Quais são as matérias-primas de espuma de poliuretano flexível? -Part 2

Catalisadores

As reações de poliuretano geralmente usam compostos de organotina e algumas aminas terciárias como catalisadores. Por exemplo, dilaurato de dibutiltina (T-12, DBTDL) e Octoate Stannous T9. Ambos são líquidos amarelos; O primeiro é mais tóxico, o último não é tóxico. Catalisadores de organotina catalisam efetivamente a reação entre —NCO e —OH Grupos. A dosagem é geralmente 0,01% ~ 0,1% do conteúdo sólido. Suas fórmulas estruturais são as seguintes:

DIBULTILTINO DILAURATO (T-12, DBTDL)
[H 9 C 4 -CH-COO] 2 Sn (ch = c 2 H 5 )

Octoate estanoso
(H 9 C 4 ) 2 SN (OCOC 11 H 23 ) 2

Catalisadores de amina terciária catalisam fortemente as reações de —NCO com —Oh, h2o, e —NH2, mas comparativamente, seu efeito catalítico em —NCO e —OH é mais fraco que os catalisadores de organotina. As aminas terciárias são especialmente eficazes na catalisação —As reações de NCO e H2O, normalmente usadas em plásticos de espuma de poliuretano, adesivos espumantes, cura de baixa temperatura e adesivos de poliuretano de cura por umidade. Existem quatro tipos de aminas terciárias: alifático (por exemplo, trietilamina), alicíclico (por exemplo, etileno diamina), alquanolaminas (por exemplo, trietanolamina) e aminas aromáticas. Entre eles, o trietileno diamina é o mais comumente usado. Sua fórmula estrutural é mostrada à direita. A diamina do trietileno é cristalina à temperatura ambiente e inconveniente de usar, por isso é frequentemente preparado como uma solução de 33% no propileno glicol para facilitar o manuseio.

Aminas: Geralmente usadas são CS 90, AI e A33 (em uma proporção de 3: 5). Seu papel é promover a reação entre isocianato e água, ajustando a densidade de espuma, bolhas e porosidade, principalmente para promover a reação espumante.

Muita amina: causa rachaduras nas bordas e no fundo da espuma, dividindo ou espuma com buracos ou olhos de bolha.

Muito pouca amina: causa encolhimento, células fechadas e fundo grosso nos produtos de espuma.

Sobre aminas atrasadas:

Normalmente, aminas e ácidos formam os sais de amônio quaternário, que à temperatura ambiente não catalisam a reação, atrasando a catálise. Quando a temperatura aumenta, esses sais se decompõem para liberar amina e ácido, catalisando assim a reação. A temperatura da decomposição depende do ácido utilizado; Os ácidos mais fortes formam sais mais estáveis ​​com temperaturas de decomposição mais altas.

O Tegoamin SMP (Catalisador de Amina) é uma amina terciária, um catalisador atrasado para esponja ou moldagem de baixa densidade, melhorando o fluxo de líquido de espuma e diminuindo significativamente o tempo de cura. Ao usar SMP ou produtos similares, o 33LV pode ser reduzido ou omitido. O SMP é amplamente utilizado em sistemas de espuma de bloco de poliuretano macio e moldagem a frio. A quantidade varia com as condições da máquina; Geralmente, 0,15 p.b.w. O SMP é suficiente para ter um bom desempenho em formulações. Pode aumentar a dureza da espuma em 5 a 10%, que pode ser usada para melhorar a dureza diretamente ou, para que a dureza seja mantida, reduza o índice de isocianato em cerca de 2-3%, o que é economicamente benéfico.

Ajustando a proporção de ácidos fortes e fracos e complexando com aminas terciárias, aminas tardias podem ser produzidas.

A1 Catalisador
Propriedades físicas típicas do catalisador A-1: ​​viscosidade (20 ℃) ​​4,1 MPa.s, densidade (20 ℃) ​​0,902 g/cm³, ponto de flash (copo fechado/aberto) 74 ℃/77 ℃, índice de refração (25 ℃) 1.4346, ponto de ebulição 186 ~ 226 ℃, pressão de vapor (21 ℃) 1,3 Pa.

Características e usos

O catalisador A-1 é usado principalmente para produzir espumas de poliuretano à base de poliéter macio e também pode ser usado na embalagem de espuma rígida. Tem um efeito catalítico particularmente forte na água, o que pode reduzir a densidade de espuma. Seu efeito nas reações de geração de gás é de cerca de 80%, enquanto nas reações em gel cerca de 20%. O catalisador é altamente ativo e usado em pequenas quantidades. Ajustar a dose controla a ascensão da espuma e o tempo de gel. O A-1 usado com catalisadores de organotina melhora a tolerância à produção, garantindo uma qualidade consistente, apesar de pequenos erros operacionais ou de medição, produzindo espuma macia de alta qualidade.

