Hidróxido de aluminio

También conocida como alúmina hidratada. El hidróxido de aluminio utilizado como retardante de fuego es principalmente alúmina trihidratada. Aparece como un polvo cristalino fino de color blanco con un tamaño de partícula promedio de 1 a 20 micrómetros. Su densidad relativa es 2,42, su índice de refracción es 1,57 y el pH de la suspensión al 30% es 9,5-10,5. La temperatura de inicio de la deshidratación es de 200 grados Celsius, con un calor de absorción de 2,0 KJ/G.

Durante la combustión, libera una gran cantidad de agua químicamente combinada, absorbe una cantidad considerable de calor, ralentiza la tasa de degradación térmica del polímero, reduce la temperatura de la superficie del material y retrasa y suprime la combustión del sustrato. Generará una gran cantidad de vapor en la superficie del sustrato, diluyendo el oxígeno en la zona de combustión, reduciendo la concentración de humos y gases tóxicos inflamables. El óxido de aluminio generado durante la combustión puede promover la formación de una capa protectora carbonizada en la superficie del polímero.

Melamina

Comúnmente conocida como melamina, es un cristal monoclínico de color blanco, de baja toxicidad, no inflamable y con un punto de fusión de 354 grados centígrados. Sufre sublimación endotérmica y rápida descomposición a altas temperaturas. A temperaturas entre 250 y 450 grados Celsius, puede absorber una gran cantidad de calor y liberar nitrógeno durante la descomposición, lo que ralentiza la velocidad de combustión del material. Al mismo tiempo, forma una capa de barrera carbonizada en la superficie del sustrato, actuando como retardante del fuego. Sin embargo, existen algunos problemas de dispersión, por lo que es necesario utilizarlo en combinación. Cuando se utiliza como retardante de fuego, la descomposición a alta temperatura puede producir gas cianuro tóxico.

Retardante de llama organofosforado

Tris(1,3-dicloro-2-propil)fosfato (TDCPP)

Líquido viscoso transparente de color amarillo pálido. Contiene un 7,2% de fósforo y un 49,4% de cloro, con un punto de inflamación de 251,7 grados Celsius, un punto de ignición de 282 grados Celsius y una temperatura de combustión espontánea de 514 grados Celsius. Comienza a descomponerse a 230 grados centígrados y es soluble en alcoholes, benceno, tetracloruro de carbono, etc. Cuando se usa al 5%, puede lograr propiedades autoextinguibles, y al 10%, puede hacer que el material sea autoextinguible o no inflamable, además de tener propiedades resistentes al agua, a la luz y antiestáticas.

Poliol poliéter ignífugo

1. Ingredientes de la fórmula:

Poliéter poliol 3050: Mn3000;

Poliéter poliol ignífugo: índice de hidroxilo 28, fracción de masa sólida ignífuga 23 %;

Aceite de silicona: L580

Solución de trietilendiamina: fracción de masa 33%;

Solución de octoato de estaño: fracción de masa 33%;

TDI: grado industrial

Condiciones de prueba:

1. La formación de espuma rápida se toma del centro de la espuma, mientras que las muestras de espuma moldeada se toman de la parte central o para pruebas de muestra completa.

2. La espuma recién fabricada debe madurar durante 72 horas en su estado natural antes de tomar la muestra. Las muestras deben colocarse en un ambiente de temperatura y humedad constantes (según GB/T2918: 23 ± 2 ℃ , humedad relativa 50 ± 5%).

Densidad : Densidad = Masa (kg) / Volumen (m3)

Dureza : Deflexión por carga de indentación (ILD), Deflexión por carga de compresión (CLD)

La principal diferencia entre estos dos métodos de prueba es el área de carga de la espuma plástica. En la prueba ILD, la muestra se somete a un área comprimida de 323 cm2, mientras que en CLD se comprime toda la muestra. Aquí, sólo discutiremos el método de prueba ILD.

