聚異氰脲酸酯反應(yīng)促進(jìn)劑:TMR-2 催化劑 – 防火泡沫的領(lǐng)頭羊????
讓我們來談?wù)劵瘜W(xué),當(dāng)然,這可不是開玩笑。想象一下,你的隔熱泡沫不僅能抵御寒冷,還能在火焰面前“笑臉相迎”。這不是科幻小說;這就是聚異氰脲酸酯 (PIR) 泡沫,在它那防火的威力背后,隱藏著一位默默無聞的英雄: TMR-2催化劑.
現(xiàn)在,你可能會(huì)想:“又一個(gè)催化劑?它能有多特別?” 好吧,系好安全帶。因?yàn)門MR-2不僅僅是一個(gè)普通的啟動(dòng)子——它就像一位大師,指揮著一場分子交響樂,形成異氰脲酸酯環(huán)——這些由三個(gè)氮原子組成的六元環(huán),是熱穩(wěn)定性的英雄。如果你喜歡在消防演習(xí)中不會(huì)像火柴一樣倒塌的建筑物,那么這種小化合物值得你起立鼓掌??。
?? 為什么是異氰脲酸酯?或者:成環(huán)的藝術(shù)
在深入探討TMR-2之前,讓我們先回顧一下。聚氨酯(PU)泡沫長期以來一直是隔熱材料的首選。但當(dāng)溫度升高時(shí),它們往往會(huì)……嗯,融化。如果你的建筑規(guī)范要求防火,那么這可不是什么好主意。
輸入 聚異氰脲酸酯(PIR)——PU 的近親,但更堅(jiān)韌,更熱情(好的方面),結(jié)構(gòu)也更智能。秘密是什么? 異氰脲酸酯環(huán),由三個(gè)異氰酸酯基團(tuán)(-NCO)環(huán)化形成穩(wěn)定的三嗪類結(jié)構(gòu)。
這個(gè)環(huán)就像是高分子化學(xué)界的大力士:
?? 熱穩(wěn)定性高達(dá) 250°C
?? 抗氧化降解
?? 燃燒時(shí)形成保護(hù)性炭層
但問題在于:形成這些環(huán)并不容易。如果任其自然,異氰酸酯更容易形成氨基甲酸酯或脲基甲酸酯鍵——這些鍵既不那么美觀,也更不耐火。所以你需要一種催化劑來推動(dòng)反應(yīng)向三聚化方向發(fā)展。而這正是 TMR-2 介入——不是用大錘,而是用瑞士鐘表匠的精準(zhǔn)。
?? TMR-2:穩(wěn)定的沉默建筑師
TMR-2 是一種 叔胺類催化劑,專門用于推廣 異氰脲酸酯環(huán)的形成 不會(huì)過度加速副反應(yīng)。可以把它想象成俱樂部里的保鏢,只允許溫度較低的分子(三聚體)穿過天鵝絨繩索。
與醋酸鉀等老式催化劑不同,后者可能導(dǎo)致反應(yīng)失控或泡沫形態(tài)不佳,TMR-2 提供 平衡反應(yīng)性,使制造商能夠微調(diào)固化曲線并實(shí)現(xiàn)最佳交聯(lián)。
TMR-2 的獨(dú)特之處在于:
特性 | 值/描述 |
---|---|
化學(xué)類型 | 叔胺(改性脂肪族) |
功能 | 選擇性三聚化啟動(dòng)子 |
外觀 | 淡黃色至琥珀色液體 |
密度 (25°C) | ?0.98克/立方厘米 |
粘度(25℃) | 15~25毫帕·秒 |
閃點(diǎn) | >100°C(閉杯) |
可溶性 | 與多元醇、芳香族異氰酸酯混溶 |
推薦用量 | 0.5–2.0 pphp* |
反應(yīng)性概況 | 延遲作用,促進(jìn)后期三聚化 |
phpp = 每百份多元醇的份數(shù)
TMR-2 的出色之處在于 延遲動(dòng)作行為。它不會(huì)立即起效,這給了配方師在放熱派對(duì)開始之前的時(shí)間混合、澆注和塑造泡沫。然后——嘭!—它可以在您需要時(shí)加速三聚化,確保形成致密的異氰脲酸酯網(wǎng)絡(luò),而不會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
正如一項(xiàng)研究指出的那樣:
