Il componente principale della schiuma di poliuretano (schiuma PU) è il poliuretano. Le materie prime sono principalmente poliisocianati e polioli. Aggiungendo opportuni additivi, il più importante dei quali è una serie di additivi schiumogeni legati alla schiumatura, -nel prodotto di reazione viene generata una grande quantità di schiuma, ottenendo così un prodotto di schiuma poliuretanica. Questo articolo presenta brevemente le materie prime e gli additivi schiumogeni per la produzione di schiuma PU.

1. Poliisocianato
I poliisocianati più comunemente utilizzati nella produzione di schiume poliuretaniche sono il toluene diisocianato (TDI), il polimetilene polifenil isocianato (PAPI), il difenilmetano diisocianato (MDI) e l'MDI liquefatto (L-MDI).

Il TDI viene utilizzato principalmente nell'industria delle materie plastiche espanse per produrre schiuma poliuretanica flessibile. L’MDI è più reattivo del TDI e meno volatile. Alcuni MDI modificati liquefatti possono essere utilizzati come sostituti del TDI nella produzione di schiuma poliuretanica flessibile, come schiuma poliuretanica flessibile ad alta densità e schiuma semirigida o materiali elastici poliuretanici microcellulari. produzione.

PAPI è anche chiamato MDI grezzo e MDI polimerico. Il peso molecolare medio dei tipici prodotti PAPI è compreso tra 30 e 400 e la sua frazione di massa NCO è compresa tra il 31% e il 32%. La funzionalità media del PAPI a bassa viscosità è generalmente compresa tra 2,5 e 2,9.

Nel campo della plastica espansa, PAPI e PAPI modificato vengono utilizzati principalmente per produrre varie schiume poliuretaniche rigide e una piccola quantità viene utilizzata per produrre schiume morbide ad alta resilienza, schiume a pelle intera e schiume semirigide. PAPI può essere miscelato con TDI per produrre schiuma ad alta resilienza polimerizzata a freddo. 2. Polietere e poliolo poliestere

1. Polietere poliolo
I polioli polietere utilizzati per produrre schiume poliuretaniche flessibili sono generalmente polieteri a catena lunga e a bassa funzionalità. La funzionalità del polietere poliolo nella formulazione di schiuma morbida è generalmente 2~3 e il peso molecolare medio è compreso tra 2000 e 6500. Il polietere triolo è il più comunemente usato nella schiuma morbida. Generalmente, come iniziatore viene utilizzato il glicerolo (glicerolo) che si ottiene mediante polimerizzazione con apertura dell'anello dell'ossido di 1,2-propilene o copolimerizzato con una piccola quantità di ossido di etilene. Il peso molecolare generalmente è compreso tra 3000 e 7000.

Tra questi, il polietere ad alta reattività viene utilizzato principalmente per la schiuma morbida ad alta resilienza e può essere utilizzato anche per prodotti in schiuma come la schiuma semirigida. Una piccola quantità di polietere glicole può essere utilizzata come materiale ausiliario e miscelata con polietere triolo in formulazioni di schiuma morbida. I polioli polietere con bassa insaturazione e alto peso molecolare possono essere utilizzati per produrre schiume morbide e ridurre la quantità di TDI.

Generalmente, nelle formulazioni di schiume rigide vengono utilizzati polioli polietere con elevata funzionalità ed elevato valore idrossilico, in modo che sia possibile produrre una reticolazione e una rigidità sufficienti. Il valore ossidrile del poliolo polietere in schiuma rigida è generalmente 350~650 mg KOH/g e la funzionalità media è superiore a 3. Le formulazioni generali di schiuma dura sono per lo più miscelate con due polieteri e il valore ossidrile medio è di circa 4000 mg KOH/g.

Le formulazioni di schiume semirigide utilizzano generalmente parte di polieteri ad alto peso molecolare, in particolare polioli polieteri ad alta reattività e parte di polieteri schiumosi rigidi ad alta funzionalità e basso peso molecolare.

2. Poliolo poliestere
Per produrre schiuma morbida di poliuretano poliestere è possibile utilizzare normali polioli di poliestere alifatici a bassa viscosità come polidietilene adipato diolo con un valore di ossidrile di circa 56 mg KOH/go polioli di poliestere leggermente ramificati. Il poliolo poliestere ha un'elevata reattività. Attualmente, la schiuma a blocchi di poliestere PU viene utilizzata solo in un numero limitato di settori, ad esempio negli accessori di abbigliamento.

