1. Introduction
Les produits de la série de mousse souple en polyuréthane comprennent principalement des blocs, des mousses continues, des éponges, des mousses à haute résilience (HR), des mousses auto-peau, des mousses à résilience lente, des mousses microcellulaires et des mousses semi-rigides à absorption d'énergie.Ce type de mousse représente encore environ 50 % du produit total en polyuréthane.Une grande variété avec une application croissante, elle a été impliquée dans divers domaines de l'économie nationale : appareils électroménagers, automobiles, rénovation domiciliaire, meubles, trains, navires, aérospatiale et bien d'autres domaines.Depuis l’avènement de la mousse souple PU dans les années 1950, surtout après être entré dans le 21e siècle, il y a eu un bond en avant en termes de technologie, de variété et de production de produits.Les points forts sont : mousse souple PU respectueuse de l'environnement, à savoir un produit en polyuréthane vert ;mousse souple PU à faible valeur de COV ;mousse souple PU à faible atomisation ;mousse souple PU pleine eau ;mousse souple de la série MDI complète ;ignifuge, à faible dégagement de fumée, mousse complète de la série MDI ;de nouveaux types d'additifs tels que des catalyseurs réactifs à haut poids moléculaire, des stabilisants, des retardateurs de flamme et des antioxydants ;les polyols à faible insaturation et à faible teneur en monoalcool ;mousse souple PU ultra basse densité avec d'excellentes propriétés physiques ;faible fréquence de résonance, mousse souple PU à faible transfert ;le polycarbonate diol, le polyol de polyε-caprolactone, le polybutadiène diol, le polytétrahydrofurane et d'autres polyols spéciaux ;technologie de moussage au CO2 liquide, technologie de moussage à pression négative, etc.En bref, l’émergence de nouvelles variétés et de nouvelles technologies a favorisé le développement ultérieur de la mousse souple PU.
2 Principe de moussage
Afin de synthétiser la mousse souple PU idéale qui répond aux exigences, il est nécessaire de comprendre le principe de réaction chimique du système de mousse afin de sélectionner les matières premières principales et auxiliaires et les processus de fabrication appropriés.Le développement de l'industrie du polyuréthane à ce jour n'en est plus au stade de l'imitation, mais selon les exigences de performance du produit final, il peut être réalisé grâce à la structure des matières premières et aux techniques de synthèse.La mousse de polyuréthane participe aux changements chimiques au cours du processus de synthèse, et les facteurs affectant les propriétés structurelles de la mousse sont complexes, ce qui implique non seulement la réaction chimique entre l'isocyanate, l'alcool polyéther (ester) et l'eau, mais implique également la chimie colloïdale du moussage. .Les réactions chimiques comprennent l'extension de chaîne, le moussage et la réticulation.Cela affecte également la structure, la fonctionnalité et le poids moléculaire des substances participant à la réaction.La réaction générale de synthèse de la mousse polyuréthane peut être exprimée par la formule suivante :
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Cependant, la situation réelle est plus complexe et les réponses importantes sont résumées comme suit :
01 Rallonge de chaîne
Isocyanates multifonctionnels et polyéthers (esters) alcools, notamment composés difonctionnels, l'allongement de chaîne s'effectue de la manière suivante :
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Dans le système de moussage, la quantité d'isocyanate est généralement supérieure à celle du composé contenant de l'hydrogène actif, c'est-à-dire que l'indice de réaction est supérieur à 1, généralement 1,05, de sorte que l'extrémité du produit final à chaîne allongée dans le processus de moussage devrait être un groupe isocyanate.
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La réaction d'extension de chaîne est la réaction principale de la mousse PU, et elle est la clé des propriétés physiques : résistance mécanique, vitesse de croissance, élasticité, etc.
02 Réaction moussante
Le moussage est très important dans la préparation de mousses souples, notamment lors de la synthèse de produits de faible densité.Il existe deux effets généraux de moussage : l'utilisation de la chaleur de réaction pour vaporiser des composés d'hydrocarbures à bas point d'ébullition, tels que le HCFC-141b, le HFC-134a, le HFC-365mfc, le cyclopentane, etc., pour atteindre des objectifs moussants, et l'autre consiste à utiliser eau et isocyanate.La réaction chimique produit une grande quantité de gaz CO2 moussant :
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En l’absence de catalyseur, la vitesse de réaction de l’eau avec les isocyanates est lente.La vitesse de réaction des amines et des isocyanates est assez rapide.Pour cette raison, lorsque l'eau est utilisée comme agent moussant, elle apporte un grand nombre de segments rigides et de composés d'urée à haute polarité, qui affectent le toucher, la résilience et la résistance à la chaleur des produits en mousse.Pour produire une mousse présentant d'excellentes propriétés physiques et une faible densité, il est nécessaire d'augmenter le poids moléculaire de l'alcool polyéther (ester) et la douceur de la chaîne principale.
03 Action du gel
La réaction sur gel est également appelée réaction de réticulation et de durcissement.Dans le processus de moussage, la gélification est très importante.Une gélification trop précoce ou trop tardive entraînera une baisse de la qualité des produits en mousse ou deviendra des déchets.L'état le plus idéal est que l'extension de chaîne, la réaction de moussage et la réaction de gel atteignent l'équilibre, sinon la densité de la mousse sera trop élevée ou la mousse s'effondrera.
