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怎樣選用聚氨酯膠用的催化劑

日期:2021-09-15 來源:上海威固化工制品有限公司 瀏覽次數(shù):次

聚氨酯膠粘劑催化劑是加速聚氨酯反應的助劑。在聚氨酯及其原料的合成中,常用的催化劑有兩種,即叔胺催化劑和有機金屬化合物。叔胺和有機金屬化合物有很多種??紤]到聚氨酯實際生產(chǎn)過程中的各種因素,目前工廠常用的催化劑只有20多種。

聚氨酯催化劑種類繁多,具有不同的催化活性和功能。在聚氨酯產(chǎn)品的生產(chǎn)中,必須根據(jù)原料和生產(chǎn)方法的不同以及用途和性能要求,合理選擇催化劑。以下是作者為大家做的簡要總結(jié),僅供參考。在聚氨酯的實際生產(chǎn)過程中,需要根據(jù)其不同的加工條件和性能要求反復進行實驗,根據(jù)實驗現(xiàn)象和結(jié)論做出合適的催化劑選擇。

一、聚氨酯軟質(zhì)塊狀泡沫體

三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺和雙二甲氨基乙基醚通常用于生產(chǎn)聚氨酯軟塊泡沫。推薦用量為0.1-0.3基于100質(zhì)量份多元醇,下同,每種催化劑可以獨立使用。但作者經(jīng)過多次實驗得出以下結(jié)論:如果將兩種或兩種以上的催化劑混合使用,催化效果會更好。

通常用于生產(chǎn)聚氨酯軟質(zhì)塊狀泡沫的有機錫催化劑包括辛酸亞錫和二硅酸二丁基錫。這種催化劑須溶解在一些增塑劑如鄰苯二甲酸二辛酯等中才能使用。它們能有效加速泡沫的凝膠,這類催化劑的用量應控制在下限,否則會因泡沫快速凝膠而出現(xiàn)收縮、開裂的現(xiàn)象。

對于聚酯型聚氨酯軟質(zhì)泡沫體的生產(chǎn),通常使用的催化劑有N-乙基嗎啡啉、N,N’-二甲基哌嗪、N-甲氧基嗎啉及其混合物,推薦用量范圍為1%~2%。有時也使用N,N-二甲基十六烷基胺以及N-椰子嗎啉等,推薦用量分別為0.1%~0.3%0.5%~1.2%。

二、高回彈模塑泡沫體

高回彈模塑泡沫制品具有冷固化和模內(nèi)高回彈的特點,因此要求原料具有較高的反應性,同時混合漿料在模腔內(nèi)要有良好的流動性,即泡沫的發(fā)泡和乳白色時間要長,凝膠固化時間要短。催化劑的選擇也必須滿足具體工藝的需要。為此,作者推薦使用延遲催化劑。

目前,在這類高回彈模塑泡沫體的生產(chǎn)中經(jīng)常選用的催化劑有三亞乙基二胺、雙(二甲基氨基乙基)醚、N,N’-二甲基哌嗪以及二嗎啉乙基醚等。其中,二嗎啉乙基醚在高溫下具有很高的活性,并且具有一定的延遲催化作用,能較好的改善混合物料在模腔中的流動性。

為提高高回彈模塑泡沫制品生產(chǎn)的模具利用率,可使用0.01~0.03的二烷基錫硫醇鹽作為催化劑。在塊狀高回彈泡沫體的生產(chǎn)中,也可以使用二丁基錫二月桂酸酯作為催化劑。

三、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料

生產(chǎn)聚氨酯硬泡所用的反應原料一般粘度較高,流動性較差,不利于大夾芯板、冰箱外殼保溫層等產(chǎn)品的灌注。因此,正確選擇催化劑的種類和用量尤為重要。常用的催化劑有N,N-二甲基環(huán)己胺、二甲基乙二醇胺、三乙烯二胺等。每種催化劑可以單獨使用,也可以與其他催化劑聯(lián)合使用,推薦用量為0.1~1.0。

對于聚氨酯硬泡的噴涂施工,特別是冬季在室外、管道、基底表面溫度較低的環(huán)境進行保溫層的噴涂施工,除了適當增加常用催化劑用量或適當提高原料溫度等措施外,還可以選擇二丁基錫二月桂酸酯作為催化劑,催化劑用量可以適當增加到0.1~0.3左右。

四、包裝用聚氨酯泡沫體

用于包裝的聚氨酯泡沫多為密度低于8kg/m3的低密度泡沫,常用的催化劑為含羥基的催化劑,如二甲基乙醇胺等。用量為0.3~0.5。這類催化劑的羥基可與異氰酸酯反應,進入聚氨酯的分子結(jié)構(gòu),可有效降低催化劑的殘留氣味。

五、異氰尿酸酯泡沫體

異氰尿酸酯泡沫體是充分利用異氰酸酯本身產(chǎn)生三聚化反應而生成的泡沫體。因此,異氰尿酸酯泡沫體與普通聚氨酯泡沫在結(jié)構(gòu)、性能和設備上均有較大的區(qū)別,當然,其對催化劑的選擇也比較特殊。在一般情況下,可使用胺類、有機金屬鹽以及羧酸季銨鹽等三聚化催化劑,常用的三聚化催化劑有2,4,6,-三(N,N-二甲基甲氨基)苯酚以及1,3,5,-三(N,N-二甲基-3-氨基丙基)對稱六氫三嗪等。由于純粹的異氰尿酸酯泡沫體較脆,實用性差,故通常都用聚醇對其進行改性,其中氨基甲酸酯和異氰尿酸酯的反應速度有較大差異,若使用普通聚氨酯催化劑來平衡它們的反應速度則相對較難,因此,在制備異氰尿酸酯泡沫體時,通常多選用有機金屬羧酸鹽和胺類催化劑予以調(diào)節(jié),常用的有機金屬羧酸鹽有辛酸鉀、醋酸鉀等;羧酸季銨鹽除具備三聚化催化作用外,還具有一定的延遲催化功效。

六、RIM微孔彈性泡沫體

反應注射模制RIM泡沫是一種快速發(fā)展的聚氨酯產(chǎn)品生產(chǎn)技術,生產(chǎn)效率高,適應復雜的汽車零部件。反應物高壓下混合,然后注入封閉的大型復雜模具中,然后快速成型和脫模。這一過程要求混合材料須具有優(yōu)異的流動性,并能以快速固化。因此,成功實施該生產(chǎn)工藝的關鍵是正確選擇催化劑的類型和用量。根據(jù)該生產(chǎn)工藝的要求,有機錫-叔胺復合催化體系在歐洲得到廣泛應用,如三亞乙基二胺和二月桂酸二丁基錫的復合催化體系等。該復合催化體系的一般用量為0.1~0.50.015~0.05。烷基硫酸錫常被用作有機錫催化劑,因為它具有良好的延遲催化效果,有利于混合物料在復雜型腔中的流動。

聚氨酯膠粘劑催化劑的選擇到此就結(jié)束了。在工廠的實際生產(chǎn)過程中,須根據(jù)不同的加工條件和用戶要求提前進行小批量生產(chǎn),對生產(chǎn)結(jié)果進行合理分析后,才能選擇合適的催化劑投入批量生產(chǎn)。