新一代海綿增硬劑

在聚氨酯塊海綿的生產(chǎn)中，調(diào)整海綿硬度一直是一個(gè)比較困難的問(wèn)題。海綿硬度可以通過(guò)不同的方法調(diào)整。通常，降低海綿的硬度，即軟化海綿，不會(huì)對(duì)海綿的其他性質(zhì)產(chǎn)生太大的變化，但是不可能增加海綿的硬度而不會(huì)對(duì)海綿的其他性能產(chǎn)生不良影響。

有多種方法可以提高海綿硬度。首先想到的是通過(guò)增加海綿的密度來(lái)增加海綿的硬度，海綿密度每增加1kg/m3硬度可增加約1.0kPa（CLD 40％），但這會(huì)增加成本；使用填充材料（CaCO₃和BaSO₄）也可以增加硬度，但是這種方法不是永久性的，并且會(huì)降低海綿的物理性質(zhì)；還有一種常見(jiàn)的方法是加聚合物多元醇，用這種方法可以提高硬度，但海綿的成本會(huì)大大增加；一種方法是加強(qiáng)海綿的三維結(jié)構(gòu)，即增加交聯(lián)的數(shù)量，可以通過(guò)增加TDI指數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而，當(dāng)以這種法會(huì)使海綿的泡孔結(jié)構(gòu)改變，透氣性降低，閉孔的數(shù)量增加。此外，隨著反應(yīng)溫度的升高，塊體內(nèi)發(fā)黃或甚至發(fā)火的風(fēng)險(xiǎn)增加；另一種方法是加速膠凝反應(yīng)，即增加錫催化劑。該方法也會(huì)使海綿的泡孔結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，透氣性降低。

新典化學(xué)根據(jù)行業(yè)需求，對(duì)海綿的硬度機(jī)理進(jìn)行了長(zhǎng)期研究。作為這些研究的結(jié)果，新開(kāi)發(fā)的海綿專(zhuān)用增硬添加劑系列以滿足客戶的需求。下表為新典化學(xué)該系列產(chǎn)品列表：

以NT H18為例，具體實(shí)驗(yàn)說(shuō)明其性能效果。

與市場(chǎng)上的其他硬化添加劑不同，NT H18可顯著提高硬度，同時(shí)不影響泡沫的孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)NT H18添加到配方中時(shí)，沒(méi)有必要改變TDI或錫的量來(lái)維持開(kāi)孔結(jié)構(gòu)。使用量為1至5pphp，取決于所需的硬度增加。取決于泡沫密度，配方和生產(chǎn)參數(shù)，可以在不顯著改變孔結(jié)構(gòu)的情況下提高35％的硬度。

表一：實(shí)驗(yàn)箱泡密度為16kg/m3海綿一般的配方如下：

如圖1所示，在參考配方實(shí)驗(yàn)室條件下，密度為16kg/m3海綿中添加3pphp和5pphp 的NT H18，其硬度增加達(dá)到25％和35％。

圖1：添加3pphp和5pphp 的NT H18海綿的硬度變化曲線

NT H18不僅可用于增加硬度，還可用于減少配方中TDI，聚合多元醇或錫的含量，同時(shí)保持海綿硬度。因此，如果需要，它可用于降低成本，并促進(jìn)工藝條件（反應(yīng)溫度）。如表2所示，在參考配方實(shí)驗(yàn)室條件下，密度為21kg/m3海綿中添加3pphp的NT H18，將TDI指數(shù)從105降低到100，硬度保持幾乎恒定，并且可顯著改善海綿黃化問(wèn)題，如圖二所示。

表二：實(shí)驗(yàn)箱泡密度為21kg/m3海綿一般的配方如下：

圖二：實(shí)驗(yàn)所得海綿的黃化結(jié)果對(duì)比

總結(jié)：綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出NT H18可明顯改善海綿的硬度而對(duì)海綿自身的其他物理性能基本不影響，且在一定程度上能改善海綿的黃化問(wèn)題。