Il existe trois actions gélifiantes lors du processus de moussage :
1) Gels de composés multifonctionnels
Généralement, les composés possédant plus de trois fonctionnalités peuvent réagir pour former des composés de structure corporelle.Nous utilisons des polyéther polyols possédant plus de trois fonctionnalités dans la production de mousses flexibles de polyuréthane.Récemment, des polyisocyanates avec fn ≥ 2,5 sont également utilisés dans le développement de tous les systèmes MDI pour améliorer la capacité portante des mousses à faible densité.Ceux-ci constituent la base de la formation de structures réticulées triphasées :
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Il est à noter que le poids moléculaire entre les points de réticulation reflète directement la densité de réticulation de la mousse.C'est-à-dire que la densité de réticulation est grande, la dureté du produit est élevée et la résistance mécanique est bonne, mais la douceur de la mousse est médiocre et la résilience et l'allongement sont faibles.Le poids moléculaire (Mc) entre les points de réticulation de la mousse souple est compris entre 2 000 et 2 500 et celui de la mousse semi-rigide est compris entre 700 et 2 500.
2) Formation d'urée
Lorsque l’eau est utilisée comme agent moussant, des composés de liaison urée correspondants sont générés.Plus il y a d'eau, plus il y a de liaisons urée.Ils réagiront en outre avec un excès d'isocyanate à haute température pour former des composés de liaison biuret avec une structure triphasée :
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3) Formation d'allophanate Un autre type de réaction de réticulation est que l'hydrogène sur la chaîne principale de l'uréthane réagit en outre avec un excès d'isocyanate à haute température pour former une liaison allophanate avec une structure triphasée :
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La formation de composés biuret et de composés allophanate n'est pas idéale pour les systèmes moussants car ces deux composés ont une mauvaise stabilité thermique et se décomposent à des températures élevées.Par conséquent, il est très important que les gens contrôlent la température et l’indice d’isocyanate lors de la production.
3 Calculs chimiques
Le matériau synthétique polyuréthane est un matériau synthétique polymère qui peut synthétiser des produits polymères à partir de matières premières en une seule étape, c'est-à-dire que les propriétés physiques des produits peuvent être directement ajustées artificiellement en modifiant les spécifications et les ratios de composition des matières premières.Par conséquent, il est très important d'appliquer correctement le principe de la synthèse des polymères et d'établir une formule de calcul simple pour améliorer la qualité des produits en polyuréthane.
01 Valeur équivalente
La valeur dite équivalente (E) fait référence au poids moléculaire (Mn) correspondant à la fonctionnalité unitaire (f) dans une molécule composée ;
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Par exemple, le poids moléculaire moyen en nombre du polyéther triol est de 3000, alors sa valeur équivalente :
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L'agent de réticulation MOCA couramment utilisé, à savoir le 4,4′-méthylène bis(2 chloroamine), a une masse moléculaire relative de 267. Bien qu'il y ait 4 hydrogènes actifs dans la molécule, seuls 2 hydrogènes participent à la réaction isocyanate.atome, donc sa fonctionnalité f=2
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Dans les spécifications du produit du polyéther ou du polyester polyol, chaque entreprise fournit uniquement des données sur l'indice d'hydroxyle (OH), il est donc plus pratique de calculer directement la valeur équivalente avec l'indice d'hydroxyle :
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Il convient de rappeler que la mesure réelle de la fonctionnalité d’un produit prend beaucoup de temps et qu’elle entraîne de nombreuses réactions secondaires.Souvent, la fonctionnalité réelle du triol polyéther (ester) n'est pas égale à 3, mais se situe entre 2,7 et 2,8.Par conséquent, il est recommandé d’utiliser la formule (2), c’est-à-dire que l’indice d’hydroxyle est également calculé !
02 Exigence en isocyanate
Tous les composés à hydrogène actif peuvent réagir avec l'isocyanate.Selon le principe de réaction équivalente, il est courant en synthèse de PU de calculer avec précision la quantité d'isocyanate consommée par chaque composant dans la formule :
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Dans la formule : Ws – quantité d'isocyanate
Wp—dosage polyéther ou polyester
Ep-polyéther ou équivalent polyester
Es—Équivalent isocyanate
Le rapport molaire I2-NCO/-OH, c'est-à-dire l'indice de réaction
ρS—pureté de l'isocyanate
Comme nous le savons tous, lors de la synthèse d'un prépolymère ou semi-prépolymère avec une certaine valeur NCO, la quantité d'isocyanate requise est liée à la quantité réelle de polyéther et à la teneur en NCO requise par le prépolymère final.Après avoir résumé :
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Dans la formule : D——la fraction massique du groupe NCO dans le prépolymère
42—— Valeur équivalente de NCO
Dans les mousses actuelles entièrement composées de MDI, le MDI modifié par un polyéther de haut poids moléculaire est généralement utilisé pour synthétiser des semi-prépolymères, et son % de NCO est compris entre 25 et 29 %, la formule (4) est donc très utile.