En la prueba ILD, el tamaño de la muestra es 38*38*50 mm, con un diámetro del cabezal de prueba de 200 mm (con una esquina redondeada de R=10 en el borde inferior) y una placa de soporte con orificios de 6 mm espaciados 20 mm. La velocidad de carga del cabezal de prueba es (100 ± 20) mm/min. Inicialmente, se aplica una presión de 5 N como punto cero, luego la muestra se comprime hasta el 70% de su espesor en el punto cero y se descarga a la misma velocidad. Esta carga y descarga se repite tres veces como precarga y luego se comprime inmediatamente a la misma velocidad. Los espesores de compresión son 25 ± 1% y 65 ± 1%. Después de alcanzar la deformación, mantenga presionado 30 ± 1s y registre el valor de sangría relativo. El valor registrado es la dureza de la indentación en ese nivel de compresión.

Además, 65 % ILD / 25 % ILD = relación de compresión, que es una medida de la comodidad de la espuma.

Resistencia a la tracción, alargamiento de rotura : Se refiere a la tensión máxima de tracción aplicada durante el ensayo de tracción hasta la fractura, y el porcentaje de alargamiento de la muestra en el momento de la fractura.

Resistencia a la tracción = Carga en la fractura / Área de la sección transversal original de la muestra

Elongación en la rotura = (Distancia de fractura - Distancia original) / Distancia original * 100%

Resistencia al desgarre : Mide la resistencia del material al desgarro aplicando una fuerza de desgarro especificada en una muestra de forma definida.

Tamaño de la muestra: 150*25*25 mm (GB/T 10808), con la dirección del espesor de la muestra como dirección de subida de la espuma. Se realiza una incisión de 40 mm de largo a lo largo de la dirección del espesor (dirección de subida de la espuma) en el centro de un extremo de la muestra. Mida el espesor a lo largo de la dirección del espesor de la muestra, luego abra la muestra y sujétela en el accesorio de la máquina de prueba. Aplique carga a una velocidad de 50-20 mm/min, usando una cuchilla para cortar la muestra, manteniendo la cuchilla en la posición central. Registre el valor máximo cuando la muestra se rompe o rasga a 50 mm.

Resistencia al desgarro = Valor de fuerza máxima (N) / Espesor promedio de la muestra (cm)

Generalmente se analizan tres muestras y se toma la media aritmética.

Resiliencia : Mide el rendimiento de rebote de la espuma al permitir que una bola de acero de peso y diámetro dado caiga libremente sobre la superficie de la muestra de espuma plástica desde una altura específica. La relación entre la altura del rebote y la altura de caída de la bola de acero indica la resiliencia de la espuma.

Requisitos de la prueba: Tamaño de la muestra 100*100*50 mm, la dirección de caída de la bola debe ser consistente con la dirección de uso de la espuma. El tamaño de la bola de acero es ∮ 164 mm, peso 16,3 gy cae desde una altura de 460 mm.

Tasa de resiliencia = Altura de rebote de la bola de acero / Altura de caída de la bola de acero * 100%

Nota: Las muestras deben estar horizontales, la bola de acero debe fijarse antes de caer (estática), cada muestra se prueba tres veces con intervalos de 20 segundos y se registra el valor máximo.

Deformación permanente por compresión : En un ambiente constante, la muestra de material de espuma se mantiene bajo deformación constante durante un cierto período, luego se le permite recuperarse durante un período de tiempo, observando el efecto de la deformación en el espesor de la muestra. La relación entre la diferencia entre el espesor inicial y el espesor final de la muestra con respecto al espesor inicial representa la deformación por compresión permanente de la espuma plástica.

Deformación permanente por compresión = (Espesor inicial de la muestra - Espesor final de la muestra) / Espesor inicial de la muestra * 100

Resistente al fuego

COV (compuestos orgánicos volátiles)

1. Reacciones básicas

La formación de espuma de poliuretano implica dos reacciones básicas: reacción de formación de espuma y reacción de polimerización (también llamada reacción de gel).

Reacción de formación de espuma: el isocianato reacciona con agua para producir una reacción de urea disustituida y dióxido de carbono. La ecuación de reacción es la siguiente.:

2R-N=C=O + HOH → R-NH-CO-NH-R + CO2 ↑

El dióxido de carbono liberado actúa como núcleo de la burbuja, lo que hace que la mezcla de reacción se expanda, dando como resultado una espuma con una estructura de celda abierta.

