海綿內襯是聚氨酯泡沫塑料的一種,屬于軟質聚氨酯泡沫塑料。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,被廣泛用于沙發(fā)、床墊、服裝、軟包裝等行業(yè)。在此,我們今天就來好好的了解一下海綿內襯的主要原理及加工方式。
一、海綿內襯的主要原材料: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)nHCH2O(C3H6O)m(C2H4O)nH1.2有機異氰酸酯常用的是甲笨二異氰酸酯,簡稱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)海綿內襯中,水不可缺少,水與TDI反應放出CO2氣體,同時起著鏈增長作用。1.4催化劑促進聚醚多元醇與異氰酸反應使鏈增長的催化劑有辛酸亞錫、二丁基錫。促進交聯(lián)反應并能促進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)泡劑常用是低沸點氟烴類化合物,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)特輕密度的海綿內襯,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(wěn)定劑(勻泡劑)常用有機硅泡沫穩(wěn)定劑,目前主要用硅-碳鍵Si-C共聚物,用量在0.5%-5%.
二、海綿內襯的合成原理:海綿內襯的合成過程中,主要是有鏈增長反應、發(fā)泡及交聯(lián)等過程,這些反應與原料的分子結構、官能度、分子量等有關。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量5%左右,所以擴鏈產(chǎn)品為異氰酸酯基團,這樣反復進行促進使鏈迅速增長。2.2發(fā)泡反應伴隨著鏈增長在生產(chǎn)海綿加工的過程中,發(fā)泡氣體主要來源于TDI與水反應,生成大量CO2氣體,同時新生成胺又與異氰酸酯反應生成脲鍵化合物,這樣反復進行伴隨著鏈增長。2.3交聯(lián)反應交聯(lián)反應對制備海棉非常重要,發(fā)生過早過晚,都會導致海綿的質量下降甚至報廢。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。
3、海綿內襯生產(chǎn)工藝及流程:目前,海綿內襯生產(chǎn)中大多數(shù)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、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)點是工藝流程短,物料粘度低,容易控制,節(jié)省能源,設備投資小,適用密度范圍廣。
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