聚氨酯軟質(zhì)塊泡(俗稱海綿)不僅廣泛應(yīng)用于日常生活,包括沙發(fā),床墊,汽車/辦公座椅,服裝;也用于工業(yè)包裝,過濾等應(yīng)用。隨著人們的生活水平不斷的提高,和對環(huán)境保護的日益重視,市場對聚氨酯軟質(zhì)塊泡在阻燃性能、質(zhì)量、散發(fā)性等方面的要求越來越高,以下幾點是現(xiàn)今軟質(zhì)塊泡市場面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)。
聚氨酯軟質(zhì)塊泡市場面對的幾個技術(shù)挑戰(zhàn):
(1)軟質(zhì)泡沫的阻燃 - 防止因意外而導(dǎo)致的火災(zāi);為此,各國或地區(qū)設(shè)置了軟質(zhì)塊泡的防火標準。其中,比較常見的有加州防火標準,Cal.117 和英國(歐盟)防火標準BS5852,架5,另外中國也頒布了聚氨酯泡沫的防火標準 GB20286。
(2)操作寬容度 ―發(fā)泡工藝操作范圍寬體現(xiàn)在當(dāng)出現(xiàn)原料質(zhì)量,氣候等工藝條件波動時,發(fā)泡工藝不需調(diào)整或是調(diào)整很小。 同時良好的寬容度也能更好的幫助客戶提升泡沫質(zhì)量,如泡沫更硬,泡孔更細,手感更好。
(3)軟質(zhì)塊泡的氣味和揮發(fā)性有機化合物 (VOC) ―為了減少聚氨酯軟質(zhì)塊泡對人和環(huán)境的影響,確保海綿產(chǎn)品的安全。許多國家和地區(qū), 以及企業(yè)都建立相應(yīng)的散發(fā)性檢測標準,如IKEA, Certi-PUR (Eu, US)和LGA,保證有毒及有害物質(zhì)包括胺,硅氧烷,甲醛,苯,甲苯,TDA, MDA等遠離海綿產(chǎn)品的使用者。
(4)發(fā)泡劑改變 ―由于二氯甲烷對工廠及環(huán)境的影響,在美國和歐洲已經(jīng)被禁止使用;二氧化碳等發(fā)泡劑,及其他技術(shù)(變壓發(fā)泡VPF)受到重視;
軟質(zhì)塊泡發(fā)泡工程師可以根據(jù)客戶的要求,選用合適的聚醚(酯)多元醇,異氰酸酯,以及添加劑以達到具體的技術(shù)要求。雖然添加劑在整個軟質(zhì)塊泡中僅占一小部分,但是它們卻發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
通過對聚氨酯原理的深入研究和對軟質(zhì)塊泡行業(yè)的了解,在以上四個技術(shù)領(lǐng)域進行創(chuàng)新,開發(fā)出獨特的聚氨酯添加劑領(lǐng)域的解決方案以幫助發(fā)泡工程師滿足日益嚴格的技術(shù)要求,解決現(xiàn)有和未來的泡沫配方問題。
聚氨酯軟質(zhì)塊泡的胺催化劑可以催化TDI 與聚醚多元醇的凝膠反應(yīng),也可催化TDI與水的發(fā)泡反應(yīng)。可以通過調(diào)節(jié)胺催化劑的種類和用量來調(diào)節(jié)反應(yīng)時間,如起發(fā)時間,凝膠時間,調(diào)節(jié)發(fā)泡/凝膠反應(yīng)。好的胺催化劑能提高發(fā)泡工藝的操作寬容度。同時大多數(shù)胺催化劑是叔胺,不參與反應(yīng)。軟質(zhì)塊泡生成后,胺催化劑除部分在生產(chǎn)過程中揮發(fā)外,其它殘留在泡沫中,這是軟質(zhì)泡沫的VOC和氣味來源之一。用于床墊和枕頭的泡沫,對氣味和VOC釋放的要求比較嚴格。
硅油表面活性劑是聚氨酯軟質(zhì)塊泡中必不可少的關(guān)鍵助劑之一。它在不同的階段發(fā)揮不同的作用。在初期,硅油幫助乳化,成核;發(fā)泡中期,穩(wěn)定泡沫體;在后期,幫助泡沫開孔,避免泡沫收縮。
在硅油的制備中,很多硅氧烷的小分子由于生產(chǎn)工藝的原因,直接進入到成品硅油中,也會帶來硅氧烷VOC。通過改善工藝,消除小分子的硅氧烷,減少了成品軟質(zhì)塊泡的VOC。
從如下VOC試驗中可以發(fā)現(xiàn),硅氧烷的VOC在整個VOC中占有相當(dāng)?shù)谋戎兀^了50%。在改用了Dabco DC5933硅油表面活性劑后,可降低整個成品塊泡的VOC,由原來的0.62降為0.31mg/m3,而Certi-Pur的標準是0.5mg/m3。
至于在軟質(zhì)泡沫的阻燃性方面,海綿出口企業(yè)面對的兩個阻燃軟質(zhì)塊泡的標準是:美國加州Cal. 117和英國BS5852,架5。為了幫助海綿市場出口企業(yè)達到這兩個標準,專門研發(fā)設(shè)計了兩款硅油Dabco DC5986表面活性劑和Dabco DC5950表面活性劑,以滿足不同密度范圍的要求。Dabco DC5986表面活性劑活性較高,而Dabco DC5950表面活性劑活性較低。與同類的產(chǎn)品相比,可以減少阻燃劑的用量。
另外,隨著整個聚氨酯行業(yè)向著環(huán)保方向發(fā)展,如二氧化碳替代二氯甲烷發(fā)泡,軟質(zhì)塊泡硅油均可以用于二氧化碳發(fā)泡,以幫助海綿企業(yè)改善環(huán)境績效以符合日益嚴謹?shù)囊?guī)定。
Dabco CS90催化劑和Dabco RP204/NE300/NE500 催化劑可用于普通軟質(zhì)塊泡,高回彈,慢回彈,減少泡沫的氣味和VOC。
Dabco DC5933表面活性劑可用于中低密度發(fā)泡; Dabco DC5950表面活性劑和DC5986表面活性劑是普通海綿的阻燃硅油,其中Dabco DC5986表面活性劑活性較高。同時,所有的普通硅油可用于二氧化碳發(fā)泡,由其帶來的硅氧烷VOC很低。
Dabco DC6070表面活性劑和Dabco DC2585表面活性劑均是高回彈硅油,其中以Dabco DC2585表面活性劑開孔性能較好。
Dabco I900表面活性劑是用于聚酯軟質(zhì)泡沫的硅油, Dabco2039催化劑 是一款低氣味的聚酯胺催化劑,而Dabco NE400催化劑即是無散發(fā)反應(yīng)型胺催化劑。
隨著人們生活水平的提高,對產(chǎn)品品質(zhì)的追求和對環(huán)保的重視,聚氨酯軟質(zhì)泡沫不斷向更加高質(zhì)量、安全和環(huán)保的方向發(fā)展。Dabco系列胺類催化劑和Dabco系列表面活性劑便是為了幫助軟質(zhì)塊泡制造商應(yīng)對在軟質(zhì)塊泡氣味、散發(fā)性、阻燃性和環(huán)保工藝上關(guān)鍵技術(shù)上的挑戰(zhàn),從而幫助他們逐步提高產(chǎn)品品質(zhì),在激烈的市場競爭中滿足消費者更高的要求。