催化劑是許多化學(xué)反應(yīng)的促進(jìn)劑。催化劑是合成樹脂的一種重要助劑，對于聚氨酯也不例外。聚氨酯催化劑縮短反應(yīng)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，選擇性促進(jìn)正反應(yīng)、抑制副反應(yīng)。在許多聚氨酯制品生產(chǎn)中，催化劑是一種常用的助劑，用量雖少，作用很大。
然少量無機(jī)鹽化合物、有機(jī)磷氧化合物等可用作聚氨酯的催化劑，但使用方便、在聚氨酯及其原料合成中常用的催化劑主要有叔胺催化劑(包括其季銨鹽類)和有機(jī)金屬化合物兩大類。
叔胺類催化劑主要又可分為脂肪胺類、脂環(huán)胺類、芳香胺類和醇胺類及其銨鹽類化合物。脂肪族胺類催化劑有N,N-二甲基環(huán)已胺、雙(2-二甲氨基乙基)醚、三亞乙基二胺、N,N,N’,N’-四甲基亞烷基二胺、N,N,N’,N”-五甲基二亞乙基三胺、三乙胺、N,N-二甲基芐胺、N,N-二甲基十六胺、N,N-二甲基丁胺等。
脂環(huán)族胺類有三亞乙基二胺、N-乙基嗎啉、N-甲基嗎啉、N,N’-二乙基哌嗪、N,N’-二乙基-2-甲基哌嗪、N,N’-雙-(α-羥丙基)-2-甲基哌嗪、N-2-羥基丙基二甲基嗎啉等。
醇胺類化合物催化劑有三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺等。醇按是一類反應(yīng)型催化劑，可與其他高活性催化劑配合使用。三乙醇胺同時(shí)還是模塑泡沫的交聯(lián)劑。芳香族胺類有毗啶、N,N’-二甲基吡啶等。
研究數(shù)據(jù)表明，(二甲氨基乙基)醚(A-1)的催化活性很高，它的反應(yīng)速率常數(shù)比三亞乙基二胺高50%。催化劑的活性比較試驗(yàn)中，采用丁醇-基異氰酸酯模型反應(yīng)體系研究醇-異氰酸酯反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，采用水與基異氰酸酯模型反應(yīng)體系研究水-異氰酸酯反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，溶劑采用25℃-二甲基甲酰胺(90/10)，每種體系加相等用量的辛酸亞錫。
有機(jī)金屬化合物包括羧酸鹽、烷基化合物等，所含的金屬元素主要有錫、鉀、鉛、汞、鋅、鈦、鉍寺，常用的足有機(jī)錫化合合物。在聚氨酯泡沫塑料中，一般使用叔胺及季銨鹽作催化劑。除此以外，辛酸亞錫是連續(xù)法塊狀發(fā)泡聚氨酯軟泡的常用催化劑，羧酸鉀多用于聚異氰尿酸酯改性聚氨酯硬泡，二月桂酸二丁基錫等有機(jī)錫化合物可用于少數(shù)硬泡、半硬泡和高回彈泡沫配方。
]]>冷熟化高載荷聚氨酯泡沫塑料的聚合原料:多元醇與異氰酸酯有特定的品仲體系。
添加接枝改性聚醚多元醇,添加聚脲多元醇,以及TDI(二異氰酸酯)與聚合MDI(多基多次甲基多異氰酸酯)摻合物;改勝M(fèi)DI;以及改性TDI等。
國內(nèi)主要采用高活性聚醚多元醇添加接枝改性聚醚多元醇與TDI添加聚合MDI或改性MDI的聚合原料體系。
高活性聚醚多元醇
冷熟化高載荷聚氨酯軟質(zhì)泡沫的基礎(chǔ)原料-高活性聚醚多元醇,是帶有60%以上高反應(yīng)活性伯羥基為端基的高分子量聚醚,它是通過三元醇(如丙三醇)為起始劑,并與環(huán)氧丙烷加成后,再與環(huán)氧乙烷嵌段共聚而成的,分子量4000~6500,粘度800~1400mPa·s(25℃),羥值30~38mgKOH/g。
這種高活性聚醚多元醇分子鏈段較長,在聚合物結(jié)構(gòu)中能提供較大的壓縮回彈性,同時(shí)由于分子鏈端基反應(yīng)活性很高,聚合速度快,從而降低了反應(yīng)的熟化溫度。因而對聚氨酯泡沫獲得高載荷、高回彈、冷熱化工藝性能起著關(guān)鍵性作用。
接枝改性聚醚多元醇
以乙烯基單體(如丙烯睛、乙烯)在通用型聚醚多元醇(如聚氧化丙烯甘油醚)上接枝得到的改性聚醚多元醇,加入到高活性聚醚多元醇后,可在高載荷聚氨酯泡沫軟墊制造中起到增加開孔率、克服尺寸收縮性,改善加工性能的作用,而且可以較大地提高泡沫的壓縮負(fù)荷值,從而提高軟墊的承載力。
TDI與聚合MDI
此聚合基礎(chǔ)原料是以異氰酸酯原料TDI為主,摻入聚合MDI的混合物。TDI同樣選取2,4-與2,6-兩種異構(gòu)體比例為80%：20%。
聚合MDI為環(huán)密度較高的芳香族異氰酸酯,在高載荷聚氨酯泡沫塑料中以聚合MDI替代部分TDI,可以使制品獲得結(jié)構(gòu)的內(nèi)在剛度和所需的尺寸穩(wěn)定性。
改性MDI
改性MDI有氨基甲酸酯改性,碳化二亞胺改性等幾種改性類型,可以單獨(dú)使用,也可摻和使用。MDI原料體系粘度較高,易與高粘度的多元醇原料協(xié)配發(fā)泡,但原料成本較高,較難加工低密度化的制品。
高載荷聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料較之普通聚氨酯軟質(zhì)飽沫塑料有較高的難燃自熄能力,在有較高阻燃要求的制品中,如飛機(jī)座墊、火車座墊等,可添加阻燃劑,使其氧指數(shù)達(dá)到27以上。阻燃劑種類有遇火時(shí)可在泡沫表面形成阻火炭化層的含磷有機(jī)化合物,有參與并抑制聚合物燃燒反應(yīng),稀釋可燃?xì)怏w的鹵素有機(jī)化合物。兩種阻燃劑復(fù)合使用可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。
根據(jù)特定要求,高載荷聚氨酯泡沫軟墊也可添加抗老化劑,光穩(wěn)定劑,著色劑,增強(qiáng)劑,開孔劑等。
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