El componente principal de la espuma de poliuretano (espuma de PU) es el poliuretano. Las materias primas son principalmente poliisocianatos y polioles. Al agregar aditivos apropiados, el más importante de los cuales es una serie de aditivos espumantes relacionados con la formación de espuma, se genera una gran cantidad de espuma en el producto de reacción, obteniendo así un producto de espuma de poliuretano. Este artículo presenta brevemente las materias primas y los coadyuvantes de formación de espuma para la producción de espuma de PU.

1. poliisocianato
Los poliisocianatos más utilizados en la producción de espumas de poliuretano son diisocianato de tolueno (TDI), isocianato de polimetileno-polifenilo (PAPI), diisocianato de difenilmetano (MDI) y MDI licuado (L-MDI).

El TDI se utiliza principalmente en la industria de las espumas plásticas para producir espuma de poliuretano flexible. El MDI es más reactivo que el TDI y menos volátil. Algunos MDI modificados licuados se pueden utilizar como sustituto del TDI en la producción de espuma de poliuretano flexible, como espuma de poliuretano flexible de alta densidad y espuma semirrígida o materiales elásticos de poliuretano microcelular. fabricar.

PAPI también se llama MDI crudo y MDI polimérico. El peso molecular promedio de los productos PAPI típicos está en el rango de 30 a 400, y su fracción de masa de NCO es del 31% al 32%. La funcionalidad promedio del PAPI de baja viscosidad está generalmente entre 2,5 y 2,9.

En el campo de las espumas plásticas, el PAPI y el PAPI modificado se utilizan principalmente para producir diversas espumas de poliuretano rígidas, y una pequeña cantidad se utiliza para producir espumas blandas de alta resiliencia, espumas de piel entera y espumas semirrígidas. PAPI se puede mezclar con TDI para producir espuma curada en frío y de alta resiliencia. 2. Poliéter y poliol poliéster.

1. Poliéter poliol
Los polieterpolioles utilizados para producir espumas de poliuretano flexibles son generalmente poliéteres de cadena larga y de baja funcionalidad. La funcionalidad del poliéter poliol en la formulación de espuma blanda es generalmente de 2 a 3 y el peso molecular promedio está entre 2000 y 6500. El poliéter triol es el más utilizado en espuma blanda. Generalmente, se utiliza glicerol (glicerol) como iniciador y se obtiene mediante polimerización con apertura de anillo de óxido de 1,2-propileno o copolimerizado con una pequeña cantidad de óxido de etileno. El peso molecular generalmente entre 3000 y 7000.

Entre ellos, el poliéter de alta reactividad se utiliza principalmente para espuma blanda de alta resiliencia y también se puede utilizar para productos de espuma como la espuma semirrígida. Se puede utilizar una pequeña cantidad de poliéter glicol como material auxiliar y mezclar con poliéter triol en formulaciones de espuma blanda. Se pueden utilizar poliéter polioles con baja insaturación y alto peso molecular para producir espumas blandas y reducir la cantidad de TDI.

Generalmente, en formulaciones de espuma rígida se utilizan polioles de poliéter con alta funcionalidad y alto valor de hidroxilo, de modo que se puede producir suficiente reticulación y rigidez. El índice de hidroxilo del poliéter poliol de espuma rígida es generalmente de 350~650 mg de KOH/g, y la funcionalidad promedio es superior a 3. Las formulaciones generales de espuma dura se mezclan principalmente con dos poliéteres y el índice de hidroxilo promedio es de aproximadamente 4000 mg de KOH/g.

Las formulaciones de espuma semirrígida generalmente utilizan parte de poliéteres de alto peso molecular, especialmente poliéter polioles de alta reactividad y parte de poliéteres de espuma rígida de alta funcionalidad y bajo peso molecular.

2. Poliol poliéster
Para fabricar espuma blanda de poliéster-poliuretano se pueden utilizar poliésterpolioles alifáticos de baja viscosidad ordinarios, tales como polidietilenadipatodiol con un valor de hidroxilo de aproximadamente 56 mg de KOH/g o poliésterpolioles ligeramente ramificados. El poliéster poliol tiene una alta reactividad. En la actualidad, la espuma en bloque de poliéster PU solo se utiliza en un pequeño número de áreas, como accesorios de vestir.

