亚太地区软质泡沫生产迅速发展，有机硅表面活性剂等添加剂成关键

亚太地区软质泡沫生产迅速发展，有机硅表面活性剂等添加剂成关键

中国聚氨酯工业协会第十一届年会论文集‘25’有机硅表面活性剂、催化剂及特殊助剂在聚氨酯软泡生产中的最新进展。近年来，亚太地区软泡生产发展迅速，传统的间歇式、箱式生产方式仍被广泛应用。为进一步满足软泡行业的发展，许多连续块泡机已大批量投入生产线。产量的急剧增加使得市场竞争更加激烈。为提高市场竞争力，获得更多的利润，许多泡沫生产厂家往往通过添加助剂来改善泡沫的特殊性能。这样，厂家只需要在原有的标准多元醇/异氰酸酯生产设备中添加特殊助剂即可，工艺操作相对简单。助剂的种类很多，本文着重介绍这些助剂在应用方面的最新进展。1 有机硅表面活性剂对软泡生产中CO2发泡的影响及特点概述。 有几种有助于 CO2 发泡的有机硅已被确定并应用于三条连续发泡设备生产线。其中最具代表性的是：可水解的 Niaxe 580 和阻燃的 Nixa L-632。虽然有机硅的性能各不相同，但真正影响泡沫质量的是作为辅助发泡剂使用时机器工艺参数的设定。我们将讨论这三种有机硅在三种不同设备上的应用，每种有机硅将与不同分子量的多元醇一起使用，例如欧洲的 3500M。

多元醇和美国3000M.多元醇.—Dio”设备试验在瑞典某实验室进行，实验室进行了。这三种设备制备的泡沫密度和硬度相同，与有机硅的种类和用量无关。泡沫气流速率受表面活性剂的影响，反映了有机硅的结构。泡沫的质量虽然与有机硅和多元醇有关，但影响最大的还是机台的工艺参数，得到的孔结构基本相同。条纹和针孔受(33-2TM工艺的影响更明显。因此。当工艺参数优化后，只有性能良好的有机硅才能在C02设备上生产出高质量的泡沫。有机硅表面活性剂主要用于传统软块泡沫的生产。它的最大特点是操作宽度大，其阻燃性、全水发泡或二氯甲烷发泡等优异的性能适用于各种大小的泡沫生产设备。 主要用于二氯甲烷（MC）含量较高的泡沫配方中。无论是箱体泡沫还是机器发泡，用Niax#L-600制备的泡沫都具有细密的泡孔结构、良好的空气流动性和工艺操作性。此外，Niax#L-600还具有一定的阻燃效果。Niax#L-328是一种更经济的胺类催化剂，用于块状泡沫生产，可降低泡沫的“黄变”，用量较少。最适合密度为7--28kg/m2的泡沫。

电子工业的快速发展带动了包装泡沫生产的快速发展。考虑到记忆棒等电子产品上静电荷的积累，也推出了低密度包装泡沫的生产，同样具有减少泡沫变色、操作范围广等特点。另外，为了满足高科技电子薄膜产品运输的要求，我们还开发了无氟抗静电添加剂Niax AT-30。 新型阻燃复合材料助剂Niax”FLE-200的开发主要应用于一种新技术——阻燃复合材料制品中。Niax FLE-200的加入可以缩短泡沫的粘结时间，而且在某些情况下，不添加阻燃剂就可以满足阻燃要求。该助剂的性能优于传统助剂，主要应用于聚醚泡沫的阻燃复合材料中。2结果与讨论2.1岛型表面活性剂整个聚氨酯软泡行业面临的最大挑战之一是如何减少CFC-11、二氯甲烷等传统辅助发泡剂的使用。环境污染迫使人们改进传统辅助发泡剂的使用。泡沫制造商正在努力寻找一种新技术，可以减少这些发泡剂的使用，甚至采用全水发泡方法。目前，主要采用四种新技术来减少氯化物的使用：①使用二氯甲烷（MC）、丙酮、HCFC或其他液体辅助发泡剂代替使用 CFC-11；②泡沫淬火技术；⑧变压发泡技术（VPF）；④使用C.2作为辅助发泡剂。熟悉整个聚氨酯软泡生产过程的人，对以上技术或多或少都有所了解。

