Основним компонентом пінополіуретану (ППУ) є поліуретан. Сировиною є в основному поліізоціанати та поліоли. Шляхом додавання відповідних добавок, найважливішою з яких є ряд піноутворюючих добавок, пов’язаних зі спінюванням, — у продукті реакції утворюється велика кількість піни, отримуючи таким чином пінополіуретан. У цій статті коротко представлено сировину та піноутворювачі для виробництва поліуретанової піни.

1. Поліізоціанат
Найбільш часто використовуваними поліізоціанатами у виробництві пінополіуретанів є толуолдіізоціанат (TDI), поліметилен поліфенілізоціанат (PAPI), дифенілметандіізоціанат (MDI) і зріджений MDI (L-MDI).

TDI в основному використовується в промисловості пінопласту для виробництва гнучкої поліуретанової піни. MDI більш реактивний, ніж TDI, і менш летючий. Деякі зріджені модифіковані MDI можуть використовуватися як замінник TDI у виробництві гнучкої поліуретанової піни, наприклад гнучкої поліуретанової піни високої щільності та напівжорсткої піни або мікропористих поліуретанових еластичних матеріалів. виробництво.

PAPI також називають сирим MDI і полімерним MDI. Середня молекулярна маса типових продуктів PAPI найчастіше знаходиться в діапазоні від 30 до 400, а його масова частка NCO становить від 31% до 32%. Середня функціональність низьков'язкого PAPI зазвичай становить від 2,5 до 2,9.

У сфері пінопласту PAPI та модифікований PAPI в основному використовуються для виробництва різних жорстких поліуретанових пінопластів, а невелика кількість використовується для виробництва високопружних м’яких пінопластів, пінопластів із цільною шкірою та напівжорстких пінопластів. PAPI можна змішувати з TDI для отримання високопружної піни холодного затвердіння. 2. Поліефір і поліефірний поліол

1. Поліефір поліол
Поліефірні поліоли, які використовуються для виробництва гнучкої поліуретанової піни, як правило, є довголанцюговими поліефірами з низькою функціональністю. Функціональність поліефірного поліолу в складі м’якої піни зазвичай становить 2~3, а середня молекулярна маса становить 2000-6500. Поліефірний триол найчастіше використовується в м’якій піні. Як правило, гліцерин (гліцерин) використовується як ініціатор, і його отримують полімеризацією з розкриттям кільця 1,2-пропіленоксиду або кополімеризують з невеликою кількістю етиленоксиду. Молекулярна маса зазвичай становить від 3000 до 7000.

Серед них поліефір з високою реакційною здатністю в основному використовується для високопружної м’якої піни, а також може використовуватися для пінопластових виробів, таких як напівжорстка піна. Невелику кількість поліефіргліколю можна використовувати як допоміжний матеріал і змішувати з поліефіртріолом у складі м’якої піни. Поліефірні поліоли з низькою ненасиченістю та високою молекулярною масою можуть бути використані для отримання м’яких пінопластів і зменшення кількості TDI.

Як правило, поліефірні поліоли з високою функціональністю та високим гідроксильним числом використовуються у складах з твердої піни, щоб забезпечити достатнє зшивання та жорсткість. Гідроксильне число твердого спіненого поліефірного поліолу зазвичай становить 350~650 мг KOH/г, а середня функціональність вище 3. Загальні склади твердої піни здебільшого змішуються з двома поліефірами, а середнє гідроксильне число становить приблизно 4000 мг KOH/г.

Напівжорсткі пінополіефіри зазвичай використовують частину високомолекулярних простих поліефірів, особливо високореакційноздатних простих поліефірних поліолів і частину високофункціональних низькомолекулярних жорстких пінополіефірів.

2. Поліефірний поліол
Звичайні низьков'язкі аліфатичні поліефірні поліоли, такі як полідіетиленадипатдіол з гідроксильним числом приблизно 56 мг КОН/г, або злегка розгалужені поліефірні поліоли можуть бути використані для виготовлення м'якої поліефірної поліуретану. Поліефірний поліол має високу реакційну здатність. В даний час поліефірна піна PU використовується лише в невеликій кількості областей, таких як аксесуари до одягу.