Polioles aromáticos sintetizados a partir de ácidos dibásicos (como anhídrido ftálico, ácido tereftálico, etc.) y dioles de pequeño peso molecular (dietilenglicol, etc.) o polioles. Entre ellos, el alto valor de hidroxilo se puede utilizar para producir polioles y espuma rígida de poliuretano. Espuma rígida de isocianurato. El valor de hidroxilo más bajo del alcohol de poliéster de anhídrido ftálico también se puede utilizar para espuma flexible de alta resiliencia, espuma integral y espuma semirrígida, y materiales de poliuretano sin espuma.

3. Poliol polimérico
Los polioles poliméricos (poliéterpolioles injertados) contienen estireno rígido, homopolímeros y copolímeros de acrilonitrilo y polímeros de injerto. Estos polímeros de vinilo actúan como "rellenos" orgánicos para mejorar el rendimiento de carga.

Los polioles poliméricos se pueden utilizar para producir espumas flexibles de alta dureza, espumas de alta resiliencia, espumas blandas moldeadas por calor, espumas semirrígidas, espumas con revestimiento propio, productos de moldeo por inyección de reacción (RIM), etc., que pueden reducir el espesor del producto. y reducir la densidad de la espuma reduce el costo, también puede aumentar la celda abierta de la espuma plástica y darle al producto un cierto rendimiento retardante de llama.

El poliol de poliurea (dispersión PHD) también es un poliol modificado con polímero especial, que se puede utilizar para espuma blanda de alta resiliencia, espuma semirrígida y espuma blanda. Actualmente hay pocos productos en el mercado.

También se utilizan algunos polioles especiales en la producción de espumas de poliuretano, como polioles de aceite vegetal, polioles de poliéster de colofonia y polioles de poliéster polimérico.

3. Ayudas para la formación de espuma
Los coadyuvantes espumantes son indispensables en la fabricación de espumas de poliuretano, incluidos catalizadores, estabilizadores de espuma (estabilizadores de espuma), agentes espumantes, etc. También existen algunos aditivos que son opcionales y se pueden usar cuando sea necesario, como las barreras. Agente de combustión, extensor de cadena/agente reticulante, antioxidante, estabilizador de luz, suavizante de espuma, abridor de celdas, relleno, pasta colorante, agente antiestático, estabilizador de hidrólisis, estabilizador de almacenamiento de composición de espuma, etc.

1. Agente espumante
El agua es un importante agente espumante en la producción de materiales de poliuretano. Es un agente espumante químico. El gas dióxido de carbono generado por la reacción con isocianato se expande, forma espuma y solidifica el material de espuma viscoelástica para obtener diversas espumas de poliuretano.

Debido a que el dióxido de carbono tiene una alta conductividad térmica y una fuerte permeabilidad, se deben usar agentes espumantes físicos para formulaciones de espuma de poliuretano rígidas que requieren altas propiedades de aislamiento térmico. Debido a que la etapa inicial de mezcla de materiales en la producción de espuma rígida genera mucho calor en decenas de segundos, necesita que el agente espumante absorba parte del calor y, al mismo tiempo, la gasificación del agente espumante hace que la espuma se expanda y espuma.

En la producción de espumas flexibles de poliuretano, para obtener espumas flexibles de baja densidad sin que demasiada agua provoque que la espuma se vuelva rígida, generalmente es necesario controlar la cantidad de agua y agregar una cantidad adecuada de agente espumante físico como auxiliar. agente espumante.

El CFC-11 (triclorofluorometano) se produjo industrialmente a finales de la década de 1920. Debido a que el CFC-11 tiene las características de no combustibilidad, punto de ebullición adecuado, fácil gasificación, baja conductividad térmica del gas, baja toxicidad, buena compatibilidad con materias primas de poliuretano, no corrosivo, bajo precio, proceso de formación de espuma simple, etc., es una producción de espuma de poliuretano Agente de soplado muy ideal en el medio.