Une formule de calcul du poids moléculaire entre les points de réticulation liée à la densité de réticulation est également recommandée, ce qui est très utile dans la formulation de formulations.Qu'il s'agisse d'un élastomère ou d'une mousse haute résilience, son élasticité est directement liée à la quantité d'agent réticulant :
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Dans la formule : Mnc——poids moléculaire moyen en nombre entre les points de réticulation
Par exemple —— Valeur équivalente de l'agent de réticulation
Wg——Quantité d'agent de réticulation
WV – la quantité de prépolymère
D——Contenu sous-officier
4 matières premières
Les matières premières du polyuréthane sont divisées en trois catégories : les composés polyols, les composés polyisocyanates et les additifs.Parmi eux, les polyols et les polyisocyanates sont les principales matières premières du polyuréthane, et les agents auxiliaires sont des composés qui complètent les propriétés particulières des produits en polyuréthane.
Tous les composés comportant des groupes hydroxyle dans la structure des composés organiques appartiennent aux composés organiques polyols.Parmi eux, les deux mousses polyuréthanes les plus couramment utilisées sont les polyéther polyols et les polyester polyols.
composé polyol
Polyol de polyéther
Il s'agit d'un composé oligomère d'un poids moléculaire moyen de 1 000 à 7 000, basé sur les matières premières de l'industrie pétrochimique : l'oxyde de propylène et l'oxyde d'éthylène, et deux et trois composés fonctionnels contenant de l'hydrogène sont utilisés comme initiateurs et sont catalysés et polymérisé par KOH..
Généralement, le poids moléculaire du polyéther polyol en mousse souple ordinaire est compris entre 1 500 et 3 000 et l'indice d'hydroxyle est compris entre 56 et 110 mg de KOH/g.Le poids moléculaire du polyéther polyol à haute résilience est compris entre 4 500 et 8 000 et l'indice d'hydroxyle est compris entre 21 et 36 mgKOH/g.
Il convient de mentionner que plusieurs grandes variétés de polyéther polyols nouvellement développées ces dernières années sont très bénéfiques pour améliorer les propriétés physiques de la mousse flexible de polyuréthane et réduire la densité.
l Polyol polyéther greffé sur polymère (POP), qui peut améliorer la capacité de charge de la mousse souple PU, réduire la densité, augmenter le degré d'ouverture et empêcher le rétrécissement.La posologie augmente également de jour en jour.
l Polyurée polyéther polyol (PHD) : La fonction polyéther est similaire au polymère polyéther polyol, ce qui peut améliorer la dureté, la capacité portante et favoriser l'ouverture des produits en mousse.La résistance aux flammes est augmentée et la mousse de la série MDI est auto-extinguible et largement utilisée en Europe.l Polyéther polyol polymère de qualité combustion : il s'agit d'un polyéther polyol greffé avec un polymère d'hydrocarbure aromatique contenant de l'azote, qui peut non seulement améliorer la portance, les cellules ouvertes, la dureté et d'autres caractéristiques des produits en mousse, mais également synthétiser des coussins de siège en PU. à partir de cela.Il a un caractère ignifuge élevé : l'indice d'oxygène atteint 28 % ou plus, la faible émission de fumée ≤ 60 % et la faible vitesse de propagation de la flamme.C'est un excellent matériau pour les automobiles, les trains et les meubles pour fabriquer des coussins de siège.
l Polyol polyéther à faible insaturation : Puisqu'il utilise un complexe métallique double cyanure (DMC) comme catalyseur, la teneur en doubles liaisons insaturées dans le polyéther synthétisé est inférieure à 0,010 mol/mg, c'est-à-dire qu'il contient du monool Le composé faible, c'est-à-dire que la haute pureté conduit à de meilleures propriétés de résilience et de déformation sous compression de la mousse HR synthétisée sur cette base, ainsi qu'à une bonne résistance à la déchirure et un bon facteur d'indentation.La mousse de coussin de siège de voiture à faible fréquence de résonance et à faible taux de transmission de 6 Hz récemment développée est très bonne.
l Polybutadiène glycol hydrogéné, ce polyol a été récemment utilisé dans les produits en mousse PU à l'étranger pour améliorer considérablement les propriétés physiques de la mousse, en particulier la résistance aux intempéries, la résistance à l'humidité et à la chaleur, ainsi que d'autres problèmes depuis de nombreuses années, de sorte que le coussin du siège de voiture etc. sont utilisés dans les régions tropicales d’Afrique.
l Les polyéther polyols à haute teneur en oxyde d'éthylène, généralement des polyéther polyols de haute activité, afin d'améliorer la réactivité des polyéthers, ajoutent 15 à 20 % d'EO à la fin de la synthèse.Les polyéthers ci-dessus ont une teneur en EO allant jusqu'à 80 %, et une teneur en PO au contraire inférieure à 40 %.C'est la clé du développement de toutes les mousses souples PU de la série MDI, à laquelle les acteurs de l'industrie devraient prêter attention.
