全水聚醚组合料存在良好的流动性跟 贮存波动性,以此制备的硬质聚氨酯泡沫塑料固化速度快,粘接力强,尺寸波动性好,导热系数低,可普遍利用于建造物、汽车、管道的防水、保温及防腐。

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