有机硅表面活性剂对前两种技术的影响非常相似。因此，适用于MC发泡或全水发泡的有机硅表面活性剂也适用于以丙酮为发泡剂、淬火工艺的生产。vPF所用的有机硅与MC略有不同，但用量较少。czh作为辅助发泡剂的使用已得到广泛认可。有机硅与.岛的结合在过去几年中已被讨论。它对泡沫的稳定性起着重要作用。目前的重点是确定其最佳质量，特别是阻燃泡沫的生产。发泡时，早期产生大量泡沫，其发泡曲线和发泡动力学与传统块状泡沫工艺不同。众所周知，并不是所有的有机硅都可以与CO2一起使用，机械工艺参数的最佳设定只是针对某一种有机硅，而不是所有的有机硅。 下面我们将分别展示三种性能优异的有机硅表面活性剂-155、L-580与CO2配合在三种不同的连续生产设备上的生产工艺及结果。2.2配方及工艺参数实验中，三台生产设备均采用相同的配方，锡催化剂的用量略有调整，主要是由于各种有机硅的活性不同。CCH泡沫/Php的配方：多元醇100；C02A-1 3.5；水4.8；有机硅表面活性剂1.4；辛酸亚锡0.08；TDI，80/20随多元醇不同而变化；TDI指数110。

平均工艺参数：力学参数多元醇温度/℃温度/℃。脚a1.31.2.3泡沫性能所得泡沫的性能见表1、表2。测试密度、透气量和硬度的样品均从泡沫中心取样。表1采用美国常用的3000M多元醇（羟值为56），表2采用欧洲常用的3500M多元醇（羟值为47）。对于C02作为辅助发泡剂，多元醇的选择尤为重要，低羟值的多元醇往往更容易被接受，因为羟值高低与粘度有关。有报道指出，控制压力可以抵消粘度的差异，我们的研究也证明了这一点。 通过本次筛选实验，证明了这三种有机硅在三种不同的设备上可以选择性地用于液态∞2发泡技术，并获得了发泡稳定的低密度泡沫有机硅表面活性剂的重要参数。机械参数的设定对获得细腻均匀的泡沫结构也起着重要作用。不同的有机硅和多元醇必须有相应的优化参数设定。只有这样，才能观察到泡沫性能的差异，才能进一步考察有机硅的活性、锡的使用量以及成​​品泡沫的最终性能。中国聚氨酯工业协会第十一届年会论文集'27。表1用3000分子量多元醇制备的泡沫的性能泡沫性能Niax-SC-155硅油15215·115密度/kg/m38。孔隙率，-5 CFD。40％/kPa2.22.32.5球回弹/％4239.536————...

使用这三种有机硅制备的泡沫孔结构非常细密，针孔主要与032工艺有关，它们非常相似。2.4传统高活性表面活性剂Niax*L-620相对于其他同类竞争产品的优越性主要体现在它既能用于批量生产，又能用于大规模连续生产，能最大程度减少泡沫的顶部缺陷，提高泡沫的透气性，加工容差大，另外用该有机硅制备的泡沫密度梯度非常小。这些性能证明了Niax*L-620在软质块状泡沫生产中的突出作用。在表3中，我们对Niax*-620在软质泡沫生产中的活性和加工性进行了评估。对于制造商来说，活性和加工性是评价表面活性剂质量的重要依据，因为它对泡沫生产成本有直接的影响。活性主要表现在两个方面：泡沫的上升高度和收缩率。 加工性能指表面活性剂的用量，主要是为了获得较理想的开孔率和透气度。有机硅品种和用量的选择也影响锡催化剂的使用范围。一般来说，增加有机硅在泡沫中的用量，可使泡沫的闭孔性更好。当增加锡催化剂用量时，Niax的高性能发泡剂NiaxL-620的活性较好。表3 NiaxL-620的筛选配方评价为进一步证明NiaxL-620的高活性，我们采用高水、高二氯甲烷含量的发泡配方进行对比，此配方可确定有机硅对泡沫稳定性的影响。