l Polyols polyéthers à activité catalytique : introduisent principalement des groupes amines tertiaires ayant des propriétés catalytiques ou des ions métalliques dans la structure polyéther.Le but est de réduire la quantité de catalyseur dans le système de moussage, de réduire la valeur des COV et la faible atomisation des produits en mousse.
l Polyol polyéther à terminaison amino : ce polyéther a la plus grande activité catalytique, un temps de réaction court, un démoulage rapide et une résistance du produit grandement améliorée (en particulier la résistance précoce), un démoulage, une résistance à la température et une résistance aux solvants., la température de construction est réduite, le champ d'application est élargi et c'est une nouvelle variété prometteuse.
polyester-polyol
Les premiers polyester-polyols font tous référence à des polyester-polyols à base d'acide adipique, et le marché le plus important est celui de la mousse microcellulaire, utilisée dans les semelles de chaussures.Ces dernières années, de nouvelles variétés sont apparues les unes après les autres, élargissant l'application des polyesters polyols dans les PUF.
l Polyester polyol à base d'acide adipique modifié par l'acide dicarboxylique aromatique : synthétisant principalement du polyester polyol en remplaçant partiellement l'acide adipique par de l'acide phtalique ou de l'acide téréphtalique, ce qui peut améliorer la résistance initiale du produit et améliorer la résistance à l'humidité et la dureté, tout en réduisant les coûts.
l Polyol polycarbonate : ce type de produit peut améliorer considérablement la résistance à l'hydrolyse, la résistance aux intempéries, la résistance à la température et la dureté des produits en mousse, et constitue une variété prometteuse.
l Poly ε-caprolactone polyol : la mousse PU synthétisée à partir de celle-ci présente une excellente résistance à la température, à l'hydrolyse et à l'abrasion, et certains produits hautes performances doivent en être fabriqués.
l Polyester polyol aromatique : il a été développé grâce à l'utilisation complète de déchets de polyester à un stade précoce, et il est principalement utilisé dans la mousse rigide PU.Il s’étend désormais à la mousse souple PU, qui mérite également l’attention.
Autres Tout composé contenant de l'hydrogène actif peut être appliqué au PUF.Selon l'évolution du marché et les exigences de protection de l'environnement, il est impératif d'utiliser pleinement les produits ruraux et de synthétiser de la mousse souple PU biodégradable.
l Polyols à base d'huile de ricin : Ces produits ont été utilisés auparavant dans les PUF, et la plupart d'entre eux sont fabriqués à partir d'huile de ricin pure non modifiée pour fabriquer des mousses semi-rigides.Je suggère d'utiliser la technologie de transestérification et divers alcools de haut poids moléculaire sont introduits dans l'huile de ricin pour synthétiser diverses spécifications.
Les dérivés peuvent être transformés en divers PUF mous et durs.
l Polyols de la série des huiles végétales : récemment affectés par les prix du pétrole, ces produits se sont développés rapidement.À l'heure actuelle, la plupart des produits industrialisés sont des produits en série d'huile de soja et d'huile de palme, et l'huile de coton ou l'huile animale peut également être utilisée pour développer des produits en série, qui peuvent être largement utilisés, réduire les coûts et sont biodégradables et respectueux de l'environnement. .
polyisocyanate
Deux types d'isocyanates, TDI et MDI, sont couramment utilisés dans la production de mousse de polyuréthane flexible, et les hybrides TDI/MDI dérivés sont également largement utilisés dans les séries HR.En raison des exigences en matière de protection de l'environnement, l'industrie automobile a des exigences très faibles en matière de valeur COV des produits en mousse.Par conséquent, les produits MDI purs, MDI bruts et modifiés par MDI ont été largement utilisés dans la mousse souple PU en tant que principaux produits souples PU.
composé polyol
MDI liquéfié
Le 4,4′-MDI pur est solide à température ambiante.Le MDI dit liquéfié fait référence au MDI qui a été modifié de diverses manières et qui est liquide à température ambiante.La fonctionnalité du MDI liquéfié peut être utilisée pour comprendre à quel groupe de MDI modifié il appartient.
l MDI modifié à l'uréthane avec une fonctionnalité de 2,0 ;
l MDI modifié au carbodiimide avec une fonctionnalité de 2,0 ;
l MDI modifié avec de la diazétacyclobutanone imine, la fonctionnalité est de 2,2 ;
l MDI modifié avec de l'uréthane et de la diazétidinimine avec une fonctionnalité de 2.1.
La grande majorité de ces produits sont utilisés dans des produits moulés tels que les HR, RIM, les mousses auto-pelliculaires et les micro-mousses telles que les semelles de chaussures.
MDI-50
C'est un mélange de 4,4′-MDI et de 2,4′-MDI.Le point de fusion du 2,4′-MDI étant inférieur à la température ambiante, environ 15°C, le MDI-50 est un liquide stocké à température ambiante et facile à utiliser.Faites attention à l'effet d'encombrement stérique du 2,4′-MDI, qui est moins réactif que le corps 4,4′ et peut être ajusté par un catalyseur.
