海綿硬化劑
新一代海綿硬化劑
調(diào)節(jié)海綿硬度一直是聚氨酯塊狀海綿生產(chǎn)中的難題。海綿硬度可以通過不同的方式進行調(diào)節(jié)。通常，降低海綿的硬度，即軟化海綿，不會過多地改變海綿的其他性能，但不可能在不對海綿的其他性能產(chǎn)生不利影響的情況下增加海綿的硬度。
增加海綿硬度的方法有很多種。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硬度可以增加約1.0kPa（cld 40%），但是這樣會增加成本；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，而且會降低海綿的物理性能；還有一種常用的方法是添加聚合物多元醇，用這種方法可以增加海綿的硬度。聚合物多元醇，用這種方法可以增加硬度，但是海綿的成本會大大增加；一種方法是強化海綿的三維結(jié)構(gòu)，即增加交聯(lián)數(shù)目，這可以通過提高tdi指數(shù)來實現(xiàn)，但是用這種方法處理海綿時會使囊泡孔結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，透氣性降低，閉孔數(shù)量增多。此外，隨著反應(yīng)溫度的升高，塊體內(nèi)部發(fā)生黃變甚至起火的風(fēng)險增大；另一種方法是加速凝膠化反應(yīng)，即增加錫催化劑，這種方法也會造成海綿囊泡結(jié)構(gòu)的改變，透氣性下降。
Shinden Chemical針對行業(yè)需求，對海綿的硬度機理進行了長期的研究，并基于這些研究成果，開發(fā)了一系列新型海綿硬化添加劑，以滿足客戶的需求。下表列出了Shinoden Chemical的該系列添加劑產(chǎn)品列表：
nt h12 nt h15 nt h18
類型 胺反應(yīng)型固化劑 聚酯固化劑 聚醚固化劑
優(yōu)缺點 產(chǎn)品本身有氨味，能參與反應(yīng)，無voc釋放，能與組合料體系相溶，不需要調(diào)整配方，添加量少。 能參與反應(yīng)，與組合料體系相溶性差，可降低tdi指標(biāo)節(jié)省成本，價格便宜。 能參與反應(yīng)，能與組合料體系相溶，可降低tdi指標(biāo)節(jié)省成本，添加量較大，整體價格較高。
以nt h18為例，通過具體的實驗來說明其性能效果。
與市場上其他硬化添加劑不同，NT H18 可以顯著提高硬度，而不會影響泡沫的孔隙結(jié)構(gòu)。當(dāng)將 NT H18 添加到配方中時，無需改變 TDI 或錫的用量來維持開孔結(jié)構(gòu)。使用量為 1 至 5 pphp，具體取決于所需的硬度增加量。根據(jù)泡沫密度、配方和生產(chǎn)參數(shù)，可以在不顯著改變孔隙結(jié)構(gòu)的情況下將硬度提高高達 35%。
表一：實驗室箱泡密度為16kg/m3海綿的一般配方如下：
多元醇 ohn 48 (ppphp) 100-x
總水量（ppphp）5.2
nt cat a-33 (ppphp) 0.15
nt cat t-9（ppphp）0.25
tegostab b8160 (ppphp) 1.3
二氯甲烷（ppphp）7.5
nt h18 (ppphp) x
TDI指數(shù)110
如圖1所示，在參考配方的實驗室條件下，向密度為16kg/m3的海綿中添加3pphp和5pphp的nt h18，海綿的硬度分別增加了25%和35%。
圖 1：3pphp 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，還可用于在保持海綿硬度的同時減少配方中TDI、聚合多元醇或錫的用量。因此，如果需要，可以使用它來降低成本并簡化工藝條件（反應(yīng)溫度）。如表2所示，在參考配方的實驗室條件下，向密度為21 kg/m3的海綿中添加3 pphp的nt h18，可使TDI指數(shù)從105降低到100，硬度幾乎保持不變，海綿的泛黃現(xiàn)象可得到顯著改善，如圖ii所示。
表二：實驗室氣泡密度為21kg/m3的海綿的一般配方如下：
多元醇 ohn 48 (ppphp) 100 97
總水量（ppphp） 4.8 4.8
nt cat a-33 (ppphp) 0.20 0.20
nt cat t-9 (ppphp) 0.22 0.22
tegostab b8232 (ppphp) 1.0 1.0
tdcpp（ppphp）10 10
nt h18 (ppphp) 0 3
TDI指數(shù) 110 105
圖2：實驗得到的海綿變黃結(jié)果對比
總結(jié)：綜合以上實驗結(jié)果，可以得出結(jié)論：NT H18可以明顯提高海綿的硬度，對海綿本身的其他物理性能基本不產(chǎn)生影響，并且在一定程度上可以改善海綿的黃變現(xiàn)象。
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