Systèmes catalytiques pour mousses flexibles et rigides

Dans le processus de moulage de mousse flexible de polyuréthane, le matériau en mousse nécessite une bonne fluidité dans les premières étapes et une gélification rapide dans les étapes ultérieures. Cela nécessite la sélection de catalyseurs appropriés pour équilibrer les réactions de moussage et de gélification. Les premières mousses flexibles de polyéther à base de polyester et de prépolymère utilisaient principalement des catalyseurs diméthylalkylamine de faible activité, tels que la N,N-diméthylcyclohexylamine et la N,N-diméthyldodécylamine.  

Cependant, pour les mousses flexibles de polyéther en une étape, ces catalyseurs seuls ne parviennent pas à répondre aux exigences en raison de la faible viscosité des polyéthers polyols et de la faible réactivité des groupes hydroxyles secondaires aux extrémités des polyéthers. La lente réaction de croissance en chaîne de la mousse entraîne une faible résistance initiale, conduisant à l’effondrement de la mousse. Par conséquent, un catalyseur hautement actif comme la triéthylènediamine (TEDA) est nécessaire. Pourtant, l’utilisation de TEDA seul rend le processus difficile à contrôler.  

En 1958, la société américaine Mobay Chemical Company a découvert pour la première fois des composés organostanniques comme catalyseurs de gélification très efficaces. Des études ont montré que les dialkylétains avaient une efficacité catalytique pour les réactions de gélification dix fois supérieure à celle des amines tertiaires. Les premières mousses flexibles de polyéther PU conventionnelles en une étape utilisaient principalement un mélange de triéthylènediamine et de dilaurate de dibutylétain. Cependant, cette dernière accélère la dégradation oxydative des mousses flexibles de polyéther à des températures élevées (au-dessus de 140°C) et fut bientôt remplacé par l'octoate stanneux.  

Pour les mousses flexibles de densité moyenne, de la diméthyléthanolamine peu coûteuse est généralement ajoutée pour neutraliser les impuretés acides dans le matériau en mousse, réduisant ainsi l'utilisation de catalyseurs plus coûteux.  

Actuellement, les catalyseurs les plus largement utilisés dans les mousses de polyuréthane flexibles en polyéther sont la triéthylènediamine, le bis(diméthylaminoéthyl)éther, l'octoate stanneux et la diméthyléthanolamine. Dans les mousses flexibles standards, la triéthylènediamine agit principalement comme un catalyseur de moussage et est utilisée aux côtés des catalyseurs organostanniques. Dans les mousses flexibles à haute résilience, il fonctionne comme un catalyseur de gélification en combinaison avec l'A-1 (éther bis(diméthylaminoéthyl)).  

Ces dernières années, une attention particulière a été accordée au développement de catalyseurs réactifs, en particulier pour des applications telles que les sièges et matelas en mousse pour automobiles, qui exigent une faible odeur et une formation de buée minimale. Les molécules de catalyseur réactif sont conçues pour incorporer des groupes qui réagissent avec les isocyanates, ancrant ainsi le catalyseur à la résine polyuréthane et réduisant les composants volatils.  

Systèmes catalytiques pour mousses rigides  

Les mousses de polyuréthane rigides utilisent également généralement des systèmes de catalyseurs composites, incorporant souvent des catalyseurs d'amine tertiaire. Semblables aux systèmes de moulage de mousse flexible, des catalyseurs à action retardée peuvent également être utilisés. Dans les formulations de mousse rigide PIR (polyisocyanurate), des catalyseurs de trimérisation sont généralement nécessaires. Ces catalyseurs comprennent deux types principaux : les composés organométalliques et les amines tertiaires (sels d'ammonium quaternaire)