在大批量生产中，通过观察泡沫下沉的程度来衡量表面活性剂的性能，下沉程度大证明表面活性剂在泡沫中的稳定作用小，下沉过多则泡沫高度降低，泡沫密度增大。L-620是一种高活性表面活性剂。$-620芏古芝.笙o2暮互置lon／pphp凤凰1以MC为发泡剂的泡沫配方中泡沫透气性与表面活性剂含量的关系Niax*-600是一种带有侧链烷基的中高活性有机硅表面活性剂，主要用于软块泡沫的生产，特别是当配方中二氯甲烷（MC）含量较高时。过去的实践告诉我们，MC含量高会导致孔隙较小，而应用L-600会使泡沫具有良好的孔隙结构和良好的透气性。Niax*箱式及连续泡沫生产的结果证明，Niax* L-620是一种适用性强的表面活性剂。 可用于生产中高密度泡沫，也可用于生产低密度（7kg/H13）泡沫。此外，在低密度泡沫生产中，Niax*-600 也可用于生产传统的阻燃泡沫。其阻燃性能与 L-5770 和 L-603 进行了比较。

所制备的密度为20的泡沫的阻燃性能与该公司其他活性剂如Niax+/m3相似。 -、工廖。工置日o|2L12夏导Ie工／pphp图2 采用MC为发泡剂的泡沫配方中泡沫高度与表面活性剂用量关系gP=客Sono：H!sx2¨!co啪r'群,HUCO!!∞／pphp图3 生产22kg/m3/140N阻燃泡沫时泡沫透气度与铝催化剂用量关系阻燃泡沫基本配方／Php：多元醇（3000M．）A-230 0．18；辛酸亚锡0．15；TDI，80／2060；TDI指数115。 2．5 胺类催化剂下面进一步介绍一种更为经济的新型胺类催化剂Niax+-328，它比其它同类竞争产品更能提高工艺操作性和泡沫的各项性能。 目前使用的大多数较便宜的催化剂容易使泡沫变黄，并且大量使用Ni。x开口率可以从低密度泡沫的40％到高密度泡沫的0％不等。

降低低密度泡沫固化过程中的“焦灼”程度。表4 L-600与L603制备的阻燃泡沫的性能比较，603表面活性剂含量/.810 6081反应乳化时间/s9发泡时间/性能密度/kg/.4 19.119.3 ILD25%刷ILD40%处罚ILD65%小、部分燃烧时间/s0.7200.420.73 0.12051最大燃烧时间/s2.2502.112.52 0351.21燃烧长度/cm8。 23 8.99663 最大燃烧长度/cm10.3 8.5 9.80"5占2oZ个测试点/pphp 图4 生产16kg/m3/140N阻燃泡沫时泡沫透气度与锡催化剂用量关系Niax.-328是一种理想的催化剂，特别适用于密度为7--28kg/m3的块状泡沫的生产，可用于间歇和连续生产设备。

由于其价格低廉，性能优异，能为生产厂家大大降低成本，满足客户要求，因此得到广泛的应用。其物理性质如下：物理形态微黄色液体相对密度（20/20℃）0.闪点，-1/12粘度（25℃）/H1Pa.s6特别强调一下这种新型胺类催化剂的闪点，与我们常见的三乙胺（闪点-6℃）相比，可以发现Niax A-328比三乙胺更为优异。中国聚氨酯工业协会第十一届年会论文集‘3l’A-328在A-33（Dabo..33LV）和Niax制备不同密度的泡沫配方中的应用。表5表明，当rNia≯/m3时，我们使用的用量。这种比较是以相同密度下相同的发泡上升时间为基础的。 在密度7和20时各配方中催化剂的用量不同，与三乙胺相比，在相同泡沫密度（含水量）下，其用量可减少25%，在25k/m3时，胺类催化剂用量可减少15%。表5 使用Na 2+ 的催化剂配方及各种参数A.328密度/kg/2.6抗静电剂Niaxu-21是近来开发的一种低粘度抗静电剂，具有优异的静电衰减值和表面电阻率，在块状聚氨酯泡沫生产配方中，该类助剂主要用于包装泡沫的生产。