Ароматичні поліоли, синтезовані з двохосновних кислот (таких як фталевий ангідрид, терефталева кислота тощо) і низькомолекулярних діолів (діетиленгліколь тощо) або поліолів. Серед них високе гідроксильне число можна використовувати для виробництва твердої поліуретанової піни та поліолів. Ізоціануратна жорстка піна. Нижче гідроксильне число фталевого ангідриду поліефірного спирту також можна використовувати для високопружної гнучкої піни, цільної піни та напівжорсткої піни, а також непінних поліуретанових матеріалів.

3. Полімерполіол
Полімерні поліоли (щеплені поліефірні поліоли) містять жорсткий стирол, гомополімери та сополімери акрилонітрилу та щеплені полімери. Ці вінілові полімери діють як органічні «наповнювачі» для покращення несучих характеристик.

Полімерні поліоли можна використовувати для виробництва гнучких пінопластів високої твердості, високоеластичних пінопластів, м’яких пінопластів, напівжорстких пінопластів, самошкірних пінопластів, продуктів реакційного лиття під тиском (RIM) тощо, що може зменшити товщину продукту. і зменшити Щільність піни зменшує вартість, також може збільшити відкриті комірки пінопласту та надати продукту певні вогнезахисні властивості.

Полімочевинний поліол (дисперсія PHD) також є спеціальним модифікованим полімером поліолом, який можна використовувати для високопружної м’якої піни, напівтвердої піни та м’якої піни. Зараз на ринку представлено небагато товарів.

Існують також деякі спеціальні поліоли, які використовуються у виробництві поліуретанової піни, такі як поліоли рослинної олії, каніфолі поліефірні поліоли та полімерні поліефірні поліоли.

3. Піноутворювачі
Допоміжні піноутворювачі є незамінними при виробництві пінополіуретанів, включаючи каталізатори, стабілізатори піни (стабілізатори піни), піноутворювачі тощо. Існують також деякі добавки, які є необов’язковими і можуть використовуватися при необхідності, наприклад, бар’єри. Випалювальний агент, розширювач ланцюга/зшиваючий агент, антиоксидант, світлостабілізатор, пом’якшувач піни, засіб для відкриття комірок, наповнювач, кольорова паста, антистатик, стабілізатор гідролізу, стабілізатор зберігання пінопласту тощо.

1. Піноутворювач
Вода є важливим піноутворювачем у виробництві поліуретанових матеріалів. Це хімічний піноутворювач. Вуглекислий газ, що утворюється в результаті реакції з ізоціанатом, розширює, спінює та твердне в’язкопружний спінений матеріал для отримання різних пінополіуретанів.

Оскільки вуглекислий газ має високу теплопровідність і сильну проникність, фізичні піноутворювачі повинні використовуватися для складів жорсткої поліуретанової піни, які вимагають високих теплоізоляційних властивостей. Оскільки початкова стадія змішування матеріалу у виробництві твердої піни генерує багато тепла протягом десятків секунд, їй потрібно, щоб піноутворювач поглинав частину тепла, і в той же час газифікація піноутворювача змушує піну розширюватися і піна.

Під час виробництва гнучкої поліуретанової піни, щоб отримати гнучку піну низької щільності без занадто великої кількості води, що спричиняє твердість піни, зазвичай необхідно контролювати кількість води та додавати відповідну кількість фізичного піноутворювача як допоміжного засобу. піноутворювач.

ХФУ-11 (трихлорфторметан) почав промислове виробництво наприкінці 1920-х років. Оскільки CFC-11 має такі характеристики, як негорючість, відповідна температура кипіння, легка газифікація, низька теплопровідність газу, низька токсичність, хороша сумісність з поліуретановою сировиною, не викликає корозії, низька ціна, простий процес спінювання тощо, він виробництво пінополіуретану Дуже ідеальний спінювач у середовищі.

