怎样合理选用聚氨酯用催化剂?

时间:2018-08-29 / 分类:产品新闻 / 评论:评论关闭 / 浏览:

聚氨酯催化剂是一种加速聚氨酯反应进行的助剂。在聚氨酯及其原料的合成过程中,常用的催化剂主要有两大类,即叔胺催化剂和有机金属化合物这两类。叔胺和有机金属化合物的品种非常多,综合考虑聚氨酯实际生产过程中的各种因素,工厂中最常用的催化剂仅有二十多种。

聚氨酯催化剂的品种很多,其催化活性大小不一,作用功效不同。在聚氨酯制品的生产中,必须根据原料品种、生产方式、产品用途以及性能要求的不同对催化剂进行合理的选择。下面是洛阳天江化工新材料有限公司对一些常用聚氨酯催化剂做出的简单汇总,仅供参考。在聚氨酯的实际生产过程中,还需依据各自不同的加工条件以及性能要求,反复进行实验并根据实验现象以及得出的结论对催化剂做出最合适的选择。

一、聚氨酯软质块状泡沫体

生产聚氨酯软质块状泡沫体通常使用的叔胺类催化剂有三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺以及双(二甲基氨基乙基)醚等,推荐用量为0.1-0.3(以100质量份的多元醇为基础,下同),每种催化剂均可单独进行使用,但洛阳天江化工新材料有限公司的专家经多次实验得出以下结论:若将两种及以上催化剂混合使用,则催化效果更佳。

生产聚氨酯软质块状泡沫体通常使用的有机锡类催化剂有辛酸亚锡和二丁基锡二月硅酸酯。这一类催化剂必须溶于一些增塑剂(如邻苯二甲酸二辛酯等)中之后才能使用。它们可以有效地加速泡沫体的凝胶,但洛阳天江化工的专家提醒,该类催化剂的用量应控制在下限为宜,否则会因泡沫体凝胶过快而产生收缩、开裂等现象。

对于聚酯型聚氨酯软质泡沫体的生产,通常使用的催化剂有N-乙基吗啡啉、N,N’-二甲基哌嗪、N-甲氧基吗啉及其混合物,推荐用量范围为1%-2%。有时也使用N,N-二甲基十六烷基胺以及N-椰子吗啉等,推荐用量分别为0.1%-0.3%和0.5%-1.2%。

二、高回弹模塑泡沫体

高回弹模塑泡沫制品具有在模具中冷熟化成型和高回弹性能的特点,故要求其原料必须具有较高的反应活性,同时要保证混合浆料在模腔中具有良好的流动性,即泡沫体的发泡及乳白时间要长,熟化凝胶时间要短。对催化剂的选择也必须满足该特定工艺的需要。为此,洛阳天江化工新材料有限公司推荐选择使用延迟性催化剂为宜。

目前,在这类高回弹模塑泡沫体的生产中经常选用的催化剂有三亚乙基二胺、双(二甲基氨基乙基)醚、N,N’-二甲基哌嗪以及二吗啉乙基醚等。其中,二吗啉乙基醚在高温下具有很高的活性,并且具有一定的延迟催化作用,能较好的改善混合物料在模腔中的流动性。

为提高高回弹模塑泡沫制品生产的模具利用率,可使用0.01-0.03的二烷基锡硫醇盐作为催化剂。在块状高回弹泡沫体的生产中,也可以使用二丁基锡二月桂酸酯作为催化剂。

三、聚氨酯硬质泡沫塑料

用以生产聚氨酯硬质泡沫塑料的反应原料的粘度普遍较高,流动性较差,不利于大型夹芯板材、冰箱壳体保温层等制品的灌注。因此,正确选择催化剂的种类和配合量尤为重要,常用的催化剂有N,N-二甲基环己胺、二甲基乙二醇胺以及三亚乙基二胺等,每种催化剂均可单独使用,也可与其它催化剂配合使用,推荐用量为0.1-1.0。

对于聚氨酯硬泡的喷涂施工,尤其是在气温较低的冬季户外、基材表面温度较低的罐体、管道等实施保温层喷涂施工中,除适当加大常用催化剂的用量或适当提高原料温度等措施外,还可以选择二丁基锡二月桂酸酯作为催化剂,催化剂的用量可适当加大到0.1-0.3左右。

四、包装用聚氨酯泡沫体

包装用聚氨酯泡沫多为密度在8kg/m3以下的低密度泡沫体,常用的催化剂为含有一个羟基基团的催化剂,如二甲基乙醇胺等,用量为0.3-0.5。该类催化剂的羟基能和异氰酸酯发生反应而进入聚氨酯分子结构中,可以有效地降低催化剂残留的臭味。

五、异氰尿酸酯泡沫体

异氰尿酸酯泡沫体是充分利用异氰酸酯本身产生三聚化反应而生成的泡沫体。因此,异氰尿酸酯泡沫体与普通聚氨酯泡沫在结构、性能和设备上均有较大的区别,当然,其对催化剂的选择也比较特殊。在一般情况下,可使用胺类、有机金属盐以及羧酸季铵盐等三聚化催化剂,常用的三聚化催化剂有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)对称六氢三嗪等。由于纯粹的异氰尿酸酯泡沫体较脆,实用性差,故通常都用聚醇对其进行改性,其中氨基甲酸酯和异氰尿酸酯的反应速度有较大差异,若使用普通聚氨酯催化剂来平衡它们的反应速度则相对较难,因此,在制备异氰尿酸酯泡沫体时,通常多选用有机金属羧酸盐和胺类催化剂予以调节,常用的有机金属羧酸盐有辛酸钾、醋酸钾等;羧酸季铵盐除具备三聚化催化作用外,还具有一定的延迟催化功效。

六、RIM微孔弹性泡沫体

反应注射模制(RIM)泡沫是适应汽车复杂配件而快速发展起来的具有高生产效率的聚氨酯制品生产工艺技术。反应物以高压混合后注入密闭的大型、复杂的模具模腔中,快速成型并脱模。该工艺要求混合物料必须具备优良的流动性并且能够以极快的速度发生固化,因此,正确选用催化剂的品种和用量将是顺利实施该种生产工艺的关键。针对这一生产工艺的要求,欧洲普遍使用的是有机锡-叔胺复合催化体系,例如三亚乙基二胺和二丁基锡二月桂酸酯的复合催化体系等,该种复合催化体系一般用量为0.1-0.5和0.015-0.05。有机锡催化剂还常使用二烷基锡硫酸盐,因为它具有很好的延迟催化作用,有利于混合物料在复杂模腔中的流动。

对聚氨酯催化剂的选用就简单讲到这里,在工厂的实际生产操作过程中,必须根据不同的加工条件以及用户要求,事先进行小批量生产,对生产结果做出合理分析后才能选出最为合适的催化剂投入大批量的生产中。



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