Reacción de polimerización: el grupo hidroxilo del poliéter sufre una reacción de polimerización gradual con isocianato para formar un aminoformiato. La ecuación de reacción es la siguiente.:

R=N=C=O + R &primo; -OH → R-NH-COO — R &primo;

2. Polioles

La producción nacional de espuma en bloque utiliza poliéteres de espuma blanda de 3 funcionalidades y peso molecular 3000 (valor de hidroxilo 56) o 3500 (valor de hidroxilo 48, menos comúnmente utilizado).

3. Poliisocianatos

El principal poliisocianato utilizado es el diisocianato de tolueno (TDI). Hay tres tipos principales de productos industriales TDI: 2,4-TDI puro (o TDI100), TDI80/20 y TDI65/35. TDI80/20 tiene el coste de producción más bajo y es la variedad más utilizada en aplicaciones industriales.

El peso molecular del TDI es 174, con dos grupos isocianato (-N=C=O) que tienen un peso molecular de 84. Por tanto, el contenido de isocianato en TDI es del 48,28%.

La cantidad de TDI utilizada tiene un impacto significativo en las propiedades de la espuma. En las formulaciones de espuma, el exceso de TDI se expresa como índice de isocianato, que es la relación entre el uso real y la cantidad teórica calculada. Cuando se produce espuma blanda, el índice es generalmente de 105 a 115 (100 es igual a la cantidad teórica calculada). Dentro de este rango, a medida que aumenta el índice TDI, aumenta la dureza de la espuma, disminuye la resistencia al desgarro, disminuye la resistencia a la tracción y disminuye el alargamiento a la rotura. Si el índice TDI es demasiado alto, puede provocar células grandes y cerradas, tiempos de maduración prolongados y quema de espuma; si el índice TDI es demasiado bajo, puede provocar grietas, rebote deficiente, baja resistencia y deformación permanente por compresión significativa.

4. Agentes espumantes

El agua que reacciona con el TDI para producir dióxido de carbono es el principal agente espumante utilizado en la formación de espuma blanda. Aumentar la cantidad de agua en la formulación aumentará el contenido de urea, aumentará la dureza de la espuma, disminuirá la densidad de la espuma y reducirá la capacidad de carga de la espuma. Sin embargo, el TDI reacciona con el agua para producir una gran cantidad de calor. Si el contenido de agua es demasiado alto, la espuma puede quemarse o encenderse.

El cloruro de metileno es un agente espumante físico con un punto de ebullición de 39.8 ° C. Es un gas no inflamable que puede vaporizarse durante la formación de espuma, reduciendo la densidad y dureza de la espuma. La cantidad de cloruro de metileno agregada debe evitar que la espuma se queme y, al mismo tiempo, garantizar que una cantidad excesiva no elimine demasiado calor, lo que afectaría el curado de la espuma. La cantidad de cloruro de metileno utilizada es limitada.

5. catalizadores

La función principal de los catalizadores es ajustar la velocidad de las reacciones de formación de espuma y gel para lograr un buen equilibrio.

La trietilendiamina (A33, una solución al 33% de éter diisopropílico o dipropilenglicol) es el catalizador de amina terciaria más importante en la producción de espuma blanda. Tiene una eficacia del 60 % para promover la reacción entre isocianato y agua, es decir, reacción de formación de espuma, y ​​una eficacia del 40 % para promover la reacción entre hidroxilo e isocianato, es decir, reacción de gel.

El dilaurato de dibutilestaño (A-1) es un catalizador de amina terciaria de uso general para espuma blanda. Tiene una eficacia del 80 % para promover la reacción de espuma y del 20 % para promover la reacción de gel. A menudo se utiliza en combinación con trietilendiamina.

El uso inadecuado de catalizadores de amina puede tener un impacto significativo en el producto. Demasiada amina puede causar:

(1) Tiempo de reacción corto, aumento rápido de la viscosidad inicial y humo excesivo durante la formación de espuma.

(2) Grietas de la espuma. Muy poca amina dará como resultado una velocidad de inicio lenta, lo que afectará la altura de la espuma.

