Добавки для производства ППУ

При производстве ППУ главными компонентами являются изоцианаты и полиолы. Но кроме них, свойства полученного ППУ определяют добавки. Они вносятся в смесь или в полиольный компонент, поскольку он не вступает с ними в реакцию.

Вспенивающие агенты

От этого класса добавок зависят основные характеристики ППУ, включая плотность и теплопроводность. Основным вспенивающим агентом выступает диоксид углерода. Он образуется из изоцианата при взаимодействии компонентов А и Б, но часто добавляется дополнительно в виде летучей жидкости. Она имеет низкую температуру кипения, быстро испаряется, при выделении тепла образует пузырьки углекислого раза. Кроме СО2, в роли вспенивающего агента используются пентан и циклопентан. Это более опасные соединения, их применение требует специального оборудования.

Еще один пенообразователь – метиленхлорид. Он растворяет многие органические компоненты, легко удаляется, обладает невысокой токсичностью. При введении ППУ он обеспечивает необходимую форму и быстро испаряется. Метиленхлорид также можно применять для склеивания полимеров. Это соединение необходимо для промывки оборудования, которое используется при производстве, напылении ППУ, для удаления излишков полимера на поверхности.

Регуляторы и стабилизаторы пены

Чтобы ППУ был насыщен газом, применяются вспенивающие агенты. Но они не способны обеспечить ячейкам нужный размер, частоту, они не запечатывают ячейки на поверхности образующегося полиуретана. Для этих целей в смесь добавляют поверхностно-активные вещества. Их можно разделить на три категории:

1. Пенорегуляторы. Они обеспечивают необходимый размер ячеек.

2. Пеностабилизаторы. Эти компоненты отвечают за стабильность пены, не дают ячейкам исчезать сразу после образования.

3. Эмульгаторы. Обеспечивают однородность и стабильность смеси.

Для этих целей используются силиконы и их производные. Они обеспечивают пену с равномерным распределением ячеек, хорошей воздухопроницаемостью. Силиконы хорошо себя зарекомендовали при производстве пенополиуретана низкой плотности. Они обеспечивают стабильность при получении ППУ за счет смесей, в которых в качестве пенообразователя применяется углекислый газ. Применение силиконов позволяет получать листы с коркой сверху и по бокам небольшой толщины. Стабилизатор подходит для всех типов оборудования.

Катализаторы

Катализаторы необходимы для ускорения реакции между компонентами. Их добавление обеспечивает:

• скорость образования пены;

• способность массы растекаться по поверхности;

• быстроту твердения пенополиуретана;

• плотность полученного материала.

Все эти процессы можно регулировать за счет добавления катализаторов. Если количество введенного компонента будет недостаточным, то смесь слабо вспенится, будет медленно твердеть. При избыточной дозировке катализатора в системе образуется много тепла, что приводит к разрушению пены. Наиболее распространенными для ППУ являются третичные амины и этаноламины, смеси веществ. Выбор соединения зависит от сферы применения ППУ. Так, для изготовления мебели допускается использовать только летучие компоненты, чтобы у готового материала не было сильного запаха. Для промышленных целей допускается применять амины, после которых у ППУ остается запах.

Кроме аминов, в роли катализатора для ППУ используется октоат олова. Он ускоряет реакцию гелеобразования между компонентами А и Б. Октоат олова и другие катализаторы на основе этого металла используются при изготовлении эластичных листов из пенополиуретана. Этот элемент хорошо растворяется во многих органических растворителях, обеспечивает полимеру однородную структуру, позволяет получать блочную пену при высокой скорости производства и с хорошими экономическими показателями.

Антипирены

ППУ имеет один существенный недостаток: он не выдерживает воздействия высоких температур и открытого пламени, начинает плавиться. Чтобы материал не поддерживал горение, в его состав добавляют антипирены. Обычно применяются два соединения на основе фосфора:

1. ТХПФ трихлорпропилфосфат. Введение этого компонента позволяет делать ППУ с классом горючести Г3, при этом цена добавки вполне доступная.

2. ТЭФ триэтилфосфат (ТЭФ). В этом соединении выше концентрация фтора, он стоит дороже ТХПФ, но зато понижает класс горючести до Г2 и даже до Г1.

Антипирены повышают безопасность ППУ и расширяют сферу их применения. Соединения на основе фосфора, кроме снижения горючести, улучшают характеристики получаемого материала. Они уменьшают вязкость полиола, работают отчасти как разбавители и пластификаторы, увлажняющие компоненты. Количество антипиренов зависит от типа полимера.

Кроме фосфорсодержащих антипиренов, активно используются неорганические вещества. Это гидроокись магния, алюминия, соли аммония. Реже применяются добавки на основе хлора, брома и других галогенов, поскольку они наносят вред окружающей среде. Для отдельных видов полимеров применяются соединения азота.

Разбавители

Главная задача разбавителей – уменьшить вязкость массы. Это важно при заливке полов, нанесении материала на поверхность методом напыления, перекачивании смеси по трубопроводам.

Чаще всего при производстве ППУ, в качестве разбавителя, используется пропиленкарбонат, который производится из пропиленгликоля. Разбавитель представляет собой жидкость, которая в любых пропорциях смешивается с водой. Пропиленкарбонат превосходит этилацетон и ацетон, которые также могут применяться в качестве разбавителей ППУ.

Пропиленкарбонат вспыхивает при 132 градусах, воспламеняется при 454 градусах. При взаимодействии компонентов А и Б вязкость массы стремительно увеличивается, после чего смесь переходит в твердую массу. Количество разбавителя в смеси имеет большое значение, поскольку от вязкости ППУ зависят конечные свойства полимера.

Красители

Чтобы придать полимеру необходимый цвет, используются красители. Они добавляются в виде пасты или жидкости, которая хорошо смешивается с компонентами, позволяют получить яркие, стабильные цвета. Пигменты вносят в небольшом количестве от 0,5 до 2% по массе.

Красители выпускаются на основе простых полиэфиров, часто их диспергатором выступает полиол. Это позволяет смешивать пигменты с основным компонентом, получать оптимальные свойства продукта. Концентрация пигмента в пасте составляет 10-20%. Их вязкость подбирается таким образом, чтобы не возникало проблем со вспениванием смеси. Красители на основе полиола позволяют добавлять пигменты в большом количестве без снижения прочности полимера.

В каталоге химического сырья Вальтер Хеми можно найти и приобрести все необходимые компоненты и добавки для производства ППУ.