對冰箱用環(huán)戊烷聚氨酯硬泡中催化劑的功能相關(guān)思考

翟厚凱

摘要：環(huán)戊烷的工藝性能非常優(yōu)秀，其熱導(dǎo)系數(shù)非常低，成本價(jià)格也非常低，在聚氨酯硬泡方面經(jīng)常被用作代替CFG-11的發(fā)泡劑。當(dāng)前這種技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟，而且在冰箱方面被大規(guī)模、大范圍的使用。最近幾年來，化工研究部門對氯氟烴的替代工作，特別是環(huán)戊烷硬泡體系進(jìn)行了非常詳細(xì)的研究，所生產(chǎn)的環(huán)戊烷質(zhì)量非常高，就拿發(fā)泡能力和工藝技術(shù)來說，處于世界先進(jìn)水平。原因就是用了最新的發(fā)泡體系，因此本文就對冰箱環(huán)戊烷組合中的聚醚催化劑進(jìn)行研究分析，以供相關(guān)從業(yè)人員參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：冰箱泡沫;環(huán)戊烷;聚氨酯;催化劑;功能研究

1環(huán)戊烷發(fā)泡體系中催化劑的作用

環(huán)戊烷發(fā)泡體系和其他的發(fā)泡體系相比較，在發(fā)泡行為上就有很大的區(qū)別，而且泡沫的性能非常低。比如，熱導(dǎo)系數(shù)非常大、質(zhì)量穩(wěn)定性低，這就需要增加泡沫密度解決這些問題。環(huán)戊烷的沸點(diǎn)是非常高的，因此發(fā)泡的速度就要非?？?，這就要求發(fā)泡原料必須具有很強(qiáng)的流動(dòng)性。所以，在對基礎(chǔ)的配料進(jìn)行研究的時(shí)候，除了選擇活性較高的、流動(dòng)性較強(qiáng)以及適合這種發(fā)泡體系的泡沫穩(wěn)定劑之外，還需要選擇適合的催化系統(tǒng)。在保證發(fā)泡物料的較快乳白的時(shí)候，還要對凝膠的時(shí)間進(jìn)行延長，延長乳白時(shí)間的間隔，這樣就可以提升發(fā)泡材料在冰箱內(nèi)的流動(dòng)性。如果一旦出現(xiàn)凝膠的現(xiàn)象，發(fā)泡材料的粘度就會(huì)迅速增加，相應(yīng)的流動(dòng)的阻力和摩擦力就會(huì)增加，泡沫的質(zhì)量和強(qiáng)度就會(huì)降低，熱導(dǎo)系數(shù)也會(huì)相應(yīng)的增加。另外，盡量的減小脫粘時(shí)間和凝膠時(shí)間，避免出現(xiàn)脫膠時(shí)間過長的現(xiàn)象，減少凝固時(shí)間，減少脫模時(shí)間。

2環(huán)戊烷發(fā)泡體系中不同催化劑的性能闡述

2.1聚氛醋硬泡中常用的催化劑

在下面的表1中列舉出了聚氨酯硬泡中比較常用的幾種催化劑。其中A-33是一種凝膠能力非常強(qiáng)的催化劑，但是泡沫的流動(dòng)比較差，泡沫的密度分布布局均勻;A-1，Am-1屬于發(fā)泡能力非常強(qiáng)的催化劑，可以提升發(fā)泡的流動(dòng)性，但是熱導(dǎo)系數(shù)較高;DMCHA和LM-B可以很好的對發(fā)泡反應(yīng)和凝膠作用進(jìn)行調(diào)整，但是DMCHA發(fā)泡速度對溫度的改變太敏感，對環(huán)境的要求比較高，LM-n非常容易使泡沫出現(xiàn)空洞的現(xiàn)象，對泡沫和其他物體的粘連性有很大的影響。