Polioli aromatici sintetizzati da acidi dibasici (come anidride ftalica, acido tereftalico, ecc.) e piccoli dioli molecolari (glicole dietilenico, ecc.) o polioli. Tra questi, l'alto valore idrossilico può essere utilizzato per produrre schiuma rigida di poliuretano e polioli. Schiuma rigida di isocianurato. Il valore idrossilico inferiore dell'alcol poliestere dell'anidride ftalica può essere utilizzato anche per schiuma flessibile ad alta resilienza, schiuma a pelle intera e schiuma semirigida e materiali poliuretanici non schiumosi.

3. Poliolo polimero
I polioli polimerici (polioli di polietere innestati) contengono stirene rigido, omopolimeri e copolimeri di acrilonitrile e polimeri ad innesto. Questi polimeri vinilici agiscono come "riempitivi" organici per migliorare le prestazioni di carico.

I polioli polimerici possono essere utilizzati per produrre schiume flessibili ad alta durezza, schiume ad alta resilienza, schiume morbide stampate a caldo, schiume semirigide, schiume autoadesive, prodotti RIM (reaction injection moulding), ecc., che possono ridurre lo spessore del prodotto e ridurre La densità della schiuma riduce i costi, può anche aumentare la cellula aperta della plastica espansa e conferire al prodotto una certa prestazione ignifuga.

La poliurea poliolo (dispersione PHD) è anche uno speciale poliolo modificato con polimero, che può essere utilizzato per schiuma morbida ad alta resilienza, schiuma semirigida e schiuma morbida. Al momento ci sono pochi prodotti sul mercato.

Esistono anche alcuni polioli speciali utilizzati nella produzione di schiume poliuretaniche, come polioli di olio vegetale, polioli di poliestere di colofonia e polioli di poliestere polimerici.

3. Ausiliari di schiuma
Gli ausiliari di schiuma sono indispensabili nella produzione di schiume poliuretaniche, inclusi catalizzatori, stabilizzatori di schiuma (stabilizzatori di schiuma), agenti schiumogeni, ecc. Esistono anche alcuni additivi che sono facoltativi e possono essere utilizzati quando necessario, come le barriere. Agente bruciante, agente estensore di catena/agente di reticolazione, antiossidante, stabilizzante alla luce, ammorbidente per schiuma, apricellulare, riempitivo, pasta colorante, agente antistatico, stabilizzatore di idrolisi, stabilizzatore di stoccaggio della composizione in schiuma, ecc.

1. Agente schiumogeno
L'acqua è un importante agente schiumogeno nella produzione di materiali poliuretanici. È un agente schiumogeno chimico. Il gas di anidride carbonica generato dalla reazione con l'isocianato si espande, forma schiuma e solidifica il materiale espanso viscoelastico per ottenere varie schiume poliuretaniche.

Poiché l'anidride carbonica ha un'elevata conduttività termica e una forte permeabilità, è necessario utilizzare agenti schiumogeni fisici per formulazioni di schiuma poliuretanica rigida che richiedono elevate proprietà di isolamento termico. Poiché la fase iniziale di miscelazione del materiale nella produzione di schiuma rigida genera molto calore in decine di secondi, è necessario che l'agente schiumogeno assorba parte del calore e, allo stesso tempo, la gassificazione dell'agente schiumogeno fa espandere la schiuma e schiuma.

Nella produzione di schiume poliuretaniche flessibili, per ottenere schiume flessibili a bassa densità senza che troppa acqua irrigidisca la schiuma, è generalmente necessario controllare la quantità di acqua e aggiungere una quantità adeguata di agente schiumogeno fisico come ausiliario Agente schiumogeno.

Il CFC-11 (triclorofluorometano) ha realizzato la produzione industriale alla fine degli anni '20. Poiché il CFC-11 ha le caratteristiche di non combustibilità, punto di ebollizione adeguato, facile gassificazione, bassa conduttività termica del gas, bassa tossicità, buona compatibilità con materie prime poliuretaniche, non corrosivo, basso prezzo, semplice processo di schiumatura, ecc., è una produzione di schiuma di poliuretano Agente espandente molto ideale nel mezzo.

