海綿是聚氨酯泡沫塑料的一種,屬于軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。因有多孔狀蜂窩的結構,所以具有優(yōu) 良的柔軟性、彈性、吸水性、耐水性的特點(diǎn),被廣泛用于沙發(fā)、床墊、服裝、軟包、汽車(chē)裝等行業(yè)。
1、主要原材料主要原材料主要原材料主要原材料
1.1 聚醚多元醇
海綿多采用聚醚丙二醇、聚醚丙三醇,其官能度少(2-3),羥值低,分子量大。分子式為: CH3-CHO(C3H6O)m(C2H4O)nH CH2O(C3H6O)m(C2H4O)nH
1.2 有機異氰酸酯
最常用的是甲笨二異氰酸酯,簡(jiǎn)稱(chēng)TDI,有兩種異構體,即2,4-TDI,2,6-TDI.在生產(chǎn)海綿中2,4 -TDI占80%,2,6-TDI占20%
1.3 水
在生產(chǎn)海綿中,水不可缺少,水與TDI反應放出CO2氣體,同時(shí)起著(zhù)鏈增長(cháng)作用。
1.4 催化劑
促進(jìn)聚醚多元醇與異氰酸反應使鏈增長(cháng)的催化劑有辛酸亞錫、二丁基錫。促進(jìn)交聯(lián)反應并能促進(jìn) 異氰酸酯與水之間反應放出的CO2氣體的催化劑有三乙醇胺、三乙烯二胺、三乙胺等。
1.5 外用發(fā)泡劑
常用是低沸點(diǎn)氟烴類(lèi)化合物,如一氟三氯甲烷(F-11)。由于不環(huán)保,一般用環(huán)戊來(lái)代替F-11, 或二氯甲烷,效果不錯。如果不是生產(chǎn)特輕密度的海綿,亦可適當調整主要原料比例,不使用外用發(fā) 泡劑。
1.6 泡沫穩定劑(勻泡劑)
常用有機硅泡沫穩定劑,目前主要用硅-碳鍵Si-C共聚物,用量在0.5%-5%.
海綿的合成原理海綿的合成原理海綿的合成原理海綿的合成原理
海綿的合成過(guò)程中,主要是有鏈增長(cháng)反應、發(fā)泡及交聯(lián)等過(guò)程,這些反應與原料的分子結構、官能 度、分子量等有關(guān)。
2.1 擴鏈反應
異氰酸酯與二官能度聚醚多元醇擴鏈反應,由于反應中異氰酸過(guò)量5%左右,所以擴鏈最終產(chǎn)品為 異氰酸酯基團,這樣反復進(jìn)行促進(jìn)使鏈迅速增長(cháng)。
2.2 發(fā)泡反應伴隨著(zhù)鏈增長(cháng)
在生產(chǎn)海綿的過(guò)程中,發(fā)泡氣體主要來(lái)源于TDI與水反應,生成大量CO2氣體,同時(shí)新生成胺又與 異氰酸酯反應生成脲鍵化合物,這樣反復進(jìn)行伴隨著(zhù)鏈增長(cháng)。
2.3 交聯(lián)反應
交聯(lián)反應對制備海棉非常重要,發(fā)生過(guò)早過(guò)晚,都會(huì )導致海綿的質(zhì)量下降甚至報廢。
2.3.1 多官能度化合物交聯(lián)
聚醚多元醇與異氰酸酯反應直接影響海綿密度,交聯(lián)點(diǎn)分子量為2000-20000,分子量越小,交聯(lián) 密度越大,泡沫的硬度越高,柔軟性、彈性相對下降。
2.3.2
水與異氰酸酯反應生成脲鍵化合物,進(jìn)一步與異氰酸酯反應生成三向結構縮二脲交聯(lián)化合物。
2.3.3 脲基甲酸酯交聯(lián)
氨基甲酸酯基中的氮原子上的氫與異氰酸酯反應生成三向交聯(lián)結構的脲基甲酸酯。
目前,海綿生產(chǎn)中大多數采用一步箱式發(fā)泡法,將各種原料在高速攪拌下,迅速加入成形箱,在成 形箱中完成鏈增長(cháng)、發(fā)泡、交聯(lián)、固化等反應,從而完成海綿生產(chǎn)。該工藝優(yōu)點(diǎn)是工藝流程短,物料 粘度低,容易控制,節省能源,設備投資小,適用密度范圍廣。作為海綿制造行業(yè)領(lǐng)先單位重慶乾通海綿制品有限公司投資大量資金采用現金設備使用更為先進(jìn)的自動(dòng)化機械發(fā)泡