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      新一代海绵增硬剂

      新一代增硬剂

      在聚氨酯块海绵的生产中,调整海绵硬度一直是一个比较困难的问题。海绵硬度可以通过不同的方法调整。通常,降低海绵的硬度,即软化海绵,不会对海绵的其他性质产生太大的变化,但是不可能增加海绵的硬度而不会对海绵的其他性能产生不良影响。

      有多种方法可以提高海绵硬度。首先想到的是通过增加海绵的密度来增加海绵的硬度,海绵密度每增加1kg/m3硬度可增加约1.0kPa(CLD 40%),但这会增加成本;使用填充材料(CaCO3和BaSO4)也可以增加硬度,但是这种方法不是永久性的,并且会降低海绵的物理性质;还有一种常见的方法是加聚合物多元醇,用这种方法可以提高硬度,但海绵的成本会大大增加;一种方法是加强海绵的三维结构,即增加交联的数量,可以通过增加TDI指数来实现,然而,当以这种法会使海绵的泡孔结构改变,透气性降低,闭孔的数量增加。此外,随着反应温度的升高,块体内发黄或甚至发火的风险增加;另一种方法是加速胶凝反应,即增加锡催化剂。该方法也会使海绵的泡孔结构发生变化,透气性降低。

      新典化学根据行业需求,对海绵的硬度机理进行了长期研究。作为这些研究的结果,新开发的海绵专用增硬添加剂系列以满足客户的需求。下表为新典化学该系列产品列表:

        NT H12 NT H15 NT H18
      类型 胺类反应性增硬剂 聚酯型增硬剂 聚醚型增硬剂
      优缺点 产品本身有氨味,可参与反应,无VOC排放,可与组合料体系混溶,不需要调整配方,添加量较小。 可参与反应,与组合料体系相溶性较差,可降低TDI指数节省成本,价格便宜。 可参与反应,可与组合料体系混溶,可降低TDI指数节省成本,添加量较大,综合性价比高。

      以NT H18为例,具体实验说明其性能效果。

      与市场上的其他硬化添加剂不同,NT H18可显着提高硬度,同时不影响泡沫的孔结构。当NT H18添加到配方中时,没有必要改变TDI或锡的量来维持开孔结构。使用量为1至5pphp,取决于所需的硬度增加。取决于泡沫密度,配方和生产参数,可以在不显着改变孔结构的情况下提高35%的硬度。

      表一:实验箱泡密度为16kg/m3海绵一般的配方如下:

      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

      如图1所示,在参考配方实验室条件下,密度为16kg/m3海绵中添加3pphp和5pphp 的NT H18,其硬度增加达到25%和35%。

      图1:添加3pphp和5pphp 的NT H18海绵的硬度变化曲线

      NT H18不仅可用于增加硬度,还可用于减少配方中TDI,聚合多元醇或锡的含量,同时保持海绵硬度。因此,如果需要,它可用于降低成本,并促进工艺条件(反应温度)。如表2所示,在参考配方实验室条件下,密度为21kg/m3海绵中添加3pphp的NT H18,将TDI指数从105降低到100,硬度保持几乎恒定,并且可显着改善海绵黄化问题,如图二所示。

      表二:实验箱泡密度为21kg/m3海绵一般的配方如下:

      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

      图二:实验所得海绵的黄化结果对比

      总结:综合上述实验结果,可以得出NT H18可明显改善海绵的硬度而对海绵自身的其他物理性能基本不影响,且在一定程度上能改善海绵的黄化问题。

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