Dagli anni '60 all'inizio degli anni '90, il CFC-11 è stato ampiamente utilizzato come agente espandente per le schiume poliuretaniche. Tuttavia, negli anni '70, gli scienziati scoprirono che il CFC-11 emesso nell'atmosfera poteva distruggere lentamente lo strato di ozono, cosa che attirò l'attenzione degli ambientalisti di tutto il mondo. I principali tipi di agenti espandenti attualmente utilizzati come alternative al CFC-11 sono HCFC (idroclorofluorocarburo), HFC (idrofluorocarburo), HC (alcano), CO2 liquida e acqua.

2. Stabilizzatore di schiuma
Quando si produce schiuma di poliuretano, lo stabilizzatore di schiuma (o stabilizzatore di schiuma) è un componente indispensabile. Può aumentare la solubilità reciproca di ciascun componente e svolgere il ruolo di emulsionare i materiali espansi, stabilizzare la schiuma e regolare le cellule. Gli stabilizzanti della schiuma sono tensioattivi e esistono due tipi di composti non silicici e composti organosilicionici.

La maggior parte degli stabilizzanti della schiuma attualmente in uso sono copolimeri a blocchi di polisilossano ossialchilene, che sono tensioattivi siliconici modificati con polietere, a volte comunemente indicati come "olio di silicone" nel settore. A causa dell'ampia gamma di composizione strutturale di questo tipo di tensioattivo e del buon effetto d'uso, i tensioattivi siliconici modificati con polietere sono stati ampiamente utilizzati come stabilizzanti della schiuma nell'industria della schiuma poliuretanica.

3. Apri pori
Metodo per ottenere la schiuma poliuretanica a cellule aperte:

Utilizzare un catalizzatore adatto per ottenere l'equilibrio richiesto tra la reazione del gel e la reazione di formazione di schiuma. Quando il materiale espanso raggiunge il punto più alto, la resistenza della pellicola della parete cellulare non è sufficiente per sigillare le bolle all'interno e il gas fuoriesce dalla parete per formare celle aperte. La struttura in schiuma;

Utilizzare materie prime polietere poliolo adatte per formare schiuma a cellule aperte;

Quando il catalizzatore e le principali materie prime non sono sufficienti a risolvere il problema, viene utilizzata una piccola quantità di apricellulare per disperdere l'urea formata dalla schiumatura dell'acqua per ottenere una schiuma con un certo rapporto di celle aperte.

L'apricellulare è un tipo speciale di tensioattivo, generalmente contenente segmenti o gruppi idrofobici e idrofili. La sua funzione è quella di ridurre la tensione superficiale della schiuma, favorire la rottura cellulare e aumentare il tasso di cellule aperte della schiuma poliuretanica. Migliora il ritiro dei prodotti in plastica espansa morbida, semirigida e rigida causato dalle cellule chiuse.

La normale schiuma di poliuretano rigida ha un'elevata densità di reticolazione e un'elevata resistenza della pellicola della parete cellulare nella schiuma. È generalmente una struttura cellulare a cellule chiuse. Tuttavia, aggiungendo un agente di apertura delle cellule, è possibile realizzare una schiuma poliuretanica rigida a celle aperte per la riduzione del rumore, per scopi come il filtraggio.

La paraffina liquida idrofobica iniziale, il polibutadiene, il dimetilpolisilossano, ecc. possono essere utilizzati come stabilizzanti della schiuma e apricellulari. Come apri cellule possono essere utilizzati anche dispersioni di paraffina e ossido di polietilene. Attualmente, come agenti di apertura dei pori vengono utilizzate composizioni chimiche speciali di copolietere di ossido di poliossipropilene-etilene, copolimero di poliossialchilene-polisilossano, ecc.

4. Ammorbidente
L'uso di ammorbidenti nella produzione di schiume poliuretaniche flessibili formulate con un elevato contenuto di acqua può inibire la rigidità della schiuma causata da eccessivi gruppi urea. Il modificatore ammorbidente della schiuma ha un effetto ammorbidente. L'uso di un ammorbidente può ridurre la quantità di isocianato e quindi ridurre la durezza della schiuma. Viene utilizzato nella produzione di schiuma poliuretanica flessibile. Gli ammorbidenti commerciali contengono generalmente polieteri speciali, polioli speciali e acqua.

Ningbo Zhongyuan Pigment Co., Ltd. è un'impresa specializzata nello sviluppo e nella produzione di alta qualitàColoranti PU, rivestimenti nello stampo, agenti di apertura dei pori e polvere di gel di silice.