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℃,隨即加人事先計量好的料溫為20℃的以IP,

快速攪拌秒,然后將一個內(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,計時,記錄發(fā)泡過程的乳白時間、纖維時間、不粘時間和后固化時間以及每隔一定時間間隔的發(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,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秒時間段做脫模試驗(yàn),測定不同時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)纖維時間相同時,不同催化體系的乳白時間不等,如果用乳白時間到纖維時間的時間間隔長短來衡量發(fā)泡流動性的優(yōu)劣,間隔時間長意味著在纖維時間之前有較充裕的時間,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,如按時間間隔來評價泡沫流動性的優(yōu)劣,則從優(yōu)到劣順序是d一時boc一e。當(dāng)纖維時間相同時,各催化體系的不粘時間及后固化時間不同,通常把纖維時間到不粘時間及不粘時間到后固化時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,脫模時間可相應(yīng)縮短。如按此時間間隔來評價固化反應(yīng)的相對快慢,則由快到慢的順序是:時coh、d、e。3.2以發(fā)泡速度曲線和上升高度及流動指數(shù)來分析泡沫流動性從表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)時的脫模時間,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,推遲纖維時間,使泡沫從容充滿腔體,流動性好,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,可使泡沫從纖維時間到后固化時間間隔縮短,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)越的泡沫流動性及強(qiáng)勁的后固化速度的組合料體系。