MDI grossier ou PAPI
Sa fonctionnalité est comprise entre 2,5 et 2,8, et il est généralement utilisé dans les mousses rigides.Ces dernières années, en raison de facteurs de prix, elle a également été utilisée sur le marché des mousses souples, mais il convient de noter qu'en raison de sa haute fonctionnalité, il est nécessaire de réduire la quantité de réticulation dans la conception des formules.Agent commun, ou augmenter le plastifiant interne.
Auxiliaire
catalyseur
Le catalyseur a un grand effet sur la mousse de polyuréthane et permet ainsi une production rapide à température ambiante.Il existe deux grandes catégories de catalyseurs : les amines tertiaires et les catalyseurs métalliques, tels que la triéthylènediamine, la pentaméthyldiéthylènetriamine, le méthylimidazole, l'A-1, etc., appartiennent tous aux catalyseurs d'amines tertiaires, tandis que l'octoate stanneux, la diéthylènediamine, etc. Laurate de dibutylétain, acétate de potassium , l'octoate de potassium, le bismuth organique, etc. sont des catalyseurs métalliques.À l'heure actuelle, divers catalyseurs de type retardé, de type trimérisation, de type complexe et de type à faible valeur en COV ont été développés, qui sont également basés sur les types de catalyseurs ci-dessus.
Par exemple, la série Dabco de société de produits gaziers, la matière première de base est la triéthylènediamine :
l Dabco33LV contient 33 % de triéthylènediamine/67 % de dipropylène glycol
l Dabco R8020 Triéthylènediamine contient 20 %/DMEA80 %
l Dabco S25 triéthylènediamine contient 25 %/butanediol 75 %
l Catalyseur retardé triéthylènediamine/acide Dabco8154
l Dabco EG Triéthylènediamine contient 33 %/Éthylène glycol 67 %
l Trimérisation série Dabco TMR
l Dabco 8264 Bulles composées, catalyseurs équilibrés
l Catalyseur à faible odeur Dabco XDM
Dans des conditions de catalyseurs multiples, nous devons d'abord comprendre les caractéristiques des différents catalyseurs et leurs principes de fonctionnement pour obtenir l'équilibre du système polyuréthane, c'est-à-dire l'équilibre entre la vitesse de moussage et la vitesse de gélification ;l'équilibre entre la vitesse de gélification et le taux de moussage, et l'équilibre entre la vitesse de moussage et la fluidité du matériau, etc.
Les catalyseurs métalliques sont tous des catalyseurs de type gel.Les catalyseurs classiques de type étain ont un fort effet de gel, mais leurs inconvénients sont qu'ils ne résistent pas à l'hydrolyse et ont une mauvaise résistance au vieillissement thermique.L’émergence récente de catalyseurs organiques à base de bismuth devrait attirer l’attention.Il a non seulement la fonction de catalyseur à l'étain, mais possède également une bonne résistance à l'hydrolyse et une bonne résistance au vieillissement thermique, ce qui est très approprié pour la composition de matériaux.
stabilisateur de mousse
Il joue le rôle d'émulsifier le matériau en mousse, de stabiliser la mousse et d'ajuster la cellule, et augmente la solubilité mutuelle de chaque composant, ce qui est utile pour la formation de bulles, contrôle la taille et l'uniformité de la cellule et favorise l'équilibre de la tension de la mousse.Les parois sont élastiques pour retenir les cellules et éviter l'effondrement.Bien que la quantité de stabilisant de mousse soit faible, elle a un impact significatif sur la structure cellulaire, les propriétés physiques et le processus de fabrication de la mousse flexible PU.
À l’heure actuelle, des oligomères séquencés silicone/polyoxyalkylène éther résistants à l’hydrolyse sont utilisés en Chine.En raison de l'application de différents systèmes de mousse, le rapport segment hydrophobe/segment hydrophile est différent et le changement du maillon de chaîne à l'extrémité de la structure du bloc est différent., pour produire des stabilisants en silicone pour divers produits en mousse.Par conséquent, lors du choix d'un stabilisateur de mousse, vous devez comprendre sa fonction et sa fonction, ne pas l'oublier, ne pas l'utiliser sans discernement et provoquer des conséquences néfastes.Par exemple, l'huile de silicone pour mousse souple ne peut pas être appliquée sur une mousse à haute résilience, sinon elle entraînera un rétrécissement de la mousse, et l'huile de silicone à haute résilience ne peut pas être appliquée pour bloquer la mousse souple, sinon elle provoquera un effondrement de la mousse.
