聚氨酯硬质泡沫塑料化学反应平衡性复合叔胺催化剂的研制

　　青岛瑞诺化工有限公司 王哲 王志泉

　　西安机电研究所 刘少白

　　发表于2013年8月china pu《聚氨酯快讯》

　　摘要：叔胺类催化剂在聚氨酯化学反应过程中所起的左右是非常重要的，聚氨酯化学反应过程要经历发泡、链增长、凝胶等阶段，不同的催化剂对聚氨酯化学反应各历程催化效力也不一样，单靠一种催化剂是不能满足聚氨酯化学是不能满足实际的生产需要的，在经济上也是不合算的，因为不同类型的催化剂存在“协同增效作用”，所以选择一种能够满足聚氨酯化学反应的复合型催化剂在实际的工业生产中具有重大的现实意义。

　　关键词：聚氨酯、平衡性、复合催化剂、叔胺催化剂

　　1、 主要材料：聚醚多元醇4110(羟值425mgKOH/g,市售);有机硅氧烷泡沫匀泡剂AK158(南京德美世创有限公司);发泡剂HCFC-141b(淄博鲁轩化工有限公司);聚合MDI，PM-200(烟台万华聚氨酯有限公司);

　　2、 测试仪器：电子天平(600g，精度0.01g);JJ-1型电动搅拌器(金坛重大仪器厂);秒表(上海秒表厂);500ml烧杯1只;裁纸刀;

　　3、为减小计量误差，本实验将除催化剂之外的组合聚醚多元醇一次配好，催化剂作为变量按配方量依次加入，其基础配方如下：

　　聚醚NL4110：100

　　硅油 AK158：2.0

　　水 0.50

　　CAT：叔胺 1.50

　　发泡剂141b：36

　　4、 实验方法：取白料：催化剂比例=28:0.30对黑料PM-200=28.3g迅速搅拌10秒发泡;

　　秒表记录发泡时间，排水法测量样品密度，观察发泡流动性，外观，泡孔情况等;

　　5、 催化剂种类及序号：(表1)

        注*：C1，C2，C3为自制复合叔胺催化剂，其有效成分包含A-1，Am-1，DMEA,TEDA等有效成分，溶剂为一缩二乙二醇;A-33是以三乙烯二胺为主的催化剂;A1为双二甲氨基乙基醚，PC-5为二乙烯三胺;美国气体公司产催化剂PT-304、PC-8020为复合型叔胺催化剂;市售催化剂PC-3607亦为复配型。

　　6、 催化剂对聚氨酯硬质泡沫化学反应时间的影响：

　　表2：反应时间比较：(环境温度22℃料温20℃)

　　不同催化剂对聚氨酯硬质泡沫化学反应时间的影响是明显不同的，实验表明：A1(双二甲氨基乙基醚)、二乙烯三胺(PC-5)对聚氨酯初始反应有显著的催化作用(表现在发泡过程中起发时间短)，但对后期的凝胶熟化反应催化力较弱;而以三乙烯二胺为主的催化剂(A-33，CAT33)则不同，起发虽晚，凝胶却早，不利于泡沫的流动性;而复合型催化剂C1、C2、C3、Pc-8020、PT-304尽管活性不同，但都表现出二者的优点，起发少滞后，但拉丝时间均占发泡时间的70%左右，既有足够的发泡流动时间又能够在合适的时机凝胶，保证泡沫有足够的熟化强度。

　　7、 泡沫芯密度比较：(熟化72h)

　　上图1、泡孔情况比较图片

　　泡孔以细致、均匀为佳，反之则劣。

　　8、 泡沫泡孔情况及收缩情况比较(熟化72h)

　　说明：缩底是指发泡后，塑料杯中泡沫体的收缩情况，以收缩轻为佳;

　　内压是指泡沫熟化后，在切割泡沫体时，通过倾听泡沫破裂时的声音得到，以无爆破音或爆破音响动极小为优;

　　上图2、外观及流动性比较

　　说明：泡沫体形成后，观察蘑菇状泡沫体，以冠状直径大，塑料杯沿附近光滑为优。

　　上图3、缩底(底部拉伸泡沫收缩情况比较)

　　结论：1、自制复合催化剂C3，能够满足正常聚氨酯发泡使用，与美国气体公司的DABACO8020催化剂性能相当;

　　            2、以复合催化剂C3制得的泡沫体，泡孔洁白细致、收缩轻，能够制造性能优良的聚氨酯泡沫材料;