基于N,N-二甲基環(huán)己胺的高效聚氨酯發(fā)泡體系
檢索目錄
- 介紹
- 聚氨酯發(fā)泡體系概述
- n,n-二甲基環(huán)己胺的性質(zhì)
- 基于n,n-二甲基環(huán)己胺的聚氨酯泡沫體系
- 產(chǎn)品參數(shù)及性能
- 應(yīng)用領(lǐng)域
- 結(jié)論
一、簡介
聚氨酯（PU）是一種廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、家具、包裝等領(lǐng)域的高分子材料，其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)使其成為現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的材料之一。聚氨酯發(fā)泡體系是聚氨酯材料的重要組成部分，其性能的好壞直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。本文將詳細(xì)介紹基于N,N-二甲基環(huán)己胺（DMCHA）的高效聚氨酯發(fā)泡體系，包括其特性、產(chǎn)品參數(shù)、性能及應(yīng)用領(lǐng)域。
2.聚氨酯發(fā)泡體系概述
聚氨酯發(fā)泡體系主要由多元醇、異氰酸酯、催化劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑等組成，其中催化劑在發(fā)泡過程中起著關(guān)鍵作用，可以加速反應(yīng)速度，控制發(fā)泡過程，從而影響最終產(chǎn)品的性能。
2.1 多元醇
多元醇是聚氨酯發(fā)泡體系中的主要組分之一，分子結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)羥基（-OH），可以與異氰酸酯反應(yīng)生成聚氨酯，多元醇的種類和分子量對(duì)發(fā)泡體系的性能有重要影響。
2.2 異氰酸酯
異氰酸酯是聚氨酯發(fā)泡體系中的另一主要組分，其分子結(jié)構(gòu)中含有異氰酸酯基團(tuán)（-NCO），可與多元醇反應(yīng)生成聚氨酯。常用的異氰酸酯有二異氰酸酯（TDI）、二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）等。
2.3 催化劑
催化劑在聚氨酯發(fā)泡體系中起著加速反應(yīng)的作用，常用的催化劑有叔胺類化合物、有機(jī)錫化合物等。n,n-二甲基環(huán)己胺（dmcha）是一種高效的叔胺催化劑，廣泛應(yīng)用于聚氨酯發(fā)泡體系。
2.4 發(fā)泡劑
發(fā)泡劑在聚氨酯發(fā)泡體系中起著產(chǎn)生氣泡的作用，常用的發(fā)泡劑有水、物理發(fā)泡劑（如hcfc、hfc等）。
2.5 穩(wěn)定劑
穩(wěn)定劑在聚氨酯發(fā)泡體系中起穩(wěn)定氣泡結(jié)構(gòu)的作用，常用的穩(wěn)定劑有硅油、表面活性劑等。
3. N,N-二甲基環(huán)己胺的特性
n,n-二甲基環(huán)己胺（dmcha）是一種高效的叔胺催化劑，具有以下特點(diǎn)：
3.1 高效催化
dmcha可以顯著加快多元醇與異氰酸酯的反應(yīng)速度，縮短發(fā)泡時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
3.2溶解性好
dmcha在多元醇和異氰酸酯中具有良好的溶解性，能夠均勻地分散在發(fā)泡體系中，保證反應(yīng)的均勻性。
3.3 低氣味
dmcha氣味較低，可減少生產(chǎn)過程中的氣味，改善工作環(huán)境。
3.4 環(huán)境保護(hù)
dmcha不含重金屬及有害物質(zhì)，符合環(huán)保要求，適用于綠色環(huán)保的聚氨酯發(fā)泡體系。
4. 基于N,N-二甲基環(huán)己胺的聚氨酯發(fā)泡體系
以N,N-二甲基環(huán)己胺為基料的聚氨酯發(fā)泡體系具有高效、環(huán)保、低氣味等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、家具、包裝等領(lǐng)域。以下是該發(fā)泡體系的組成及反應(yīng)機(jī)理。
4.1組成
| 成分 | 部分 （％） | function |
|---|---|---|
| 多元醇 | 50-70 | 與異氰酸酯反應(yīng)形成聚氨酯 |
| 異氰酸酯 | 30-50 | 與多元醇反應(yīng)形成聚氨酯 |
| dmcha | 0.5-2 | 催化劑，加速反應(yīng)速率 |
| 起泡劑 | 1-3 | 制造泡沫 |
| 穩(wěn)定劑 | 0.5-1.5 | 穩(wěn)定的氣泡結(jié)構(gòu) |
4.2 反應(yīng)機(jī)理
