冰箱用聚氨醋硬泡中催化劑應(yīng)用的探討

前言

在冰箱用聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料發(fā)泡過程中,一般采用一步法。對冰箱等冷凍設(shè)備來講,泡沫在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型腔體內(nèi)分布均勻與否、泡孔細(xì)勻程度、泡沫閉孔率高低等因素,對冰箱的整體性能有很大影響,這些因素關(guān)系到泡沫與腔壁粘結(jié)牢固程度、泡沫尺寸穩(wěn)定性等。隨著新品種硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料原料的不斷出現(xiàn),同時(shí)針對冰箱生產(chǎn)廠為提高生產(chǎn)效率、降低成本而迫切希望加快生產(chǎn)節(jié)奏的情況,我們查閱了相關(guān)資料,對多種胺類催化劑進(jìn)行篩選改進(jìn),進(jìn)行了一系列對照應(yīng)用試驗(yàn),并在以HCFC一14b1為發(fā)泡劑的冰箱用聚氨醋硬質(zhì)泡沫中應(yīng)用。下面就這些情況進(jìn)行討論。

主要原料及規(guī)格A聚醚,OH值430mgKOH·g一’、水分鑒0.1%:B聚醚,OH值400mgKOH·g一’、水分蛋0.1%;C聚醚,OH值360mgKOH·g一’、水分`0.1%:D聚醚,OH值480mgKOH·g一’、水分感0.1%;A、B、C、D四聚醚均為上海高橋石化三廠生產(chǎn);勻泡劑,酸值`0.1%;水分鑒0.1%;水,蒸餾水;HCFC一141b,純度)99.5%,進(jìn)口:P廿1NCO31.5%,進(jìn)口;催化體系a、b、e、d、e,自配。

方法我們在實(shí)驗(yàn)中,考察配方中幾個(gè)催化劑體系對發(fā)泡工藝的影響,實(shí)驗(yàn)在環(huán)境溫度20土1℃下進(jìn)行。攪拌速度為3000轉(zhuǎn)·分一’,按配方稱取除PAIP外各個(gè)組分于塑料杯中,攪拌混合均勻,調(diào)溫至20℃,隨即加人事先計(jì)量好的料溫為20℃的以IP,

快速攪拌秒,然后將一個(gè)內(nèi)襯透明塑料薄膜的圓柱狀帶有標(biāo)高尺度的透明模具套在塑料杯上,計(jì)時(shí),記錄發(fā)泡過程的乳白時(shí)間、纖維時(shí)間、不粘時(shí)間和后固化時(shí)間以及每隔一定時(shí)間間隔的發(fā)泡高度。為了判斷各催化體系組成的泡沫料的脫模特性差異,我們按上述方法將不同料混好開始發(fā)泡時(shí),倒人試驗(yàn)用方模中(長x寬x高均為2c5m,模溫為45℃,內(nèi)襯透明塑料薄膜),進(jìn)行多次試驗(yàn),分別在開始攪拌后150秒、180秒、210秒、240秒、270秒、300秒、330秒、360秒時(shí)間段做脫模試驗(yàn),測定不同時(shí)間脫模每種催化劑體系形成泡沫的厚度增加率。同樣,使用上述方法,將料混好后倒入L模,測定L模不同部位泡沫的物性,并對不同催化體系作對比試驗(yàn)

當(dāng)纖維時(shí)間相同時(shí),不同催化體系的乳白時(shí)間不等,如果用乳白時(shí)間到纖維時(shí)間的時(shí)間間隔長短來衡量發(fā)泡流動(dòng)性的優(yōu)劣,間隔時(shí)間長意味著在纖維時(shí)間之前有較充裕的時(shí)間,物料能從容充滿大型和復(fù)雜形狀的模腔,泡沫分布均勻,密度梯度小,如按時(shí)間間隔來評價(jià)泡沫流動(dòng)性的優(yōu)劣,則從優(yōu)到劣順序是d一時(shí)boc一e。當(dāng)纖維時(shí)間相同時(shí),各催化體系的不粘時(shí)間及后固化時(shí)間不同,通常把纖維時(shí)間到不粘時(shí)間及不粘時(shí)間到后固化時(shí)間的間隔長短來衡量固化速度的快慢,間隔短意味著固化反應(yīng)快,脫模時(shí)間可相應(yīng)縮短。如按此時(shí)間間隔來評價(jià)固化反應(yīng)的相對快慢,則由快到慢的順序是:時(shí)coh、d、e。3.2以發(fā)泡速度曲線和上升高度及流動(dòng)指數(shù)來分析泡沫流動(dòng)性從表3和圖中可以看到,d催化體系泡沫上升速度快,尤其是初期上升速度快,固化高度和終高度分別為較好和高,流動(dòng)指數(shù)大,泡沫平均密度

在冰箱用聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料發(fā)泡過程中,泡沫流動(dòng)性和泡沫固化速度是發(fā)泡工藝性能的主要標(biāo)志。從表5中可知:物料流動(dòng)性好,各處泡沫分布均勻,泡沫密度梯度小,泡孔結(jié)構(gòu)接近均勻細(xì)小球形,閉孔率高,導(dǎo)熱系數(shù)較低,泡沫成形后變化率小,泡沫固化速度快,能縮短冰箱生產(chǎn)時(shí)的脫模時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。選用合適的胺類催化體系,是在以HCFC一1l4b為發(fā)泡劑的冰箱用硬泡改善泡沫流動(dòng)性和提高固化速度的關(guān)鍵。不同的催化體系所起的作用不同。

(l)早發(fā)性催化體系,對泡沫起發(fā)時(shí)成核性起促進(jìn)作用,有利于改善導(dǎo)熱系數(shù)及尺寸穩(wěn)定性。

(2)延遲性催化體系,推遲纖維時(shí)間,使泡沫從容充滿腔體,流動(dòng)性好,制品在模具內(nèi)各部位密度梯度小,分布均勻,有利于泡沫體與腔壁的粘接。

(3)促進(jìn)后固化催化體系,可使泡沫從纖維時(shí)間到后固化時(shí)間間隔縮短,能盡快脫模,從而有利于改善泡沫體系強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。

(4)選用合適的催化體系,能得到具有早發(fā)特性、優(yōu)越的泡沫流動(dòng)性及強(qiáng)勁的后固化速度的組合料體系。