發(fā)泡劑用量對(duì)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(lái)說(shuō)，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(dòng)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(duì)于HFC-245fa發(fā)泡體系來(lái)說(shuō)，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(duì)泡沫粘接性能都有直接的影響。一般來(lái)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(duì)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(tái)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(wàn)=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(wú)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(huì)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(huì)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(duì)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(huì)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(huì)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。