El dilaurato de dibutilestaño es el catalizador orgánico de estaño más utilizado, que es muy fácil de hidrolizar y oxidar en presencia de agua y catalizadores de amina terciaria en mezclas de poliéter.

Cuanto menor sea la densidad de la espuma, más estrecho será el rango ajustable de dilaurato de dibutilestaño. El efecto de la dosis de estaño sobre la espuma es el siguiente.:

Dosificación demasiado pequeña: Fisura de la espuma.

Demasiada dosis: Aumento rápido de la viscosidad, formación de espuma en células cerradas y encogimiento, formando pieles en la parte superior y laterales.

6. Estabilizadores de espuma (también llamados aceites de silicona)

Los estabilizadores de espuma reducen la tensión superficial de la mezcla del sistema de espuma, estabilizando así las burbujas, evitando el colapso de la espuma y controlando el tamaño y la uniformidad de los huecos.

Aumentar la cantidad de aceite de silicona desde la cantidad mínima hasta un nivel apropiado puede producir plásticos de espuma bien abiertos. Cuando la cantidad es demasiado alta, aumenta la tasa de células cerradas de la espuma.

7. Otros factores que influyen

Además de la formulación, los parámetros del proceso y el entorno también tienen un cierto impacto en las propiedades de la espuma.

Temperatura de la materia prima: Bajo temperaturas ambiente relativamente normales (20-28 ° C), la temperatura de la materia prima se controla a 25 ± 3° C, preferiblemente dentro de un rango de ± 1° C. También se puede controlar dentro del rango de 28-30 ° C.

El efecto del aumento o disminución de la temperatura sobre la velocidad de las reacciones de formación de espuma y gel varía. Un aumento de temperatura da como resultado un aumento mucho mayor en la reacción de polimerización en comparación con la reacción de formación de espuma. Los catalizadores deben ajustarse a los cambios de temperatura.

Para la misma formulación, utilizando la misma cantidad de agente espumante, la densidad de la espuma también está relacionada con la altitud. En zonas elevadas, la densidad de la espuma disminuye notablemente.

La cantidad de estabilizador de espuma determina el tamaño de las celdas de la estructura de espuma. Una mayor cantidad de estabilizador produce células más finas, pero demasiado puede provocar que se encoja. Encontrar el equilibrio adecuado es crucial; Si hay muy poco estabilizador, las células no se apoyarán entre sí, lo que provocará un colapso durante el proceso de formación. Ambos son catalizadores en acción.

El poliuretano (espuma blanda) se refiere a un tipo de plástico de espuma de poliuretano flexible con cierta elasticidad, que en su mayoría tiene estructuras de células abiertas.

El poliuretano (espuma dura) se refiere a plásticos de espuma que no sufren deformaciones significativas bajo ciertas cargas y no pueden recuperarse a su estado inicial después de cargas excesivas. En su mayoría de celda cerrada.

Aceite de silicona de espuma dura

El aceite de silicona de espuma dura es un tipo de estabilizador de espuma no hidrolizable altamente activo con un enlace silicio-carbono, que pertenece a una categoría de aceites de silicona de amplio espectro. Tiene un excelente rendimiento integral y es adecuado para HCFC-141b y sistemas de espumación de agua, utilizados en aplicaciones como tableros, energía solar, tuberías, etc.

Características del producto:

1. Buen rendimiento de emulsificación: el excelente rendimiento de emulsificación permite una buena dispersión y mezcla de los materiales compuestos durante la reacción con isocianato, lo que da como resultado una buena fluidez. El producto obtenido tiene células uniformes y una tasa de células cerradas muy alta.

2. Buena estabilidad: La estructura molecular especial controla eficazmente la tensión superficial de las células, estabilizando la estructura celular y proporcionando al producto excelentes propiedades mecánicas.

Aceite de silicona de espuma suave:

Un tensioactivo de siloxano de uso general para plásticos de espuma de poliuretano flexible de tipo poliéter, es un copolímero de polidimetilsiloxano-polietileno no hidrolizable, un estabilizador de alta actividad. Se utiliza como estabilizador de espuma en la producción de espuma blanda de poliuretano (esponja). Puede proporcionar una piel fina. En espuma de muy baja densidad, proporciona una fuerte estabilidad con células finas y uniformes. En espuma de profundidad media, en comparación con aceites de silicona similares, tiene mejores propiedades de apertura de espuma y transpirabilidad.