在低密度块状泡沫生产中添加Niax. 21可提高泡沫的抗静电性、耐热性、降低变色性。实际生产中制备低粘度、不焦烧、不变色的大块泡沫尤其困难。Niax. 21可减少用于包装材料的软块泡沫上静电荷的积累，性能要求一般需要通过ASTM。目前已开发出一种能降低低密度抗静电泡沫变色性的产品。典型配方为：A-1L-5400.08;Niax. 0;辛酸亚锡3000M.多元醇100;水4.4;Niax. 21 0.15;Niax*. 0;TE1,80/20（指数）56.0（108）。Niax. 在生产各类聚氨酯泡沫中的用量（份/100份多元醇）：高密度泡沫2~3；中密度泡沫3~4；低密度泡沫4~5。为增强泡沫的抗静电性能，Niax8 AT-21的用量可进一步增加，如此用量对泡沫无不良影响。除上述性能外，Niax8 AT-21在生产低密度块状泡沫时还被发现具有良好的耐热性，从而减少变色。

Niax.-21是唯一一种无氟抗静电添加剂，具有优异的静电衰减值和表面电阻，主要用于块状聚氨酯泡沫生产配方中包装泡沫的生产，Niax.-21可以减少包装泡沫上静电荷的积累，其性能要求是，用Niax.-30制备的泡沫已经过测试，在含氟量较低的应用中（如硅片），只允许使用微量的氟。 用Niax”制备-30泡沫的结果如下：组分多元醇0水3.93.93.93.01.01.0L-6201.200.200.20220.220.220.22辛酸亚锡密度/kg/m325.025.224.925.3静电衰减时间/s-0.170.110.07545.8表面电阻/10.10Q/.63.0体积电阻/10.1022/.12.92.02.7新型阻燃复合助剂在聚醚型聚氨酯泡沫中的应用阻燃复合泡沫在汽车工业、纺织工业中有着广泛的应用，在这一领域，全球有相当一部分地区主要采用聚酯多元醇进行生产，而其他地区则采用聚醚多元醇，因为聚醚多元醇具有良好的经济性和耐水解性。

传统聚醚型聚氨酯泡沫在火焰混炼后的性能较差，一般可以通过添加助剂来改善。火焰混炼助剂Niax*FLE-200可以大大提高传统聚醚泡沫混炼后的粘结性。火焰混炼助剂Niax.FLE-200是一种低粘度助剂，主要用于提高聚醚泡沫在火焰混炼过程中的粘结性。 Niax-FLE-ZG（，使得泡沫在复合过程中具有更短的粘结时间、优异的粘结性能和粘结力。以此方式制备的泡沫最终的火焰复合粘结性能几乎相同。与我们的其他添加剂类似，FLE-200是一种低粘度液体，可以通过标准泵输送和计量到多元醇预混料中，一般用量为3-8A-1，降低了phpp。最佳工艺通过添加10%-20%的Niax*也能达到所要求的阻燃性能。Niax.FLE-200的其他优势如下：①使得泡沫具有良好的物理机械性能和广泛的应用范围。测试。③添加Niax.FLE-200的泡沫在火焰复合过程中产生烟雾较少，泡沫表面为自色。④对添加Niax.FLE.200的泡沫进行泡沫/纸粘结试验时，粘结时间短，将更好地提高火焰复合速度。 ⑤-200也是一种反应性材料，能满足汽车行业低雾化要求。

表6给出了使用Flame -200制备泡沫的配方和各种测试。 3 结论 为了满足软质泡沫行业的需求，康普顿开发了新的有机硅表面活性剂、催化剂和特种添加剂。 632. Niax. “L-620硅油可燃性低，适用于全水或二氯甲烷发泡配方。新开发的NiaxL-600硅油对于高二氯甲烷配方仍具有细小的泡孔结构和出色的工艺耐受性。 中国聚氨酯工业协会第十一届年会论文集·33· 价格具有竞争力的NiaxA-328胺催化剂在很宽的密度范围内仍具有良好的加工和性能。 Niax. FLE表6200 Flame 泡沫配方和性能注意：所有泡沫配方的气流速率都是相对的。本研究中的泡沫/纸粘附性测试用作内部测试：粘附性更好