在聚氨酯發(fā)泡體系中，DMCHA作為催化劑，可以加速多元醇與異氰酸酯的反應(yīng)生成聚氨酯，其反應(yīng)過程如下：
-
多元醇與異氰酸酯的反應(yīng):
[
文本{r-oh} + 文本{r'-nco} xrightarrow{文本{dmcha}} 文本{ro-co-nh-r'}
]
該反應(yīng)產(chǎn)生了聚氨酯鏈段。 -
霜?jiǎng)┓纸?/strong>:
發(fā)泡劑（如水）與異氰酸酯反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，產(chǎn)生氣泡：
[
文本{h}_2text{o} + 文本{r'-nco} xrightarrow{text{dmcha}} 文本{r'-nh}_2 + 文本{co}_2
] -
氣泡穩(wěn)定:
穩(wěn)定劑（如硅油）可以穩(wěn)定氣泡結(jié)構(gòu)，防止氣泡破裂或合并，保證泡沫的均勻性。
四、產(chǎn)品參數(shù)及性能
以N,N-二甲基環(huán)己胺為基料的聚氨酯發(fā)泡體系具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能，以下是其主要產(chǎn)品參數(shù)及性能。
5.1產(chǎn)品參數(shù)
| 參數(shù) | 取值范圍 | 單元 |
|---|---|---|
| 密度 | 20-200 | 公斤/立方米 |
| 抗壓強(qiáng)度 | 100-500 | 千帕 |
| 導(dǎo)熱系數(shù) | 0.02-0.04 | 瓦/(米·千克) |
| 閉孔 | 85-95 | % |
| 尺寸穩(wěn)定性 | ±1 | % |
| 的溫度范圍 | 40 + 120 | ℃ |
5.2 性能特點(diǎn)
-
高抗壓強(qiáng)度：以DMCHA為基料的聚氨酯發(fā)泡體系具有較高的抗壓強(qiáng)度，能承受較大的外界壓力，適用于建筑、汽車等領(lǐng)域。
-
低熱導(dǎo)率：該發(fā)泡體系導(dǎo)熱系數(shù)低，能有效隔熱，適用于做保溫材料。
-
高閉孔率：高閉孔率，能有效阻止水分、氣體的滲透，提高材料的耐久性和穩(wěn)定性。
-
良好的尺寸穩(wěn)定性：該發(fā)泡體系在溫度變化下具有良好的尺寸穩(wěn)定性，能保持形狀不變形。
-
使用溫度范圍廣：該發(fā)泡體系在-40℃至+120℃溫度范圍內(nèi)均有良好的表現(xiàn)，適用于各種環(huán)境條件。
6.應(yīng)用領(lǐng)域
基于N,N-二甲基環(huán)己胺的聚氨酯發(fā)泡體系廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：
6.1 施工領(lǐng)域
-
絕緣材料：該發(fā)泡體系導(dǎo)熱系數(shù)低，閉孔率高，適用于建筑物外墻、屋頂、地板等部位的保溫材料。
-
隔音材料：該發(fā)泡體系隔音性能良好，適用于建筑隔音墻、隔音地板等。
6.2 汽車領(lǐng)域
-
閥座填充材料：該發(fā)泡體系具有較高的抗壓強(qiáng)度和良好的舒適性，適用于汽車座椅填充材料。
-
隔音、隔熱材料：該發(fā)泡體系具有良好的隔音、隔熱性能，適用于汽車內(nèi)飾、發(fā)動(dòng)機(jī)艙等部位的隔音、隔熱材料。
6.3 家具領(lǐng)域
-
鞋底填充材料：該發(fā)泡體系彈性高，舒適性好，適用于沙發(fā)、床墊等家具的填充材料。
-
包裝材料：該發(fā)泡體系具有良好的緩沖性能，適用于家具包裝材料。
6.4 包裝領(lǐng)域
-
緩沖包裝材料：該發(fā)泡體系具有良好的易涂刷性能，適用于電子產(chǎn)品、玻璃制品等易碎產(chǎn)品的緩沖包裝材料。
-
絕緣包裝材料：該發(fā)泡體系導(dǎo)熱系數(shù)低，適用于食品、藥品等需要隔熱的包裝材料。
7。結(jié)論
基于N,N-二甲基環(huán)己胺的高效聚氨酯發(fā)泡體系具有高效催化、環(huán)保、低氣味等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑、汽車、家具、包裝等領(lǐng)域。該發(fā)泡體系具有高抗壓強(qiáng)度、低導(dǎo)熱系數(shù)、高閉孔率、良好的尺寸穩(wěn)定性和較寬的使用溫度范圍等優(yōu)異性能，可以滿足不同領(lǐng)域的需求。隨著環(huán)保要求的提高和技術(shù)的進(jìn)步，未來基于N,N-二甲基環(huán)己胺的聚氨酯發(fā)泡體系將得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
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