O catalisador A-1 é amplamente utilizado em várias formulações de espuma de poliuretano, especialmente adequadas para produzir espumas de alta resiliência, semi-rígido e de baixa densidade.

A33

Formulário: líquido, gravidade específica @ 20 ℃ 1.033

Um composto terciário de amina que promove a reação entre isocianato e polióis à espuma reticulada. Usado na produção de esponja leve. Contém 33% de trietileno diamina em uma solução de diropileno glicol.

A maioria dos catalisadores de amina são aminas terciárias e não participa da reação. Após formas de espuma de bloco macio, alguns catalisadores de amina se volatilizam durante a produção; O restante permanece na espuma, contribuindo para VOCs e odor em espuma macia.
Dosagem: 0,15-0,2% de PPG.

Tin T9 (produzido por Dow Corning, EUA)

TIN: tem um forte efeito catalítico nos grupos isocianato e hidroxila. Geralmente, é usado o Octoate Stanoso T-9. É eficiente e com baixa toxicidade, com um peso molecular de 392,5, o produto puro é pasta amarela branca ou clara, solúvel em éter de petróleo, mas insolúvel em água, com cerca de 22% de conteúdo de estanho. (O T-19 é um catalisador de reação em gel altamente ativo, promove principalmente a reação em gel, isto é, a reação em estágio posterior, acelerando o aumento da viscosidade, reduzindo o fluxo de filme líquido e melhorando a estabilidade da espuma.)

T12 (D22, UL22): peso molecular 631,55, densidade relativa 1,02-1.06, conteúdo de estanho 18.6±0,6%, viscosidade <50 MPA.S, ponto de flash 440 ℃, solúvel em solventes e plastificantes comuns, insolúvel em água, composto orgânico altamente tóxico. Comum em alta resiliência e espuma de memória.

Referência de dosagem de lata
Dosagem: para PPG de 30 buracos 0,15-0,25%, para 60 buracos 0,2-0,5%.

Muita lata: gelificação rápida, aumento da viscosidade, baixa resiliência, baixa respirabilidade, causando formação de células fechadas e piscar. O aumento da dose moderadamente pode produzir espuma relaxada de células abertas; O aumento ainda mais leva a espuma apertada, causando encolhimento e células fechadas.

Muito pouca lata: a gelificação insuficiente causa rachaduras durante a espuma, rachaduras nas bordas ou no topo, com liberação de moldes e arestas ásperas.

Observe o topo da espuma’S Padrões de ruptura de células abertas: grandes bolhas densas sugerem a redução da dose de T9, a superfície lisa sugere aumentar o T9.

A dose de espuma de lata de laboratório deve ser reduzida em 10 a 15% para a produção de máquinas.

Reduzir a amina ou o aumento da lata aumenta a resistência à parede da bolha do polímero quando a geração de gás é alta, reduzindo o oco ou a rachadura.

Se a espuma de poliuretano possui uma estrutura ideal de células abertas ou de células fechadas depende principalmente do equilíbrio entre a velocidade da reação do gel e a taxa de expansão do gás durante a espuma. Esse equilíbrio pode ser ajustado por catalisadores de amina terciários variados e tipos/quantidades de estabilizadores de espuma e aditivos.

Instruções de uso do catalisador

Ajustar principalmente as velocidades de reação de gel e espuma e inibe as reações colaterais. Geralmente, o aumento da concentração de catalisador acelera as reações, reduz o tempo de cura e reduz o tamanho da célula de espuma, a densidade e o módulo de compressão. O excesso de catalisador causa encolhimento de espuma e rachaduras. Reduza o catalisador se rachar no fundo; Aumente T9 se rachaduras nas seções superiores/médias. A espuma precoce causa bolhas grossas, rachaduras ou espuma em colapso. A gelificação precoce causa baixa fluxabilidade, alta densidade, células fechadas e encolhimento de espuma.

Para produtos com baixo valor hidroxil, baixo índice de TDI e baixa densidade, é necessário mais catalisador. Para produtos com alto valor hidroxil, alto índice de TDI e alta densidade, é usado menos catalisador.

Catalisador de lata Notas
Como os catalisadores de organotina são sensíveis a fatores externos e propensos a hidrólise, podem ocorrer fenômenos como tempo de clareamento, tempo antiaderente e extensão de tempo de desmoldamento, levando à falha do catalisador. Portanto, em formulações de alta água para espuma de baixa densidade, a escolha e a quantidade de catalisador devem ter cuidado, limitando o uso de altas doses. Pontos importantes:

Ao usar alto teor de água para preparar espuma de baixa densidade, escolha Catalisadores de Organotina com melhor resistência à hidrólise, se possível, adicione-os antes da produção, misture bem e evite o armazenamento de alta temperatura a longo prazo com polióis de alta água.