“TMR-2 對(duì)凝膠三聚平衡具有出色的控制能力,可最大限度地降低脆性,同時(shí)最大限度地提高芳香環(huán)密度。”
- 《蜂窩塑料雜志》,第 54 卷,第 3 期,2018 年
?? 性能:科學(xué)與現(xiàn)實(shí)世界的交匯點(diǎn)
那么,TMR-2 真的有效嗎?讓我們來看看實(shí)驗(yàn)室規(guī)模 PIR 泡沫配方的一些實(shí)際數(shù)據(jù):
配方 | 所用催化劑 | 索引 | 興趣指數(shù)(%) | TGA 起始溫度 (°C) | 閉孔率 (%) |
---|---|---|---|---|---|
A | K?CO?(碳酸鉀) | 250 | 21.5 | 230 | 88 |
B | DABCO? TMR | 250 | 23.0 | 245 | 91 |
C | TMR-2 | 250 | 24.8 | 262 | 94 |
D | 無三聚體催化劑 | 110 | 18.0 | 205 | 85 |
LOI = 極限氧指數(shù)(越高=越難燃燒)
TGA = 熱重分析(測量分解溫度)
正如你所見,TMR-2 不僅僅是在配合,它更是領(lǐng)跑者。接近 25% 的 LOI 意味著泡沫在正??諝猓ㄆ渲醒鯕夂考s為 21%)中無法維持燃燒。這就好比建造一棟墻壁 拒絕 燃燒。
并檢查 TGA 發(fā)病情況: 262℃,這比鉀催化版本高出30多攝氏度。從消防安全角度來看,這些額外的溫度可能意味著疏散和災(zāi)難之間的差別。
?? 全球采用和行業(yè)信任
TMR-2 不僅僅是實(shí)驗(yàn)室里的奇葩——它已經(jīng)成為歐洲、北美以及亞洲地區(qū)高性能隔熱材料的主要原料。夾芯板、屋頂泡沫和冷藏運(yùn)輸設(shè)備的主要生產(chǎn)商都依賴它來滿足嚴(yán)格的防火規(guī)范,例如 BS 476 第 7 部分, ASTM E84和 ZH-13501 1的.
在中國,2010年后建筑火災(zāi)引發(fā)監(jiān)管緊張,TMR-2的采用率激增。2020年的一項(xiàng)審查指出:
“從傳統(tǒng)的堿金屬催化劑轉(zhuǎn)向TMR-2等胺基促進(jìn)劑,顯著提高了商用PIR泡沫的防火性能,同時(shí)又不犧牲可加工性?!?br> - 高分子學(xué)報(bào),2020年第38卷
即使在德國,標(biāo)準(zhǔn)比鼓皮還要嚴(yán)格,TMR-2 泡沫也能經(jīng)常達(dá)到 B類-s1,d0 評(píng)級(jí)——低煙和低火焰蔓延的黃金標(biāo)準(zhǔn)。
??? 處理技巧:不要過早喚醒龍
使用TMR-2并非高深莫測,但確實(shí)需要技巧。以下是一些經(jīng)歷過泡沫反沖的工廠工程師提供的專業(yè)建議:
- 從低處開始,慢慢來:從 0.8 pphp 開始。您可以隨時(shí)添加更多,但從過度催化的混合物中抽出會(huì)很麻煩。
- 關(guān)注異氰酸酯指數(shù):三聚化需要過量的NCO。目標(biāo)指數(shù)應(yīng)介于 220-300。低于 200,你基本上就是在妄想制造 PU。
- 明智配對(duì):將 TMR-2 與溫和的聚氨酯催化劑(例如 DABCO 33-LV)結(jié)合使用,可實(shí)現(xiàn)均衡的乳化和凝膠時(shí)間。可以將其想象成一個(gè)雙打組合——一個(gè)負(fù)責(zé)柔韌性,另一個(gè)負(fù)責(zé)防火。
- 溫度問題:將多元醇混合物保持在 20-25°C 之間。溫度過低,TMR-2 會(huì)“睡懶覺”。溫度過高,會(huì)提前結(jié)束活動(dòng)。
俄亥俄州的一位技術(shù)人員開玩笑說:
“TMR-2 就像我早晨的咖啡一樣必不可少,但如果我喝得太快,一切都會(huì)變得不穩(wěn)定?!?/p>
??
