全水发泡PURF流动性研究 - 中国泡沫行业淘汰ODS行动网.DOC

全水发泡PURF流动性研究 杨建斌 张晓莉 (兰州华宇创新科技有限公司 甘肃兰州730000) 摘 要：采用塑料软管流动性试验方法，研究了聚醚多元醇对全水发泡配方体系流动性的影响，并将全水发泡配方体系与含CFC-11体系在密度分布及泡沫缺陷等方面进行了比较。得到了流动性很好的全水发泡配方体系，可以满足建筑板材和保温管道的使用要求。 关键词：聚氨酯；硬泡；全水发泡；流动性；聚醚多元醇 用水作聚氨酯硬泡发泡剂的技术，很早就已出现。但由于使用水发泡的泡沫存在许多缺陷，故除了一些特殊场合单独采用水发泡外，长期以来，在保温领域，水只是作为辅助性的发泡剂被少量使用。 近年来，随着保护大气臭氧层工作的深入，ODS替代步伐的加快，全水发泡技术重新受到了研究人员的重视。 水是一种化学发泡剂。它与异氰酸酯反应生成CO2气体发泡，反应式如下： 2 RNCO + H2O → RNHCONHR + CO2↑ 由于水发泡本质上是CO2发泡，其臭氧破坏潜值ODP值为零，无毒副作用，对发泡工艺设备无特殊要求，设备无需改造。这些优点决定了其具有较大的应用价值。但是，全水发泡体系与CFC-11发泡体系相比存在诸多不足，如多元醇组合料粘度大、流动性欠佳，泡沫较酥脆、尺寸稳定性较差、导热系数偏大等。影响和限制了全水发泡技术的应用。 本工作通过对聚醚多元醇及助剂的筛选试验，获得了合理的基础配方，依其所制的泡沫体，其尺寸稳定性、压缩强度、导热系数及酥脆等性能均可满足建筑用聚氨酯板材和供热管道的指标要求。生产大尺寸聚氨酯板材和两步法预制保温管道，泡沫的生长流动距离较长，要求发泡体系必须有良好的流动性，才能满足生产工艺的需要。本文在全水料基本配方的基础上，着重对体系的流动性进行了深入探讨。 1 全水发泡体系配方和流动性试验 1.1 全水发泡体系配方 我们知道，泡沫塑料的性能主要取决于发泡料，而决定全水发泡料性能的主要因素有聚醚多元醇、泡沫稳定剂、催化剂及异氰酸酯等。针对全水发泡的特点，经过分析和实验筛选，确定了合适的催化体系和泡沫稳定剂，泡沫稳定剂采用了德固萨（Degussa）公司Tegostab B8433型号表面活性剂。 作者认为，聚醚多元醇是影响水发泡泡沫性能(包括流动性)的主要因素。本文通过研究不同聚醚多元醇对流动性的影响，试图得出可用于生产实际的水发泡体系。 实验采用的基本配方如下：  复合聚醚多元醇（g） 100 B8433（g） 2 催化剂（g） 0.6～1.0 水（g） 3 异氰酸酯指数 1.05～1.10 配方工艺参数如下：  料温 18℃ 乳白时间 24～30 s 纤维（拉丝）时间 100～120 s 不粘时间 200～240 s 自由发泡密度 28～32 kg/m3 复合聚醚多元醇是指由几种单体聚醚多元醇按一定比例组成的混合物。实验中所用单体聚醚多元醇均为国产，其中有粘度很小、羟值较低的聚醚多元醇品种，可以有效地降低料液粘度；还含有能提高泡沫强度和改善其他性能的聚醚多元醇。通过对聚醚多元醇种类和比例的改变调整，达到对泡沫性能的合理搭配。本文准备对实验过程中的A、B、C、D四个全水发泡体系的流动性进行研究分析。四个发泡体系中，泡沫稳定剂、催化剂及发泡剂等均不变（见基本配方），不同之处在于分别采用了A、B、C三种复配聚醚多元醇和一种某厂家推荐的全水聚醚多元醇D。四个体系的粘度均小于700mPa·s，所得泡沫密度为60 kg/m3时，压缩强度均大于0.3 MPa，导热系数小于0.026 W/(m·K)。 为了分析比较体系的流动性，特设计了一个含CFC-11体系进行比较，其配方及参数如下： 配方（质量份）： 聚醚4110 70 聚醚635 30 泡沫稳定剂 2 三乙烯二胺 0.7 二甲基环己胺 0.4 水 1.0 CFC-11 17 发泡工艺参数： 料温 18℃ 乳白时间 22 s 纤维时间 121 s 自由发泡密度 30.5 kg/m3 1.2 流动性试验 采用塑料软管流动性试验方法对配方体系的流动性进行研究比较。实验方法如下： 截取周长162（81×2）mm，厚0 .08mm，周长误差