En raison des besoins de protection de l'environnement, les industries de l'automobile et du meuble nécessitent des produits à faible atomisation et à faible valeur en COV.Diverses sociétés ont successivement développé des stabilisants de mousse à faible atomisation et à faible valeur en COV, tels que le Dabco DC6070 lancé par Gas Products Company, qui est une huile de silicone à faible atomisation pour le système TDI.;Dabco DC2525 est une huile silicone à faible buée pour les systèmes MDI.
agent moussant
L'agent moussant pour la mousse souple PU est principalement de l'eau, complétée par d'autres agents moussants physiques.Dans la production de blocs de mousse, compte tenu de la grande quantité d'eau dans les produits à faible densité, un dépassement fréquent de 4,5 parties pour 100 parties entraînera une augmentation de la température interne de la mousse, dépassant 170 ~ 180 ° C, entraînant une combustion spontanée du mousse et un agent moussant hydrocarboné à bas point d’ébullition doit être utilisé.L’un contribue à réduire la densité et l’autre élimine une grande quantité de chaleur de réaction.Au début, la combinaison eau/F11 était utilisée.Pour des raisons de protection de l'environnement, la F11 a été interdite.À l'heure actuelle, la plupart des produits de la série transition eau/dichlorométhane et de la série eau/HCFC-141b sont utilisés.Parce que les produits de la série dichlorométhane polluent également l'atmosphère, il s'agit d'une nature transitoire, tandis que les produits de la série HFC : HFC-245fa, -356mfc, etc. ou les produits de la série cyclopentane sont tous respectueux de l'environnement, mais le premier est cher et le second est inflammable, donc Afin de répondre aux besoins de réduction du degré de température, les gens ont introduit de nouveaux processus, la technologie de moussage à pression négative, la technologie de refroidissement forcé et la technologie du CO2 liquide pour résoudre le problème, le but est de réduire la quantité d'eau ou de réduire la température interne. de la mousse.
Je recommande la technologie du CO2 liquide pour la production de blocs de bulles, plus adaptée aux petites et moyennes entreprises.Dans la technologie LCO2, 4 parties de LCO2 équivalent à 13 parties de MC.La relation entre la consommation d'eau et le CO2 liquide utilisé pour produire des mousses de différentes densités Densité de la mousse, kg/m3 d'eau, parties en masse LCO2, parties en masse équivalent MC, parties en masse
13.34.86.520.0
15.24.55.015.3
16.04.54.012.3
17.33.94.313.1
27.72.52.06.2
ignifuge
L'ignifugation et la prévention des incendies sont une préoccupation constante des gens.Le nouveau document GB20286-2006 de mon pays intitulé « Exigences et normes relatives aux performances de combustion des produits et composants ignifuges dans les lieux publics » contient de nouvelles exigences en matière d'ignifugation.Pour la mousse ignifuge de grade 1 Exigences en matière de plastique : a), taux de dégagement de chaleur maximal ≤ 250 KW/m2 ;b), durée de combustion moyenne ≤ 30 s, hauteur de combustion moyenne ≤ 250 mm ;c), degré de densité de fumée (SDR) ≤ 75 ;d), degré de toxicité de la fumée Pas inférieur au niveau 2A2.
C'est-à-dire : trois facteurs doivent être pris en compte : ignifuge, faible fumée et faible toxicité de la fumée.Afin de proposer des exigences plus élevées pour la sélection des retardateurs de flamme, conformément aux normes ci-dessus, je pense qu'il est préférable de choisir des variétés capables de former une épaisse couche de carbone et de libérer une fumée non toxique ou peu toxique.À l'heure actuelle, il est plus approprié d'utiliser des retardateurs de flamme à haut poids moléculaire à base d'esters de phosphate, ou des hydrocarbures aromatiques sans halogène avec des variétés hétérocycliques résistantes aux températures élevées, etc. Ces dernières années, les pays étrangers ont développé une mousse flexible PU ignifuge en graphite expansé, ou un retardateur de flamme hétérocyclique à l'azote. Le médicament est correct.
autre
Les autres additifs comprennent principalement : les ouvre-pores, les agents de réticulation, les antioxydants, les agents anti-buée, etc. Lors de la sélection, l'influence des additifs sur les performances des produits PU doit être prise en compte, ainsi que leur toxicité, leur migration, leur compatibilité, etc. . question.
5 produits
Afin de mieux comprendre la relation entre la formule et les performances de la mousse souple PU, plusieurs exemples représentatifs sont présentés à titre de référence :
1. Formule typique et propriétés de la mousse souple PU polyéther bloc
Triol de polyéther 100pbw TDI80/20 46,0pbw Catalyseur organostannique 0,4pbw Catalyseur amine tertiaire 0,2pbw Stabilisateur de mousse de silicium 1,0pbw Eau 3,6pbw Agent co-moussant 0~12pbw Propriétés : Densité de la mousse, kg/m3 22,4 Résistance à la traction, kpa 96,3 Allongement, % 220 Résistance à la déchirure, N/m 385 Rémanence à la compression, 50 % 6 90 % 6 Charge de cavitation, kg (38 cm × 35,6 cm × 10 cm) Déformation 25 % 13,6 65 % 25,6 Rebond de la balle en chute, % 38 Ces dernières années, afin de répondre aux exigences Selon les besoins du marché, certaines entreprises produisent souvent de la mousse de faible densité (10 kg/m3).Lors de la production de mousse flexible à très faible densité, il ne s’agit pas simplement d’augmenter l’agent moussant et l’agent moussant auxiliaire.Ce qui peut être fait doit également être associé à un tensioactif de silicium de relativement haute stabilité et à un catalyseur.