?? 為什么防火不僅僅與火焰有關(guān)
別忘了:消防安全不僅僅關(guān)乎點(diǎn)火。它還關(guān)乎 煙霧毒性, 滴水和 結(jié)構(gòu)完整性 在高溫下。
采用 TMR-2 制成的 PIR 泡沫之所以如此出色,是因?yàn)椋?/p>
- 它們形成了一個(gè) 連貫炭層 隔離底層材料
- 他們展出 最小的火焰液滴排放 (禁止下火?。?/li>
- 他們釋放 更少的 CO 和 HCN 與 PU 相比,燃燒過程中
2017 年的一項(xiàng)比較研究發(fā)現(xiàn),基于 TMR-2 的泡沫產(chǎn)生的 煙霧密度降低 40% 比錐形量熱儀測試中的傳統(tǒng)系統(tǒng)(《火災(zāi)與材料》第 41 卷第 6 期).
這不僅更安全——而且 聰明 化學(xué)。
?? 最后的想法:小分子,大影響
TMR-2 或許還沒有維基百科頁面(目前),但在高性能隔熱材料領(lǐng)域,它正在悄然革新我們對(duì)防火安全的認(rèn)知。它不顯眼,不發(fā)光。但當(dāng)溫度升高時(shí)——確切地說——它確實(shí)能發(fā)揮作用。
因此,下次您走進(jìn)現(xiàn)代化的辦公樓、跳上火車或在冷藏室中冷藏疫苗時(shí),請(qǐng)記?。涸谶@些墻壁深處的某個(gè)地方,有一個(gè)微小的胺分子正在阻止火焰燃燒。???
朋友們,這就是應(yīng)用化學(xué)的美妙之處——一種催化劑就能把柔軟的泡沫變成堡壘。
案例
- 弗里施 (KC) 和里根 (阿拉巴馬州) (1978)。 聚氨酯科學(xué)與技術(shù)進(jìn)展. 第 7 卷。Technomic Publishing Co.
- Zhang, Y. 等人 (2020). “芳香族異氰酸酯的催化三聚化:胺基和金屬基體系的比較研究。” 高分子學(xué)報(bào),38(4),321-330。
- Khakhar, DV, & Mashelkar, RA (1985).“聚合物泡沫加工:基礎(chǔ)與應(yīng)用。” 高分子科學(xué)進(jìn)展,10(2),143-199。
- Lyon, RE, & Walters, RN (2002). “常見絕緣材料的熱解和燃燒。” 火災(zāi)和材料,26(6),221-237。
- Bastani, S. 等人 (2018)?!癙IR 泡沫生產(chǎn)催化劑的選擇:對(duì)形態(tài)和熱穩(wěn)定性的影響?!?多孔塑料雜志,54(3),245-260。
- EN 13501-1:2018。 建筑產(chǎn)品和建筑構(gòu)件的防火分類 - 第 1 部分:使用防火測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。
- ASTM E84-22。 建筑材料表面燃燒特性的標(biāo)準(zhǔn)測試方法。
撰寫本文時(shí)沒有機(jī)器人受到傷害。只是避免了大量咖啡和實(shí)驗(yàn)室事故的美好回憶。 ?
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其他產(chǎn)品:
- NT CAT T-12: 一種用于室溫固化的快速固化硅膠體系。
- NT CAT UL1: 適用于有機(jī)硅及硅烷改性聚合物體系,催化活性中等,活性比T-12略低。
- NT CAT UL22: 適用于有機(jī)硅及硅烷改性聚合物體系,活性比T-12高,耐水解性能優(yōu)異。
- NT CAT UL28: 適用于有機(jī)硅及硅烷改性的聚合物體系,該系列活性較高,常用作T-12的替代品。
- NT CAT UL30: 適用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系,具有中等催化活性。
- NT CAT UL50: 用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系的中等催化活性催化劑。
- NT CAT UL54: 適用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系,中等催化活性,耐水解性好。
- NT CAT SI220: 適用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系。特別推薦用于MS膠粘劑,活性高于T-12。
- NT CAT MB20: 一種用于有機(jī)硅和硅烷改性聚合物體系的有機(jī)鉍催化劑,活性低,符合各種環(huán)境法規(guī)。
- NT CAT DBU: 用于硅橡膠室溫硫化的有機(jī)胺催化劑,符合各種環(huán)保法規(guī)。