2.2發(fā)泡過程與流動(dòng)性及催化劑的應(yīng)用

聚氨酯發(fā)泡是一個(gè)非常復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程，該反應(yīng)主要分為發(fā)泡反應(yīng)和凝膠反應(yīng)兩個(gè)部分，環(huán)戊烷發(fā)泡體系也是同樣的反應(yīng)過程。在發(fā)泡體系進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的時(shí)候，發(fā)泡初期的化學(xué)反應(yīng)非常明顯，原因就是其分子的特殊性，粘度比較小，泡沫的流動(dòng)性較好。如果出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，大分子就會(huì)進(jìn)行交聯(lián)，這時(shí)候發(fā)泡物料的粘度就會(huì)急劇增加，發(fā)泡的流動(dòng)性就會(huì)降低。如果反應(yīng)初期釋放的熱量比較大，發(fā)泡的氣化速度就會(huì)加快，泡沫出現(xiàn)的速度就會(huì)非常快，可以在出現(xiàn)凝膠之前完成相應(yīng)的操作，這樣發(fā)泡的流動(dòng)性就非常優(yōu)秀，泡體的質(zhì)量分布就比較均勻。相反，如果反應(yīng)初期所釋放的熱量比較少，發(fā)泡的氣化速度就會(huì)減慢，泡沫出現(xiàn)的就比較慢，當(dāng)出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象的時(shí)候泡沫的濃度沒有達(dá)到相應(yīng)的要求，很多的發(fā)泡在出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象之后還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行發(fā)泡，這樣發(fā)泡的流動(dòng)性就比較差。在環(huán)戊烷發(fā)泡體制中，由于環(huán)戊烷的特殊性質(zhì)，它和其他材料的兼容性比較差，為了提升泡沫的密度，滿足冰箱使用的要求，需要加入很多的水，這樣通過水和異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)就可以產(chǎn)生CO2進(jìn)而彌補(bǔ)發(fā)泡劑存在的缺點(diǎn)。為了使發(fā)泡反應(yīng)和凝膠反應(yīng)達(dá)到一個(gè)均勻平衡的效果，可以加入合適的凝膠催化劑，這樣不僅可以保證體系具有很好的流動(dòng)性，而且密度分布非常均勻，而且還可以促使泡沫出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，提升泡沫固化的速度，這樣的出來的泡沫質(zhì)量非常高、在環(huán)戊烷泡沫中，由于環(huán)戊烷的冷凝原因，造成泡沫內(nèi)部出現(xiàn)負(fù)壓，泡沫就會(huì)出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象，對于這種情況，可以添加合適的三聚催化劑，例如PG41，DMCHA等[1]。

2.3脫模性與后固化催化劑的應(yīng)用

在冰箱泡沫中脫模性也是一個(gè)非常重要的參考標(biāo)準(zhǔn)，催化劑和固化時(shí)間如表2所示。冰箱的泡沫的脫模性除了受到制造工藝和聚醚多元醇、異氰酸醋的影響除外，在化學(xué)反應(yīng)中的催化劑也是非常重要的影響因素。催化劑對于發(fā)泡反應(yīng)來說有著舉足輕重的作用，原因就是泡沫在進(jìn)行脫模之前需要完全固化，如果沒有脫模之前沒有進(jìn)行固化就會(huì)出現(xiàn)泡沫變形的現(xiàn)象。如果固化時(shí)間過長就會(huì)出現(xiàn)加長制作時(shí)間，所以，對于這種情況就可以加入適當(dāng)?shù)臒峄鸹呋瘎@種催化劑在泡沫溫度較高的時(shí)候可以更快的促進(jìn)反應(yīng)速度，提升反應(yīng)效率，這樣泡沫的固化時(shí)間就會(huì)加快[2]。

結(jié)束語

環(huán)戊烷聚氨酯硬泡體系是當(dāng)前最新的一種發(fā)泡體系，在該體系中催化劑的選擇是非常重要的一點(diǎn)，如果要想得到較好工藝和高質(zhì)量的泡沫體，除了從泡沫原材料方面進(jìn)行入手之外，還需要選擇合適的催化劑。不同的催化劑有著不同的優(yōu)勢，結(jié)合實(shí)際的情況合理的選擇合適的催化劑。

參考文獻(xiàn)

[1]劉訪藝，李曉明，劉麗偉，林豪杰.Foamat泡沫起升儀在聚氨酯硬泡催化劑測試中的應(yīng)用[J].聚氨酯工業(yè)，2019，34（04）：28-30.

[2]袁偉，李同續(xù).淺談冰箱用環(huán)戊烷聚氨酯硬泡中催化劑的功能[J].化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料，2000（05）：23-24.

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