1、聚氨酯泡沫塌泡的發(fā)生
聚氨酯泡沫塌泡,是指在黑白料反應(yīng)成型過程中泡沫達到最高點前發(fā)生泡沫回落或塌陷的現(xiàn)象,輕微時表現(xiàn)為聚氨酯硬泡泡孔粗大且不均勻,嚴(yán)重時無法形成泡沫結(jié)構(gòu)(組合料性能劣化,表現(xiàn)為組和料酸度增加,即PH值降低,粘度增加;色澤變深甚至發(fā)黑,產(chǎn)生令人不愉快的辛辣味;與異氰酸酯的反應(yīng)速度減慢,生成的泡沫外觀質(zhì)量變差;泡孔變粗,甚至塌落。)
聚氨酯泡沫產(chǎn)生塌泡的原因一般有三大類:一是由于某些因素的影響使組合料中的表面活性劑失去應(yīng)有的功效,在體系中不能形成足夠的成核點,導(dǎo)致泡沫塌泡;二是組合料配方體系不合理或某些使用的催化劑失去功效造成發(fā)泡-凝膠反應(yīng)的不平衡導(dǎo)致泡沫塌泡;三是選材不當(dāng)導(dǎo)致異常情況發(fā)生,形成塌泡。
2、塌泡現(xiàn)象的預(yù)防及監(jiān)控
選材不當(dāng)或配方不合理造成的塌泡在小配方試驗或成品生產(chǎn)檢驗時會明顯的觀察到,因此一般不會造成后面的損失;而由于某些成分引起體系變質(zhì)(表面活性劑或催化劑失效)則是一個緩慢的過程變化,無法及時發(fā)現(xiàn)會造成極壞的后果和巨大的損失。
可以采用強化實驗條件的做法對組合料的儲存做檢測、監(jiān)控,以達到檢驗物料儲存性和對材料選擇的目的。具體做法是:把各種待用、待檢驗或待選擇的原料配成組合料,密封在原色透明的試劑瓶中,儲存于50±1℃的熱水水浴中(在恒溫水浴中可達到目的),連續(xù)72小時以上,每隔一定的時間進行目視觀察(顏色、外觀的變化),并在三天(72小時)、七天(168小時)時分別做發(fā)泡試驗,一般的如果3天內(nèi)實驗室小試無塌泡發(fā)生,可認為該批材料在儲存期內(nèi)使用中基本不會發(fā)生塌泡,如果7天后無明顯變化可以認為該物料體系可以達到正常的半年保質(zhì)期。
該方法對生產(chǎn)過程中泡沫塌泡的監(jiān)控有效率可在95%以上。
3、常見塌泡的影響因素
單體聚醚分子量分布過寬、組合聚醚各成分活性差異大是造成PU硬泡輕微塌泡的主要因素之一。即:單體中含有部分可開孔因素、部分不發(fā)泡因素,在成型過程中造成發(fā)泡-凝膠平衡混亂,進而出現(xiàn)制品輕微塌泡。
單體聚醚中含有的未反應(yīng)的環(huán)氧丙烷是造成制品惡性塌泡的最主要因素之一。這是由于PO在堿性(胺類催化劑)情況下使硅油的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,生成了有消泡作用結(jié)構(gòu)的物質(zhì);同時PO在堿性情況下具有一定的氧化作用,易使組合料顏色變深。有些聚醚多元醇(如403、胺催化4110)等沒有強化后處理的,其中必含有較多量的PO,應(yīng)該特別注意。
其它因素:油污對泡沫體系有一定的消泡作用,易造成塌泡現(xiàn)象的發(fā)生;部分脫模劑的使用也能造成制品的局部塌泡。
4、對某些現(xiàn)象、問題的解釋
聚醚中含有的環(huán)氧丙烷。一種是在后處理階段沒有脫水工藝(或脫氣不完全),造成未反應(yīng)部分的po溶在聚醚中,把影響帶入下一步聚氨酯泡沫合成反應(yīng)即發(fā)生塌泡。這要求在做聚醚時,即使不經(jīng)過中和/過濾和脫水,也應(yīng)該對其進行必要的脫氣處理?!壳皣鴥?nèi)采購市場上僅有少數(shù)幾個硬泡聚醚應(yīng)用廠家明確提出對po含量的指標(biāo)要求。
包裝桶進行聚醚包裝時也有可能會混入環(huán)氧丙烷:殘留在桶底的po在聚醚灌裝時被封閉在桶里無法順利排出,后溶入聚醚中。一般同一批次聚醚中有部分桶的聚醚配制的組合料,在生產(chǎn)中發(fā)生塌泡現(xiàn)象而其它桶的聚醚沒問題,多是由于這種原因造成的。
5、塌泡的危害及補救措施
輕微的塌泡雖不會帶來明顯的經(jīng)濟損失,但泡沫的基本性能如保溫性能、強度、尺寸穩(wěn)定性以及使用壽命會在不同程度上受到影響;較為嚴(yán)重的塌泡則會帶來一些直接的經(jīng)濟損失,特別是被填充到封閉的腔體內(nèi)的情況(如冰箱),被發(fā)現(xiàn)需要一個循環(huán)周期,勢必影響產(chǎn)品質(zhì)量、影響生產(chǎn)工藝的連續(xù)性。
在發(fā)生塌泡現(xiàn)象的物料中(白料),適量的補入表面活性劑或催化劑能改善一下塌泡程度、可以繼續(xù)使用而對泡沫性能影響不大,但組合料的儲存期限將大大縮短;對于塌泡現(xiàn)象非常嚴(yán)重的情況,只能在找到原因后進行針對性的物理、化學(xué)處理來部分回收了。