交联剂对低密度聚氨酯高回弹泡沫的影响

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1、中国聚氨酯工业协会第十七次年会论文集·249·交联剂对低密度聚氨酯高回弹泡沫的影响张　莉　赵修文　张利国　李　博　张　涛（国家反应注射成型工程技术研究中心，河南洛阳　471000）3摘　要：采用不同交联剂制成了低密度聚氨酯高回弹泡沫，其芯密度为32kg/m。分别考察了交联剂对泡沫工艺性的影响，对泡沫拉伸强度、撕裂强度、回弹率等性能的影响，以及对泡沫动态耐疲劳性能的影响。结果表明，采用1.5%（100g聚醚多元醇）自制交联剂K制成的泡沫，其工艺性与三乙醇胺相近，泡沫的伸长率和撕裂强度分别可达到102.4

2、%和249N/m，泡沫的动态耐疲劳性能较好，40%压陷硬度损失率为11.3%。关键词：聚氨酯高回弹泡沫，低密度，交联剂1　前言：聚氨酯泡沫自上个世纪50年代工业化以来，逐步快速发展，被广泛应用到诸多领域，尤其是在汽车工业领域。因聚氨酯高回弹泡沫（PUHRFoam）具有较高的回弹性和舒适性，被大量用于生产制作汽车座椅，为乘客提供舒适的感受、减少乘车疲劳。近年来，由于汽车轻量化的发展趋势和汽车主机厂降低生产成本的需求，汽车座椅生产商纷纷提[1,2]出降低高回弹泡沫密度的要求。本实验针对以上问题开发了一种交

3、联剂K，用于制备低密度高回弹泡沫，可使泡沫具有较好的伸长率和撕裂强度，避免了泡沫因降低密度而造成的性能损失。2　实验部分:2.1　原料聚醚多元醇（GEP-330N，羟值35mgKOH/g），聚合物多元醇（GPOP-H45，羟值28mgKOH/g），上海高桥石化；硅酮泡沫稳定剂（L-5309），迈图；二乙醇胺（DEOA），三乙醇胺（TEOA），工业级，Huntsman公司；交联剂K，自制；一异丙醇胺，二异丙醇胺，工业级，南京红宝丽；三羟甲基丙烷（TMP），工业级，BASF公司；丙三醇，工业级；甲苯二异氰

4、酸酯（TDI-80），沧州大化；聚合MDI（PM-200），烟台万华；催化剂（806-C），自制。2.2　发泡配方及工艺制备泡沫的配方如表1所示，表中数量表示质量份。按配方将计量好的聚醚多元醇、聚合物多元醇、水、催化剂、交联剂、泡沫稳定剂等搅拌均匀即得A组分。将TDI-80和PM-200按7:3的质量比混合均匀，即得B组分。控制A、B组分的温度均为20～25℃，按100:40的质量比将A、B组分混合并迅速搅拌8～10s，倒入温度为60℃的模具（30*30*10cm）中，合模。·250·CPUIA　CO

5、NFERENCE　2014表1　实验发泡配方原料1234567GEP330N50GPOPH4550水4.3催化剂806-C0.8L-53090.5DEOA1.5——————TEOA—1.5—————交联剂K——1.5————一异丙醇胺———1.5———二异丙醇胺————1.5——三羟甲基丙烷—————1.5—丙三醇——————1.52.3　测试标准泡沫的拉伸强度和伸长率按GB/T6344-2008测试，泡沫的撕裂强度按GB/T10808-2006测试，泡沫的压陷硬度按GB/T10807-2006测试，

6、泡沫回弹率按GB/T6670-1997测试，泡沫的压缩永久变形按GB/T6669-2001测试，密度按标准GB/T6343-1995测试，泡沫动态耐疲劳实验按标准GB/T18941-2003测试。3　结果与讨论:3.1　交联剂对泡沫工艺性的影响交联剂的分子质量较小，并含有多个活性基团，活性基团同异氰酸酯发生反应，使得聚氨酯产生交联网络结构。由于交联剂分子链长度以及分子结构的不同，交联剂同异氰酸酯的反应活性也不同，从而对泡沫发泡和凝胶反应有不同的影响。为考察交联剂对泡沫工艺性的影响，按表1所列配方制成泡

7、沫，用泡沫曲线仪监测泡沫的反应过程，如图1所示。250200）150mm12高高（310045675050100150时时(s)图1　交联剂对泡沫工艺性的影响图1交联剂对泡沫工艺性的影响从图1曲线可看出，以二乙醇胺、一异丙醇胺以及二异丙醇胺为交联剂的泡沫，其初期发泡明显较从图1曲线可看出，以二乙醇胺、一异丙醇胺以及二异丙醇胺为交联剂的泡沫，其初期发泡明显较早，是因为这三种含有氨基，具有一定的辅助催化作用。三乙醇胺虽然含有早，是因为这三种含有氨基，具有一定的辅助催化作用。三乙醇胺虽然含有叔氨基团，但由于

8、空间位叔氨基团，但由于空间位阻的关系，辅助催化剂作用不及二乙醇胺等，因此泡沫的初期发阻的关系，辅助催化剂作用不及二乙醇胺等，因此泡沫的初期发泡过程比二乙醇胺的晚。自制交联剂K泡过程比二乙醇胺的晚。自制交联剂K的泡沫发泡工艺性与三乙醇胺较接近。由于三羟甲基丙烷和丙三醇都属于醇类，不含有氨基，因此泡沫的发泡时间最晚。由此可见，交联剂对泡沫工艺性的影响较大，交联剂的辅助催化作用强，不利于初期泡沫在模具中的流动，交联剂的活性过低，又不利于泡沫的熟化。因此，选择合