Durante a produção, se as misturas de poliol com catalisadores de organotina se tornarem estratificadas ou turbidas, os testes de espuma devem ser feitos para observar os tempos de clareamento e gel para verificar a falha do catalisador devido à hidrólise.

Os catalisadores de organotina devem ser armazenados, transportados e usados ​​em recipientes sem ácido, sem álcalis, selados e protegidos da água, ácido ou impurezas alcalinas durante o uso.

No inverno ou nas baixas temperaturas, pré -aqueça o T12 um pouco antes do uso para manter a atividade catalítica.

As espumas de polietol de bloco macio geralmente usam catalisadores de amina terciária com catalisadores de organotina. Os catalisadores de gel podem ser diluídos compostos puros como trietanolamina ou éter bis (dimetilaminoetil) ou misturas otimizadas. Os catalisadores de estanho típicos para espuma de bloco macio são octoate estanque puro ou diluído. Os produtos diluídos (incluindo aminas e estanho) resolvem o manuseio de matérias -primas, a precisão da medição e os problemas de viscosidade de bombeamento. As misturas de alto desempenho melhoram o processamento, ampliam a faixa de formulação e reduzem a variação da propriedade física de espuma no equipamento de espuma especializado.

Lista de produtos de catalisador de poliuretano (EUA)

Catalisadores de amina
*DABCO 33LVR A-33: 33% Solução de diropileno glicol de trietilenodiamina, produto industrial padrão.
*Dabco 8154: 8154 Catalisador do tipo trietilenodiamina retardado, pode melhorar a fluxo de espuma.
*DABCO BDMA: O BDMA reduz a fragilidade e a cura da superfície em formulações de alta umidade.
*DABCO BL-11 A-1: ​​70% Solução de diropileno glicol de bis (dimetilaminoetil) éter, catalisador "espumante".
*DABCO BL-17: BL-17 BIS (dimetilaminoetil) Ether derivado com efeito de reação tardia.
*DABCO BL-22: amina complexo BL-22 com forte efeito "espumante", pode substituir o BL-11.
*Amina sólida cristalina dabco: trietilenodiamina sólida, produto padrão industrial.
*DABCO CS-90: Amina do complexo CS-90 com forte ação "espumante", melhora o gradiente de densidade de espuma e o efeito de células abertas, reduz a rachadura de canto em espumas (melhora os orifícios e a estrutura de espuma áspera causada pelo uso do MC).
*DABCO DMAEE: DMAEE Catalisador de cura de baixa superfície de odor, usado com catalisadores de base principal como 33LV.
*DABCO DMEA: Catalisador leve e equilibrado, tempo de creme mais curto.
*DABCO S-25: Catalisador de gel S-25, 25% de trietilenodiamina, 75% da mistura 1,4-butanodiol.
*Dabco T: T Catalisador de espuma com baixa atomização, usada em materiais de embalagem.
*POLYCAT12 (PC12): Catalisador de amina terciária, menor reatividade, pode aumentar a dureza da espuma.
*POLYCAT17 (PC17): O catalisador equilibrado e de baixa atomização, melhora a cura da superfície, especialmente adequada para apoios de cabeça e produtos similares.
*Polycat48 (PC48): Catalisador Balanceado Especial que ajuda a melhorar a fluxo e a estabilidade dimensional, especialmente para formulações de baixa densidade. Pode ser usado sozinho ou combinado com outros catalisadores.

T9: Octoata estanque, catalisador de lata padrão para espuma macia;
T12: DIBULTILTIN DILAURATE (DBTDL), Catalisador de lata de gel fraco, altamente tóxico

Efeito de diferentes dosagens de catalisador no tempo de espuma de espuma macia

As formulações gerais de espuma de bloco têm momentos de espuma de 5–12 segundos, com tempos de espuma total normalmente em torno 80–160 segundos. O tempo de espuma pode ser ajustado pelas quantidades de catalisadores de organotina e amina. Veja a tabela abaixo:

A primeira parte é sobre o TDI, clique no seguinte link para ler: https://www.sabtechmachine.com/what-are-theraw-materials-offlexible-polyuretane-foam-part-1.html

A terceira parte é sobre catalisadores, clique no seguinte link para ler: https://www.sabtechmachine.com/what-are-theraw-materials-offlexible-polyuretane-foam-part-3.html