發(fā)泡劑用量對粘接性能影響

手工自由發(fā)泡，一般在環(huán)境溫度下，如25℃左右，把原料裝在塑料燒杯里，以1500~3000r／min轉(zhuǎn)速的攪拌機(jī)，攪拌8~10s，然后把料倒入模具內(nèi)發(fā)泡。高壓機(jī)械發(fā)泡時(shí)，貯罐內(nèi)原料溫度控制在20℃左右，誤差范圍為±1℃，模具為40℃左右，原料經(jīng)高壓撞擊式混合(壓力約為15MPa)后立即澆料，混合時(shí)間約為1s。采用同一原料，手工發(fā)泡與高壓機(jī)械發(fā)泡的反應(yīng)特性是有差異的。高壓機(jī)械發(fā)泡比手工發(fā)泡反應(yīng)時(shí)間有所縮短。一般來說，它們的差值為：乳白時(shí)間2~5s，纖維時(shí)間15~25s，不黏時(shí)間15~25s。

高壓發(fā)泡機(jī)儀表上所指示的料溫實(shí)際上是進(jìn)混合頭前的溫度，物料輸入混 合頭，經(jīng)高壓撞擊式混合，動能轉(zhuǎn)化為熱能。經(jīng)計(jì)算，料溫可上升約7℃。另外，高壓撞擊式混合效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過手工發(fā)泡中槳葉式攪拌的效果。物料分子間混合分散得好，則大大加快了反應(yīng)進(jìn)程。

對于HFC-245fa發(fā)泡體系來說，聚醚多元醇的選擇非常重要，聚醚多元醇的官能度、羥值及制備聚醚多元醇所用的起始劑種類對泡沫粘接性能都有直接的影響。一般來講，在一定的范圍內(nèi)，聚醚多元醇的官能度越小，羥值越低，所制得的泡沫粘接性越好，但壓縮強(qiáng)度等工藝性能相對越差。聚醚多元醇X，是采用高官能度脂肪族多元醇與芳香族多胺等為起始劑臺成的，羥值為420±20mgKOH／g。由于聚醚分子中具有苯環(huán)及鏈狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且有適宜的官能度f=4.0~5.0，所以聚醚多元醇X不僅能有效提高泡沫的粘接強(qiáng)度，而且具有良好的工藝性能。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在泡沫自由發(fā)泡芯密度保持不變的情況下，無論是HFC-245fa的用量過高，水份用量較少；還是H2O 的用量過高而HFC-245fa的用量過低 泡沫的表皮都會出現(xiàn)易酥脆性。這是因?yàn)?如果245fa用量過高，隨著它的氣化大量的反應(yīng)熱將被帶走，泡沫的固化將不充分。而水份過多時(shí)，水與異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生的脲基甲酸酯結(jié)構(gòu)就會增多，而脲基甲酸酯的大量形成將導(dǎo)致泡沫表皮的酥脆。經(jīng)過多次的反復(fù)試驗(yàn)，我們將兩種發(fā)泡劑的用量控制在一個(gè)適宜的比例范圍內(nèi)，泡沫表皮酥脆性明顯改善，粘接性能太為提高。在這個(gè)比例范圍內(nèi)，水份與異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生的脲基甲酸酯量被控制在適宜的范圍內(nèi)，而反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，又彌補(bǔ)了因HFC 245fa氣化造成的熱量不足問題。

對于HFC-245fa發(fā)泡體系，改善泡沫表皮酥脆性，提高粘接性能，交聯(lián)劑的選擇也十分重要。用高官能度聚醚作交聯(lián)劑，雖生產(chǎn)工藝能滿足要求，但泡沫表皮酥脆 粘接強(qiáng)度低。采用低官能度聚醚作交聯(lián)劑，雖表皮酥脆性有改善，粘接強(qiáng)度有提高，但壓縮強(qiáng)度偏低，生產(chǎn)工藝不能滿足冰箱實(shí)際生產(chǎn)要求。

在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，有些HFC-245fa泡沫雖剛發(fā)泡時(shí)表皮酥脆，但這種現(xiàn)象過24h后會消失。這是由于剛反應(yīng)時(shí)，泡沫中自由異氰酸酯組份的數(shù)量較高，隨著時(shí)問的推移，泡沫中自由異氰酸酯組份逐漸減少，表面酥脆性現(xiàn)象將會消失。催化劑的選擇原則是保持發(fā)泡反應(yīng)與凝膠反應(yīng)的平衡。同時(shí)還要促進(jìn)泡沫的后固化的反應(yīng) 減少反應(yīng)初期泡沫中自由異氰酸酯組份的含量，從而達(dá)到改善泡沫表面酥脆性，提高泡沫粘接性能的目的。采用復(fù)配催化劑，是由有機(jī)金屬鹽與六氫化三嗪及二甲基環(huán)己胺按比例復(fù)配而成。在反應(yīng)的初期，它能有效抑制發(fā)泡反應(yīng)的進(jìn)行，在反應(yīng)中期，它能保持發(fā)泡反應(yīng)與凝膠反應(yīng)的平衡，在反應(yīng)的后期能有效地促進(jìn)聚醚多元醇與異氰酸酯的反應(yīng)及異氰酸酯自身的三聚化反應(yīng)，從而達(dá)到促進(jìn)泡沫后固化反應(yīng)減少自由異氰酸酯組份含量的目的。