Desde la década de 1960 hasta principios de la de 1990, el CFC-11 se utilizó ampliamente como agente espumante para espumas de poliuretano. Sin embargo, en la década de 1970, los científicos descubrieron que el CFC-11 emitido en la atmósfera podía destruir lentamente la capa de ozono, lo que atrajo la atención de los ambientalistas de todo el mundo. Los principales tipos de agentes espumantes que se utilizan actualmente como alternativas al CFC-11 son HCFC (hidroclorofluorocarbono), HFC (hidrofluorocarbono), HC (alcano), CO2 líquido y agua.

2. Estabilizador de espuma
En la producción de espuma de poliuretano, el estabilizador de espuma (o estabilizador de espuma) es un componente indispensable. Puede aumentar la solubilidad mutua de cada componente y desempeñar la función de emulsionar materiales de espuma, estabilizar la espuma y ajustar las células. Los estabilizadores de espuma son tensioactivos y existen dos tipos de compuestos que no son de silicio y compuestos organosilícicos.

La mayoría de los estabilizadores de espuma actualmente en uso son copolímeros de bloque de polisiloxano oxialquileno, que son tensioactivos de silicona modificados con poliéter, a veces denominados comúnmente "aceite de silicona" en la industria. Debido a la amplia gama de composición estructural de este tipo de tensioactivo y al buen efecto de uso, los tensioactivos de silicona modificados con poliéter se han utilizado ampliamente como estabilizadores de espuma en la industria de la espuma de poliuretano.

3. Abridor de poros
Método de obtención de espuma de poliuretano de celda abierta:

Utilice un catalizador adecuado para lograr el equilibrio requerido entre la reacción de gel y la reacción de formación de espuma. Cuando el material de espuma se eleva hasta el punto más alto, la resistencia de la película de la pared celular no es suficiente para sellar las burbujas en el interior y el gas se desprende de la pared para formar células abiertas. La estructura de espuma;

Utilice materias primas de poliéter poliol adecuadas para formar espuma de células abiertas;

Cuando el catalizador y las principales materias primas no son suficientes para resolver el problema, se utiliza una pequeña cantidad de abridor de células para dispersar la urea formada por la espumación con agua para obtener una espuma con una determinada proporción de células abiertas.

El abridor de células es un tipo especial de tensioactivo que generalmente contiene segmentos o grupos hidrófobos e hidrófilos. Su función es reducir la tensión superficial de la espuma, promover la ruptura celular y aumentar la tasa de células abiertas de la espuma de poliuretano. Mejorar la contracción de productos de espuma plástica blanda, semirrígida y rígida causada por celdas cerradas.

La espuma de poliuretano rígida ordinaria tiene una alta densidad de reticulación y una alta resistencia de la película de la pared celular en la espuma. Generalmente es una estructura celular de células cerradas. Sin embargo, añadiendo un agente de apertura de celdas, se puede fabricar una espuma de poliuretano rígida de celdas abiertas para reducir el ruido, con fines tales como el filtrado.

Las primeras parafinas líquidas hidrofóbicas, polibutadieno, dimetilpolisiloxano, etc. se pueden utilizar como estabilizadores de espuma y abridores de células. Como abridores de células también se pueden utilizar dispersiones de parafina y óxido de polietileno. En la actualidad, se utilizan como agentes de apertura de poros composiciones químicas especiales de copolíéter de polioxipropileno-óxido de etileno, copolímero de polioxialquileno-polisiloxano, etc.

4. Suavizante
El uso de suavizantes en la producción de espumas de poliuretano flexibles formuladas con alto contenido de agua puede inhibir la rigidez de la espuma causada por un exceso de grupos urea. El modificador suavizante de espuma tiene un efecto suavizante. El uso de un suavizante puede reducir la cantidad de isocianato y, por tanto, reducir la dureza de la espuma. Se utiliza en la producción de espuma de poliuretano flexible. Los suavizantes comerciales contienen generalmente poliéteres especiales, polioles especiales y agua.

Ningbo Zhongyuan Pigment Co., Ltd. es una empresa especializada en el desarrollo y producción de alta calidad.colorantes de PU, recubrimientos en molde, agentes de apertura de poros y polvo de gel de sílice.