1. Ajustar la formulación:

Controle la cantidad de agua para que no exceda las 4,5 partes y, si es necesario, utilice compuestos líquidos de bajo punto de ebullición como agentes espumantes auxiliares para reemplazar un poco de agua. Preste atención a la cantidad de agua en la formulación, que no debe exceder las 5 partes. El punto más alto de aumento de temperatura seguro para la espuma de baja densidad es 160 ° C, y no debe exceder 170 ° C.

2. Controle estrictamente la precisión de la medición de los componentes:

Durante la producción continua de espuma en bloque, ajuste la velocidad de descarga del material del cabezal mezclador y la velocidad de la cinta transportadora para coordinarlas. Evite fenómenos como materiales con poca espuma que fluyen hacia el fondo de materiales que ya están formando espuma debido a la baja velocidad de la cinta transportadora o una descarga excesiva, lo que puede impedir la formación de espuma normal y provocar el colapso. Los materiales colapsados ​​no pueden producir fácilmente "especies de gas" localizadas, lo que lleva a una acumulación de calor localizada y a un mayor riesgo de quemaduras. En la producción real, los parámetros deficientes del proceso pueden provocar la aparición de pequeñas líneas amarillas y abrasadoras en la parte inferior de los bloques de espuma.

3. Evite comprimir la espuma recién producida:

Esto se debe a que comprimir la espuma antes de que esté completamente curada afecta la red y la estructura de la espuma. También evita la acumulación de calor debido a la compresión, aumentando el riesgo de autoignición de la espuma nueva. Especialmente durante la etapa más sensible del ascenso de la espuma, cualquier error operativo y vibración, como movimientos repentinos causados ​​por cadenas de cintas transportadoras apretadas o plegado excesivo del papel aislante y sacudidas de la cinta, pueden causar la compresión de la espuma inmadura, provocando quemaduras.

4. Observe estrictamente el proceso de curado y almacenamiento de la espuma.:

Para la producción de espuma blanda de poliuretano, el proceso de curado de la espuma nueva es un período de alto riesgo de accidentes de incendio. Debido a la alta temperatura interna y la larga duración de la disipación de calor en las espumas de bloques grandes, el tiempo para alcanzar la temperatura interna más alta suele ser de 30 a 60 minutos, y tarda de 3 a 4 horas o más para que disminuya lentamente. Durante este tiempo, las nuevas espumas salieron de la línea de producción y entraron en la fase de curado y almacenamiento, que fácilmente se pasa por alto. Sin medidas de seguimiento adecuadas, puede provocar fácilmente incendios. Ha habido informes de que al producir bloques de espuma blanda con una densidad de 22 kg/? Usando un poliol con un peso molecular superior a 5000, 4,7 partes de agua y 8 partes de F-11 con un índice TDI de 1,07, se observó una pequeña cantidad de humo amarillo claro 2 horas después. Aunque la temperatura exterior de la espuma no era elevada, el interior se encontraba en una etapa inicial de descomposición muy peligrosa, con una temperatura de alrededor de 200-250 ° C, ya comienza a autoencenderse.

5. Para evitar la autoignición de la espuma:

La espuma recién producida debe curarse y almacenarse, sin exceder las 3 capas cuando se apilan, con un espacio de más de 100 mm entre capas, preferiblemente colocadas por separado. La fase de curado y almacenamiento debe contar con personal dedicado para un mejor monitoreo, como medir la temperatura interna de la espuma cada 15 minutos durante al menos 12 horas, o incluso más, antes del almacenamiento normal. Para espumas que puedan generar altas temperaturas, se deben cortar bloques grandes de espuma horizontalmente (por ejemplo, con un espesor de 200 mm) para facilitar la disipación del calor. Cuando se detecte humo o autoignición, utilice agua pulverizada o extintores, y no mueva la espuma ni abra puertas y ventanas indiscriminadamente para evitar que aumente el flujo de aire y agrave el incendio.