Production de mousse souple basse densité ultra basse densité formule de référence : nom moyenne densité basse densité ultra basse densité
Boîte continue boîte continue boîte polyéther polyol 100100100100100 Eau 3.03.04.55.56.6 Catalyseur A-33 0.20.20.20.250.18 Tensioactif silicone B-81101.01.21.11.93.8 Octoate stanneux 0.250.280.350.360.40 Agent 7.57.5 12.515.034.0 TDI80/2041.444.056.073 .0103.0 Densité, kg/m3 23.023.016.514.08.0
Formule de mousse cylindrique : polyéther polyol de type EO/PO (OH:56) 100pbw Eau 6,43pbw Agent moussant MC 52,5pbw Tensioactif silicone L-628 6,50pbw Catalyseur A230 0,44pbw Octoate stanneux D19 0,85pbw Indice TDI80/20 0,99 Dosage 139pbw Densité de mousse, kg/m3 7,5
2. Agent co-moussant CO2 liquide pour fabriquer de la mousse de faible densité
Triol de polyéther (Mn3000) 100 100 Eau 4,9 5,2 CO2 liquide 2,5 3,3 Tensioactif silicone L631 1,5 1,75 B8404 Catalyseur amine A133 0,28 0,30 Octoate stanneux 0,14 0,17 Ignifuge DE60F 0 114 TDI 80/20 Densité de la mousse, kg/m3 16 16
La formule typique est la suivante : Triol de polyéther (Mn3000) 100pbw Eau 4,0pbw LCO2 4,0~5,5pbw Catalyseur A33 0,25pbw Tensioactif silicone SC155 1,35pbw Octoate stanneux D19 0,20pbw TDI80/20 indice 110 Densité de mousse, kg/m3 14,0~16,5
3. Mousse souple de polyuréthane basse densité Full MDI
La mousse moulée en PU souple est largement utilisée dans la production de coussins de siège de voiture.La réduction de la densité sans affecter les propriétés physiques est l’objectif du développement.
Formule : Polyéther haute activité (OH : 26~30 mgKOH/g) 80 pbw Polyol polymère (OH : 23~27mgKOH/g) 20 pbw Agent de réticulation 0~3pbw Eau 4,0 pbw Catalyseur amine A-33 2,8 pbw Activité de surface de l'huile de silicone Agent B8716 1,0 pbw Indice MDI 90pbw Performance : Densité centrale de la mousse 34,5 kg/m3 Dureté ILD25 % 15,0 kg/314 cm2 Résistance à la déchirure 0,8 kg/cm Résistance à la traction 1,34 kg/cm2 Allongement 120 % Taux de rebond 62 % Compression permanente (sec) 5,0 % (humide) 13,5%
4. Coussin de siège de véhicule à faible densité et entièrement respectueux de l'environnement MDI
L'homologue du MDI pur : M50, c'est-à-dire le produit de 4,4′MDI 50 % et 2,4′MDI 50 %, peut être moussé à température ambiante, améliorer la fluidité, réduire la densité du produit et réduire le poids du véhicule, ce qui est très prometteur.Le produit:
Formulation : Polyéther polyol hautement actif (OH : 28 mg KOH/g) 95 pbw 310 Auxiliaire* 5 pbw Dabco 33LV 0,3 pbw Dabco 8154 0,7 pbw Tensioactif silicone B4113 0,6 pbw A-1 0,1 pbw Eau 3,5 pbw Indice de cyanate M50 50pbw 8
Propriétés physiques : Temps d'étirage (s) 62 Temps de montée (s) 98 Densité de mousse libre, kg/m3 32,7 Déflexion sous charge de compression, kpa : 40 % 1,5 Allongement, % 180 Résistance à la déchirure, N/m 220
Remarque : *310 Auxiliaire : Je le vends, c'est un prolongateur de chaîne spécial.
5. Mousse PU haute résilience et confortable
Récemment, le marché a exigé que les propriétés physiques des coussins de siège en mousse restent inchangées, mais que les gens ne soient pas fatigués et n'aient pas le mal des transports avec des coussins de siège de haute qualité après une conduite à long terme.Après recherches, les organes internes du corps humain, notamment l’estomac, ont une fréquence d’environ 6 Hz.Si une résonance se produit, elle provoquera des nausées et des vomissements.
Généralement, le coefficient de transmission des vibrations de la mousse haute résilience à 6 Hz est de 1,1 à 1,3, c'est-à-dire que lorsque le véhicule est en marche, il ne s'affaiblit pas mais augmente, et certains produits de formule peuvent réduire les vibrations à 0,8 à 0,9.Une formulation de produit est désormais recommandée, et sa transmission de vibration à 6 Hz est au niveau de 0,5~0,55.
