勻泡劑:又稱泡沫穩(wěn)定劑。目前使用的勻泡劑,多是一種聚硅氧烷類的表面活性劑,是生產聚氨酯泡沫塑料的關鍵助劑。
主要作為泡沫穩(wěn)定劑,在發(fā)泡過程中使各原料均勻混合,降低體系表面張力以促進成核并起到支撐泡沫體,避免其塌落、孔粗、開裂等不良現(xiàn)象的發(fā)生。
勻泡劑的類型與作用
勻泡劑分為軟泡型勻泡劑和硬泡型勻泡劑。其主要作用如下:
乳化作用:泡沫配方中各組分的相容性較差,勻泡劑具有親油和親水的分子結構,可以乳化發(fā)泡原料,改善物料反應前、反應中的相容狀態(tài),從而使發(fā)泡反應和交聯(lián)反應順利進行。成核和穩(wěn)泡作用:勻泡劑使物料的表面張力降低,攪拌時有助于使混入的空氣形成氣泡核,反應產生的氣體進入泡核并使氣泡不斷成長。在發(fā)泡過程中,勻泡劑通過降低泡孔壁內的應力使得薄化的泡孔壁穩(wěn)定,防止快速長大的泡沫塌陷,直至泡孔壁具有足夠的強度、能夠自支撐為止。開孔/閉孔作用:聚氨酯軟泡的泡孔必須是開孔的才能使制品柔軟而富于彈性。由于勻泡劑的作用,當發(fā)泡體系處于低黏度時,泡孔壁穩(wěn)定而氣泡增長到一定程度,泡孔壁拉薄,在催化劑和勻泡劑的共同作用下泡孔破裂即“開孔”。勻泡劑可以通過控制泡沫開孔時間,消除泡沫開裂、閉孔等缺陷,賦予泡沫良好的透氣率和舒適性能。對于聚氨酯硬泡而言,泡孔閉孔才能使泡沫制品具有良好的絕熱效果和足夠的機械強度,勻泡劑通過有效降低發(fā)泡體系的表面張力,獲得泡孔均勻細密和閉孔率高于95%的泡沫體,以保證泡沫保溫性能。
勻泡劑的原料
聚氨酯勻泡劑是由烯丙基聚醚與聚硅氧烷在催化劑作用下發(fā)生硅氫化反應制得。其主要制造原料包括:八甲基環(huán)四硅氧烷(簡稱:D4 )、六甲基二硅氧烷(簡稱:MM)、聚甲基氫基硅氧烷(簡稱:高H)、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、氯鉑酸等。
勻泡劑的生產工藝
勻泡劑合成工藝過程中主要有三步化學反應:分別是特殊結構烯丙基聚醚的合成、聚硅氧烷的合成以及聚醚與聚硅氧烷的硅氫化反應,最后,利用配方設計技術,通過添加某些助劑,制備出滿足不同性能需求的勻泡劑產品。
勻泡劑選擇要求
軟泡型勻泡劑選擇要求
軟泡勻泡劑是在發(fā)泡初期能夠溶解反應生成的聚脲在發(fā)泡后期能幫助開孔和爆孔。根據這個原則,選擇軟泡勻泡劑應考慮︰
①勻泡劑的活性
②勻泡劑的操作范圍和錫用量范圍之間的關系
③構成勻泡劑的各種原料對操作范圍的影響硬泡型勻泡劑選擇要求硬泡的交聯(lián)度較高,氣泡容易穩(wěn)定,硬泡多是用于模塑制品或是在受限制的腔體內發(fā)泡,所以物料的流動性是極重要的工藝參數,流動性不好會造成空缺,影響保溫性能。
所以選擇硬泡勻泡劑應考慮∶
①乳化原料組份能力強
②具有較強的控制泡孔大小的作用
③使物料有較好的流動性及密度分布均勻硬泡和軟泡型勻泡劑的選擇區(qū)別勻泡劑不但起勻泡的作用,而且對泡沫的比重、彈性、拉力都會有影響
對不同活性的原料、不同使用條件、不同發(fā)泡形式都需不同類型的勻泡劑。硬泡泡沫塑料所需的原料經常以組合料形式供應,所以對貯存期內,常采用不易水解的硅-碳型穩(wěn)定劑。高回彈泡沫系統(tǒng)中,采用了聚合物多元醇等原料,固體微粒較多,因此不宜采用一般的勻泡劑而應采用專用勻泡劑。兩種相比,軟泡型勻泡劑的技術含量更高,其市場份額主要由國外廠商占據
勻泡劑的未來市場
聚氨酯材料的多樣化、高性能離不開助劑,從用量來看,在聚氨酯泡沫塑料助劑中阻燃劑居第一位,泡沫穩(wěn)定劑(勻泡劑)占第二位,聚氨酯泡沫塑料的快速發(fā)展帶動了勻泡劑的發(fā)展。隨著聚氨酯泡沫行業(yè)向低碳、節(jié)能、環(huán)保、安全方向發(fā)展、新的發(fā)泡原料、多性能泡沫塑料的不斷開發(fā)、需要新的勻泡劑與之相匹配,未來的勻泡劑將更加專用化和系列化,新品質的開發(fā)和應用更多樣化。