З 1960-х до початку 1990-х років фреон-11 широко використовувався як спінювач для поліуретанових пін. Однак у 1970-х роках вчені виявили, що CFC-11, що викидається в атмосферу, може повільно руйнувати озоновий шар, що привернуло увагу екологів у всьому світі. Основними типами піноутворювачів, які зараз використовуються як альтернативи CFC-11, є HCFC (гідрохлорфторвуглець), HFC (гідрофторвуглець), HC (алкан), рідкий CO2 і вода.

2. Стабілізатор піни
При виробництві пінополіуретану незамінним компонентом є піностабілізатор (або стабілізатор піни). Це може збільшити взаємну розчинність кожного компонента та відігравати роль емульгуючих пінопластових матеріалів, стабілізації піни та коригування клітин. Стабілізатори піни є поверхнево-активними речовинами, і існує два типи некремнієвих сполук і кремнійорганічних сполук.

Більшість стабілізаторів піни, що зараз використовуються, — це полісилоксаноксиалкіленові блок-сополімери, які є поліефірними модифікованими силіконовими поверхнево-активними речовинами, які в промисловості іноді зазвичай називають «силіконовою олією». Завдяки широкому діапазону структурного складу цього типу поверхнево-активної речовини та хорошому ефекту використання силіконові поверхнево-активні речовини, модифіковані простим ефіром, широко використовуються як стабілізатори піни у промисловості пінополіуретану.

3. Розкривач пор
Спосіб отримання пінополіуретану з відкритими порами:

Використовуйте відповідний каталізатор для досягнення необхідного балансу між реакцією гелю та реакцією спінювання. Коли пінопласт піднімається до найвищої точки, міцності плівки клітинної стінки недостатньо, щоб ущільнити бульбашки всередині, і газ виривається зі стінки, утворюючи відкриті клітини. Спінена структура;

Використовуйте відповідну сировину з поліефірного поліолу для формування піни з відкритими порами;

Коли каталізатора та основної сировини недостатньо для вирішення проблеми, для диспергування сечовини, утвореної водним спінюванням, для отримання піни з певним коефіцієнтом відкритих клітин використовується невелика кількість засобу для відкриття клітин.

Відкривач клітин - це особливий тип поверхнево-активної речовини, який зазвичай містить гідрофобні та гідрофільні сегменти або групи. Його функція полягає в зменшенні поверхневого натягу піни, сприянні розриву клітин і збільшенні швидкості відкритих клітин пінополіуретану. Покращує усадку м'яких, напівтвердих і жорстких пінопластових виробів, викликану закритими осередками.

Звичайний жорсткий пінополіуретан має високу щільність зшивання і високу міцність плівки коміркової стінки в спінюванні. Загалом це клітинна структура із закритими комірками. Однак, додавши агент, що відкриває комірки, можна виготовити тверду поліуретанову піну з відкритими комірками для зменшення шуму, наприклад для фільтрації.

Ранній гідрофобний рідкий парафін, полібутадієн, диметилполісилоксан тощо можна використовувати як стабілізатори піни та засоби для відкриття комірок. Парафінові дисперсії та поліетиленоксид також можна використовувати як відкривачі комірок. В даний час спеціальний хімічний склад поліоксипропілен-етиленоксидного сополіефіру, поліоксиалкілен-полісилоксанового сополімеру тощо використовується як агенти, що відкривають пори.

4. Пом'якшувач
Використання пом’якшувачів у виробництві гнучкої поліуретанової піни, складеної з високим вмістом води, може зменшити жорсткість піни, спричинену надмірною кількістю груп сечовини. Модифікатор пом'якшення піни має пом'якшувальну дію. Використання пом’якшувача може зменшити кількість ізоціанату і тим самим зменшити жорсткість піни. Використовується у виробництві еластичного пінополіуретану. Комерційні пом’якшувачі зазвичай містять спеціальні поліефіри, спеціальні поліоли та воду.

Компанія Ningbo Zhongyuan Pigment Co., Ltd. спеціалізується на розробці та виробництві високоякіснихПУ барвники, внутрішньоформові покриття, агенти, що відкривають пори, і порошок силікагелю.