聚氨酯复合材料增硬剂
新一代海绵增硬剂
在聚氨酯块海绵的生产中，调整海绵硬度一直是一个比较困难的问题。海绵硬度可以通过不同的方法调整。通常，降低海绵的硬度，即软化海绵，不会对海绵的其他性质产生太大的变化，但是不可能增加海绵的硬度而不会对海绵的其他性能产生不良影响。
有多种方法可以提高海绵硬度。首先想到的是通过增加海绵的密度来增加海绵的硬度，海绵密度每增加1kg/m3硬度可增加约1.0kPa（CLD 40％），但这会增加成本；使用填充材料（CaCO3和BaSO4）也可以增加硬度，但是这种方法不是永久性的，并且会降低海绵的物理性质；还有一种常见的方法是加聚合物多元醇，用这种方法可以提高硬度，但海绵的成本会大大增加；一种方法是加强海绵的三维结构，即增加交联的数量，可以通过增加TDI指数来实现，然而，当以这种法会使海绵的泡孔结构改变，透气性降低，闭孔的数量增加。此外，随着反应温度的升高，块体内发黄或甚至发火的风险增加；另一种方法是加速胶凝反应，即增加锡催化剂。该方法也会使海绵的泡孔结构发生变化，透气性降低。
新典化学根据行业需求，对海绵的硬度机理进行了长期研究。作为这些研究的结果，新开发的海绵专用增硬添加剂系列以满足客户的需求。下表为新典化学该系列产品列表：
| NT ADD H12 | NT ADD H15 | NT ADD H18 | |
| 类型 | 胺类反应性增硬剂 | 聚酯型增硬剂 | 聚醚型增硬剂 |
| 优缺点 | 产品本身有氨味，可参与反应，无VOC排放，可与组合料体系混溶，不需要调整配方，添加量较小。 | 可参与反应，与组合料体系相溶性较差，可降低TDI指数节省成本，价格便宜。 | 可参与反应，可与组合料体系混溶，可降低TDI指数节省成本，添加量较大，综合性价比高。 |
以NT ADD H18为例，具体实验说明其性能效果。
与市场上的其他硬化添加剂不同，NT ADD H18可显着提高硬度，同时不影响泡沫的孔结构。当NT ADD H18添加到配方中时，没有必要改变TDI或锡的量来维持开孔结构。使用量为1至5pphp，取决于所需的硬度增加。取决于泡沫密度，配方和生产参数，可以在不显着改变孔结构的情况下提高35％的硬度。
表一：实验箱泡密度为16kg/m3海绵一般的配方如下：
| Polyol OHN 48（pphp） | 100-X |
| Total water（pphp） | 5.2 |
| NT CAT A-33（pphp） | 0.15 |
| NT CAT T-9（pphp） | 0.25 |
| Tegostab B8160（pphp） | 1.3 |
| Methylene Chloride（pphp） | 7.5 |
| NT ADD H18（pphp） | X |
| TDI Index | 110 |
如图1所示，在参考配方实验室条件下，密度为16kg/m3海绵中添加3pphp和5pphp 的NT ADD H18，其硬度增加达到25％和35％。
图1：添加3pphp和5pphp 的NT ADD H18海绵的硬度变化曲线
NT ADD H18不仅可用于增加硬度，还可用于减少配方中TDI，聚合多元醇或锡的含量，同时保持海绵硬度。因此，如果需要，它可用于降低成本，并促进工艺条件（反应温度）。如表2所示，在参考配方实验室条件下，密度为21kg/m3海绵中添加3pphp的NT ADD H18，将TDI指数从105降低到100，硬度保持几乎恒定，并且可显着改善海绵黄化问题，如图二所示。
表二：实验箱泡密度为21kg/m3海绵一般的配方如下：
| Polyol OHN 48（pphp） | 100 | 97 |
| Total water（pphp） | 4.8 | 4.8 |
| NT CAT A-33（pphp） | 0.20 | 0.20 |
| NT CAT T-9（pphp） | 0.22 | 0.22 |
| Tegostab B8232（pphp） | 1.0 | 1.0 |
| TDCPP（pphp） | 10 | 10 |
| NT ADD H18（pphp） | 0 | 3 |
| TDI Index | 110 | 105 |
图二：实验所得海绵的黄化结果对比
总结：综合上述实验结果，可以得出NT ADD H18可明显改善海绵的硬度而对海绵自身的其他物理性能基本不影响，且在一定程度上能改善海绵的黄化问题。
NT ADD H18不仅可以用在海绵上，也可在其他聚氨酯复合高分子材料上使用，这里只是以海绵材料上的应用做对比实验。
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