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硬質(zhì)聚氨酯HFO發(fā)泡體系胺類催化劑的選擇

硬質(zhì)聚氨酯HFO發(fā)泡體系胺類催化劑的選擇

SolsticeTM LBA(HFO-1233zd, 1-氯,3,3,3三氟丙烯)是霍尼韋爾首先推出的第 四代低全球變暖潛值(GWP)發(fā)泡劑,適用于家用電器、建筑保溫、冷鏈運輸和工業(yè)保溫等 領(lǐng)域聚氨酯隔熱材料的發(fā)泡,是CFC、HCFC、HFC和其它非氟碳發(fā)泡劑的最佳替代發(fā)泡劑。 適用于聚氨酯發(fā)泡行業(yè)的一種能夠同時滿足各種工藝及環(huán)保要求的新一代發(fā)泡劑,具有高效 節(jié)能、不燃、不含可揮發(fā)性有機物,低全球變暖潛值,安全環(huán)保等特點。經(jīng)過不斷的配方及 工藝參數(shù)的優(yōu)化后,以SolsticeTM LBA新一代高效節(jié)能環(huán)保發(fā)泡劑制得的聚氨酯泡沫和現(xiàn) 有發(fā)泡劑體系(245fa和環(huán)戊烷)相比具有更為優(yōu)異的導(dǎo)熱系數(shù)和整機能耗水平,分別比相 同型號的245fa以及環(huán)戊烷體系冰箱在導(dǎo)熱系數(shù)方面降低7% (和245fa體系相比)和12% (和環(huán)戊烷體系相比),并且在整機能耗方面降低了 3%(245fa)和7% (環(huán)戊烷)。

雖然LBA發(fā)泡劑有許多上述優(yōu)點,但在實際應(yīng)用時也面臨著一些問題,從我們催化劑的 角度主要問題是:含鹵素發(fā)泡劑的分解造成的催化劑失活,因此傳統(tǒng)的催化劑在LBA體系中 不適用,但全球變暖的事實讓我們不得不選擇LBA即ODP值為0;全球變暖潛值GWP小于5 的發(fā)泡劑,能同時滿足《蒙特利爾議定書》和《京都議定書》的環(huán)保要求,因此催化劑也只 能重新選擇適用于這類發(fā)泡劑的新型催化劑體系。

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下面展開具體案列分析,具體案例分析前對比較方法做如下說明:“穩(wěn)定性”是指含有 除異氰酸酯之外的可發(fā)泡組合物的所有組分的預(yù)混物在設(shè)定為50℃的烘箱中(在密封容器 中)熱老化2周后將具有足夠的活性。在老化過程中,氫氟烯烴(HFO)發(fā)泡劑可能會發(fā)生分 解,從而導(dǎo)致預(yù)混物失去活性。這種失活可以使用標準 FOMAT 設(shè)備來測量,并測量上升曲 線的泡沫速率,其中包括在聚合過程期間記錄高度與時間的關(guān)系以及泡沫上升速度與時間的 關(guān)系。測量失活的方法是通過監(jiān)測泡沫達到在老化過程中不同時間段達到的最大高度的80% 的時間(以秒為單位)的變化。然后可以通過記錄變化ATh老化-T初始來測量催化劑性能的改 進。例如,需要20秒才能達到最初制備時達到的最大高度的80%的制劑,在50° C儲存兩 周后可能會經(jīng)歷反應(yīng)性衰減,然后需要30秒才能達到最大高度的80%達到的高度(通過 FOMAT設(shè)備測量)。則AT將為10秒。因此,當比較催化劑組合物時,需要較小的AT 變化,因為這種較小的變化與老化過程中較低的活性損失相關(guān)。AT的較小變化意味著,例 如,合適的噴霧泡沫配方在老化后仍然可以產(chǎn)生泡沫,而不需要向預(yù)混物中添加額外的新鮮 催化劑以防止反應(yīng)混合物在應(yīng)用過程中流掛、滴落或塌陷。為了獲得穩(wěn)定的泡沫配方,優(yōu)選 反應(yīng)性的AT變化小于約7秒。更優(yōu)選反應(yīng)性的AT變化小于約5秒、小于約4秒并且在一 些情況下小于約3秒。

具體實施案列如下:將約100g上述預(yù)混物添加到塑料容器中封閉,并在密封容器中的 烘箱中在50℃下調(diào)節(jié)7或14天。使樣品在室溫下達到平衡,然后在由機械混合葉片以約 3000rpm提供的劇烈機械攪拌下與相應(yīng)量的異氰酸酯(通常為約25g多元醇預(yù)混物和25g異 氰酸酯)混合。在聲納檢測設(shè)備(FOMAT型號V3.5和FOMAT設(shè)備附帶的標準軟件)下測 量泡沫上升情況,并記錄每個案例的選擇時間。選擇時間以秒為單位測量,它代表每個發(fā)泡 體達到全高度80%所需的時間。時間記錄1為組裝并立即發(fā)泡的預(yù)混物的選擇時間,T2為 50℃調(diào)理7天后的選擇時間,T3為50℃調(diào)理14天后的選擇時間。AT是反應(yīng)性衰減或T3 和T1之間的差值。在這些條件下,需要小于5秒的AT才能具有適當?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定性。

表一為實施案列過程中的基本配方,其他原料不變,整個過程只改變催化劑種類。

基本配方表格
物料種類 添加量(PPHP)
聚醚多元醇 50
聚酯多元醇 50
阻燃劑TCPP 20
硅油 3
發(fā)泡劑LBA 10
3
催化劑組合 可變

 

表二所示為標準胺催化劑PC5和A33在老化后表現(xiàn)出顯著的反應(yīng)活性損失,高AT即可 證明這一點。

催化劑種類 用量(PPHP) T1(S) T2(S) T3(S) AT(S)
NT CAT PC5 2.8 12 17 22 10
NT CAT A33 2.8 33 49 49 15

 

表三所示為新型LBA體系催化劑并且當在50° C老化兩周時可以表現(xiàn)出改善的穩(wěn)定性, 且AT<5秒。

催化劑種類 用量(PPHP) T1(S) T2(S) T3(S) AT(S)
NT CAT

LBC200+NT

CAT LBC100

2.8 21 23 25 4

表四所示為新型LBA體系催化劑并且當在50° C老化兩周時可以表現(xiàn)出改善的穩(wěn)定性,

且AT<5秒。

催化劑種類 用量(PPHP) T1(S) T2(S) T3(S) AT (S)
NT CAT

LBC300+NT

CAT LBC100

2.8 20 23 24 4

 

表五所示為新型LBA體系催化劑并且當在50° C老化兩周時可以表現(xiàn)出改善的穩(wěn)定性, 且AT<5秒。

催化劑種類 用量(PPHP) T1(S) T2(S) T3(S) AT(S)
NT CAT LBC200+NT CAT

LBC100+NT CAT LBC400

2.8 18 22 21 3

 

本催化劑組合可用于生產(chǎn)任何硬質(zhì)絕緣泡沫,并且特別可用于噴涂泡沫、器具絕緣、絕 緣建筑板和含有閉孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫的各種其它絕緣產(chǎn)品。特別適用于改善含有氫鹵烯烴發(fā) 泡劑的體系的穩(wěn)定性,例如HFCO-1234ze (反式1,3,3,3-四氟丙-1—烯)和HFCO-1233zd

(反式 1,3,3,3-四氟丙-1-烯)中的至少一種。 1-丙烯、1-氯-3,3,3-三氟)等 HFO。

 

技術(shù)支持:183-0190-3156 吳經(jīng)理

 

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