改性mdi在自结皮中的应用

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1、氨酯改性MDI在自结皮中的应用赵祥成赵怡于辰龙陈殿成董京荣（北京科聚化工新材料有限公司北京102200）摘要：介绍自结皮生产中常使用的异氰酸酯的种类，比较各异氰酸酯对物料流动性的影响，对比各异氰酸酯对制品物性的影响，并基于北京科聚改性MDIWannate8629开发出全水自结皮体系，列举了各发泡体系的制品性能。关键词：异氰酸酯、改性MDI、全水自结皮1前言聚氨酯自结皮泡沫（self-skinningfoam）又称为整皮泡沫（integralskinfoam，简称ISF泡沫体），它是由英国壳牌化学公司首先研制成功[1]。它不用其他塑料做表面材料，依靠发泡组分在发

2、泡成形时，一次性形成坚韧、致密并富弹性的表皮层和手感柔软的泡沫芯为一体的整体材料。具有弹性好、抗冲击、耐磨损等优点。自结皮泡沫通常使用两组分，多元醇、交联剂、催化剂、发泡剂、乳化剂、色浆，有时还有阻燃剂等的混合物构成自结皮泡沫体系的A组分。B组分为异氰酸酯组分，主要有液化MDI、粗MDI以及氨酯改性MDI或是它们之间的共混物。氨酯改性MDI具有优良的流动性，制品具有优良的力学性能，并赋予制品舒适的手感。对于浅色、耐光软质自结皮泡沫则必须使用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），但要特殊催化剂相结合。本文对改性MDI等异氰酸酯在自结皮配方中对流动性和制品性能进行了详细

3、对比，并开发出基于北京科聚改性MDIWannate8629的全水自结皮体系。2实验2.1原料及设备Wannate8629:NCO%：26.2；粘度（25℃）：250mPa.s北京科聚粗MDI:NCO%：31.4；粘度（25℃）：208mPa.s烟台万华液化MDI：NCO%：29.0；粘度（25℃）：40mPa.s烟台万华TEP330N：环氧乙烷封端，羟值33~37mgKOH/g天津石化三厂POP3630：聚合物多元醇：羟值25～29mgKOH/g高桥石化扩链剂扬子石化催化剂和泡沫稳定剂AirProduct发泡剂141B浙江三美化工2.2试验仪器20cm*20c

4、m*5cm铝制模具天津贝斯特PU机械厂高压发泡机意大利EuroPrinteK电子万能试验机深圳瑞格尔红外测温仪北京欧陆伟业科技发展公司邵氏硬度LX－A营口市材料试验机有限公司2.3自结皮泡沫的成皮机理聚氨酯自结皮泡沫的形成原理有多种说法，Whitman[1]提出，由于导热模具散失热量，使接近模具表面的发泡剂不能汽化发泡而形成表皮。Wirtz[2]提出，发泡粘度增大而使邻近模具表面的发泡剂保持液体状态，然后发泡剂从表皮区域逸散到泡沫芯中，因此形成无泡的边界区。Grieve[3]提出，泡沫材料作为绝热体，使中心物料发泡更加容易，另外由于模具过量充填产生内压，提高了

5、发泡剂的沸点，阻止了邻近模具表面发泡剂的汽化发泡。但最新的观点认为，物料注入模具后，靠近模具的物料首先发生发泡反应，这是因为模具的温度高于发泡剂的常压沸点和模具热量传递到原料上之故。随着放热反应的发生，当邻近模壁物料温度高于模具温度时，热量则从发泡材料反而传给模具。在模具过量充填的情况下，由于发泡材料平均温度的升高和发泡剂的继续蒸发，致使模内压力升高，从而使发泡剂冷凝温度提高。其数值符合下式：Tc=Tb+83.3lnP式中：Tc为凝聚温度，℉Tb为常压沸点，℉P为压力对于大多数氟氯烃发泡剂，常数为83.3℉正是泡沫体到模具壁的温度梯度之影响（逐渐下降）和发泡剂

6、冷凝温度的提高，使产生了泡沫体的皮层。在泡沫体温度低于发泡剂冷凝温度的地方，发泡剂都将冷凝成液体，这种冷凝作用将一直进行到泡沫体固化为止。因此，自结皮泡沫的成皮机理是一种动力学过程，这涉及到发泡剂增加不能汽化而发生凝聚现象，发泡剂凝聚在模壁周围的发泡材料中，这样就形成了未发泡的坚固皮层。全水发泡自结皮体系的成皮比上述物理发泡体系的成皮机理更复杂。普遍认为是凝胶反应和发泡反应的初期竞争导致了全水发泡自结皮体系结皮。在反应初期，进行较强的凝胶反应（异氰酸根与扩链剂和聚醚多元醇含有的活泼氢反应）形成一定的交联网络，表皮温度较高易形成致密皮层，而且由于中期进行较强的发

7、泡反应（异氰酸根与水反应释放CO2），此时由于发泡体系中心温度比表皮高，具有更高的发泡速度，内压较大，使表皮泡孔受挤压变小，也有利于形成致密皮层。2.4发泡方法按照一定比例称取聚醚、交联剂、水、硅油、催化剂，记为A组分，搅拌均匀；改性MDI产品记为B组分。A、B料温控制在25±1℃，模温控制在40~45℃。将B料到入A料，高速搅拌6-7s，迅速倒入模具（20m×20m×5m）中，合模，3~5min后脱模。并观察乳白时间、凝胶时间、脱粘时间。样品在温度25℃、湿度50％下熟化72小时后按标准制样测试性能。按表1所示测试项目和测试标准测试制品物性。表1测试项目及采

8、用的标准物性单位采用的标准密度kg/m