Formulation : Polyéther polyol à haute activité (Mn6000) 100 pbw Agent de surface au silicium SRX-274C 1,0 pbw Catalyseur d'amine tertiaire, Minico L-1020 0,4 pbw Catalyseur d'amine tertiaire, Minico TMDA 0,15 pbw Eau 3,6 pbw Prépolymère d'isocyanate (NCO % = 29,7 %) INDEX 100
Propriétés physiques : Densité globale, kg/m3 48,0 25 %ILD, kg/314 cm2 19,9 Rebond, % 74 50 % compression
Résistance au retrait, (sec) 1,9 (humide) 2,5 Transmission des vibrations à 6 Hz 0,55
6. Rebond lent ou mousse viscoélastique
La mousse PU dite à rebond lent fait référence à la mousse qui ne retrouve pas sa forme d'origine immédiatement après que la mousse soit déformée par une force externe, mais qui est lentement restaurée sans déformation de surface résiduelle.Il possède d'excellentes propriétés d'amortissement, d'isolation phonique, d'étanchéité et autres.Il peut être utilisé dans le contrôle du bruit des moteurs automobiles, des supports de tapis, des jouets pour enfants et des oreillers médicaux.
Exemple de formule : Polyéther haute activité (OH34) 40~60 pbw Polyéther polymère (OH28) 60~40 pbw Adhésif croisé ZY-108* 80~100 pbw L-580 1,5 pbw Catalyseur 1,8~2,5 pbw Eau 1,6~2,2 pbw Indice d'isocyanate* * 1,05 pbw Remarque : *ZY-108, un composé de polyéther multifonctionnel de faible poids moléculaire** PM-200, un mélange de MDI-100 liquéfié, tous deux sont des produits Wanhua. Propriétés : Densité de la mousse, kg/m3 150~165 Dureté, Shore A 18~15 Résistance à la déchirure, kN/m 0,87~0,76 Allongement, % 90~130 Taux de rebond, % 9~7 Temps de récupération, secondes 7~10
7. Mousse microcellulaire auto-peau de type polyéther résistante à la fatigue de flexion des millions de fois
La mousse peut être appliquée sur les semelles et les volants en PU
Taille : DaltocelF-435 31,64 pbw Arcol34-28 10,0 pbw DaltocelF-481 44,72 pbw Arcol2580 3,0 pbw 乙二醇6,0 pbw Dabco EG 1,8 pbw A-1 0,3 pbw Dabco1027 0,3 pbw Alimentation électrique DC-193 0,3 pbw L1 412T 1,5 pbw Eau 0,44 pbw MDI modifié Suprasec2433 71 pbw
Propriétés physiques : Densité de la mousse : environ 0,5 g∕cm3 de déflexion de la bande β, KCS 35～50, très bonne
8. Mousse ignifuge, à faible fumée et à haute résilience
Avec le développement rapide de l'économie nationale, divers départements ont des exigences de plus en plus élevées en matière d'ignifugation des produits en mousse, en particulier l'aviation, les voitures, les voitures particulières à grande vitesse et les canapés domestiques, etc. Non toxique.
Compte tenu de la situation ci-dessus, l'auteur et ses collègues ont développé un grade ignifuge (indice d'oxygène 28 ~ 30 %), qui a une très faible densité de fumée (la valeur internationale est de 74 et ce produit n'est que d'environ 50), et le rebond de la mousse reste inchangé.Produit de la fumée blanche.
Exemple de formule : YB-3081 polyéther ignifuge 50 pbw Polyéther haute activité (OH34) 50 pbw Tensioactif silicone B 8681 0,8~1,0 pbw Eau 2,4~2,6 pbw DEOA 1,5~3 pbw Catalyseur A-1, etc. 0,6~1,1 pbw indice d'isocyanate 1,05
Propriétés physiques : Densité de la mousse, kg/m3 ≥50 Résistance à la compression, kPa 5,5 Résistance à la traction, kPa 124 Taux de rebond, % ≥60 Déformation par compression, 75 % ≤8 Indice d'oxygène, OI% ≥ 28 Densité de fumée ≤50
9. L'eau est l'agent moussant, toute la mousse auto-peau respectueuse de l'environnement
L'agent moussant HCFC-141b a été totalement interdit dans les pays étrangers.L'agent moussant CP est inflammable.Les agents moussants HFC-245fa et HFC-365mfc sont coûteux et inacceptables.Mousse de cuir.Dans le passé, les travailleurs du PU au pays et à l'étranger ne prêtaient attention qu'à la modification du polyéther et de l'isocyanate, de sorte que la couche superficielle de la mousse n'était pas claire et que la densité était élevée.
Un ensemble de formules sont désormais recommandées, qui se caractérisent par :
l Le polyéther polyol de base reste inchangé et le Mn5000 ou 6000 conventionnel est utilisé.·
l L'isocyanate reste inchangé, du C-MDI, du PAPI ou du MDI modifié peuvent être utilisés.
l Utilisez l'additif spécial SH-140 pour résoudre le problème.·
Formule de base :
l Polyéther triol haute activité Mn5000 65pbw
l SH-140* 35pbw
l Prolongateur de chaîne : 1,4-butanediol 5pbw
l Agent de réticulation : glycérol 1,7pbw
l Agent d'ouverture : K-6530 0,2 ~ 0,5pbw
l Catalyseur A-2 1,2 ~ 1,3pbw
l Quantité appropriée de pâte colorée l Eau 0,5pbw
l MR-200 45pbw
Remarque : *SH-140 est notre produit.
Propriétés physiques : la densité globale de la mousse est de 340~350kg/m3
Produits : surface lisse, croûte claire, faible densité.
Heure de publication : 12 août 2022