發泡劑用量對粘接性能影響

更新時間：2022-07-27

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手工自由發泡，一般在環境溫度下，如25℃左右，把原料裝在塑料燒杯里，以1500~3000r／min轉速的攪拌機，攪拌8~10s，然后把料倒入模具內發泡。高壓機械發泡時，貯罐內原料溫度控制在20℃左右，誤差范圍為±1℃，模具為40℃左右，原料經高壓撞擊式混合(壓力約為15MPa)后立即澆料，混合時間約為1s。采用同一原料，手工發泡與高壓機械發泡的反應特性是有差異的。高壓機械發泡比手工發泡反應時間有所縮短。一般來說，它們的差值為：乳白時間2~5s，纖維時間15~25s，不黏時間15~25s。

高壓發泡機儀表上所指示的料溫實際上是進混合頭前的溫度，物料輸入混合頭，經高壓撞擊式混合，動能轉化為熱能。經計算，料溫可上升約7℃。另外，高壓撞擊式混合效果遠遠超過手工發泡中槳葉式攪拌的效果。物料分子間混合分散得好，則大大加快了反應進程。

對于HFC-245fa發泡體系來說，聚醚多元醇的選擇非常重要，聚醚多元醇的官能度、羥值及制備聚醚多元醇所用的起始劑種類對泡沫粘接性能都有直接的影響。一般來講，在一定的范圍內，聚醚多元醇的官能度越小，羥值越低，所制得的泡沫粘接性越好，但壓縮強度等工藝性能相對越差。聚醚多元醇X，是采用高官能度脂肪族多元醇與芳香族多胺等為起始劑臺成的，羥值為420±20mgKOH／g。由于聚醚分子中具有苯環及鏈狀交聯結構，并且有適宜的官能度f=4.0~5.0，所以聚醚多元醇X不僅能有效提高泡沫的粘接強度，而且具有良好的工藝性能。

實驗發現，在泡沫自由發泡芯密度保持不變的情況下，無論是HFC-245fa的用量過高，水份用量較少；還是H2O 的用量過高而HFC-245fa的用量過低泡沫的表皮都會出現易酥脆性。這是因為如果245fa用量過高，隨著它的氣化大量的反應熱將被帶走，泡沫的固化將不充分。而水份過多時，水與異氰酸酯反應產生的脲基甲酸酯結構就會增多，而脲基甲酸酯的大量形成將導致泡沫表皮的酥脆。經過多次的反復試驗，我們將兩種發泡劑的用量控制在一個適宜的比例范圍內，泡沫表皮酥脆性明顯改善，粘接性能太為提高。在這個比例范圍內，水份與異氰酸酯反應產生的脲基甲酸酯量被控制在適宜的范圍內，而反應產生的熱量，又彌補了因HFC 245fa氣化造成的熱量不足問題。

對于HFC-245fa發泡體系，改善泡沫表皮酥脆性，提高粘接性能，交聯劑的選擇也十分重要。用高官能度聚醚作交聯劑，雖生產工藝能滿足要求，但泡沫表皮酥脆粘接強度低。采用低官能度聚醚作交聯劑，雖表皮酥脆性有改善，粘接強度有提高，但壓縮強度偏低，生產工藝不能滿足冰箱實際生產要求。

在實驗中發現，有些HFC-245fa泡沫雖剛發泡時表皮酥脆，但這種現象過24h后會消失。這是由于剛反應時，泡沫中自由異氰酸酯組份的數量較高，隨著時問的推移，泡沫中自由異氰酸酯組份逐漸減少，表面酥脆性現象將會消失。催化劑的選擇原則是保持發泡反應與凝膠反應的平衡。同時還要促進泡沫的后固化的反應減少反應初期泡沫中自由異氰酸酯組份的含量，從而達到改善泡沫表面酥脆性，提高泡沫粘接性能的目的。采用復配催化劑，是由有機金屬鹽與六氫化三嗪及二甲基環己胺按比例復配而成。在反應的初期，它能有效抑制發泡反應的進行，在反應中期，它能保持發泡反應與凝膠反應的平衡，在反應的后期能有效地促進聚醚多元醇與異氰酸酯的反應及異氰酸酯自身的三聚化反應，從而達到促進泡沫后固化反應減少自由異氰酸酯組份含量的目的。

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