浅谈NDI型微孔聚氨酯弹性体

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1、·350·CPlHACONFERENCE2008浅谈NDI型微孔聚氨酯弹性体的生产工艺和设备陈鑫实(温州飞龙机电设备工程有限公司)摘要简要介绍有关NDI型微孔聚氨酯弹性体的性能、工艺及其主要的生产设备和关键技关键词PUNDI(1，5-萘二异氰酸酯)微孔聚氨酯弹性体(PUE)微孔聚氨酯弹性体(PUE)亦称低发泡PU弹性体，是性能介于PU密实弹性体和PU泡沫塑料之间的一种材料，密度0．25---0．9g／cm3，泡孔大小分布均匀且较窄(孔径0．1～lo扯m)。其中弹性体的体积分数大于气孔的体积分数。在主要的物理性能方面，PUE超过所有其他相同密度的微孔弹性体。兼顾了泡

2、沫材料质轻、耐冲击性佳、吸能、缓冲性能好和弹性体的强度高，耐磨性好的优点，且具有优良的耐挠曲性和良好的透气性。NDI型微孔PU弹性体应用于车辆的弹簧系统中，对提高车辆性能有特别明显的效果。车辆吸收振动的能力对驾驶和乘坐的舒适性至关重要，NDI型PUE是具有渐进性形变和载荷性能的材料。它和材料的密度及制件的形状有关。试验表明，其密度为0．65g／cm3时，该转折点为制件初始高度的62％，而0．35g／cm3时为80％，若制作形状保持不变，压缩应力作为弹性形变函数，则与密度成正比。为了逐步在技术上赶上国际先进水平，我们和有关单位合作开发成功了NDI型PUE工艺和设备，

3、为此谈一些体会仅供参考。1有关工艺方面的情况1．1NDI型聚氨酯微孔弹性体的主要物性成型密度0．6g／cm3，自由发泡密度0．4g／cm3，硬度ShoreA70～80，撕裂强度45---54kN／m，拉伸强度---40MPa，回弹率59oA～66％，伸长率---800％，压缩变形(70℃×24h)15％～23％。1．2生产工艺NDI弹性体是最早商业化的浇注型聚氨酯弹性体。由于1，5一萘二异氰酸酯(NDI)熔点很高(127℃)，1，5位置上的NCO反应活性较高，萘环的刚性大，分子结构紧密。所以NDI的加工过程比TDI和MDI困难得多，需要较高的温度才能生产相应的预聚

4、体，其贮存时间很短、必须在30min到几个小时内做成制品，故NDI预聚体不能由预聚体生产厂来供应，须由制品厂来直接生产。先将聚酯多元醇置于脱气罐中，在140℃和真空度<5Torr条件下脱气1～2小时，使其水含量降至0．05％以下(水份除了可能改变化学反应物的配比外，也可能导致过早的扩链作用和气体逸出，故聚酯多元醇必须非常干燥，才能合格的成预聚体)。将定量的聚酯多元醇加到附有加热夹套，搅拌和真空装置的不锈钢反应釜中，然后将固体NDI在3～5min加入聚酯多元醇中时，温度由140℃经2---4min降到～105℃左右，由于是放热反应，温度又逐步上升，同时抽真空搅拌反应

5、约8～10min后，温度平稳在130℃左右，反应完成，总反应时间约10"--15分钟，将NDI预聚体输到NDI型发泡机的A料罐和水基交联剂分别准确计量、混中国聚氨酯工业协会第十四次年会论文集·351·合均匀后即可浇注到模具中。改变NDI预聚体和水基交联剂的配比即可得到硬度不同的制品。制品密度是通过模腔内总浇注量的多少来控制的。精确计量的反应混合物注入模腔中，封闭模型(达到漏气不漏料)，使其发泡充满型腔。模具摆放在带有烘道的链式传动的生产线进行硫化，以适宜的速度移动，为NDI微孔弹性体提供一个所需要的脱模硫化周期。后熟化：制品从模型中取出后要在110℃烘箱中放置24

6、小时。1．3参考配方及原料1．3．1预聚体①参考配方(重量比)：聚酯二元醇100，异氰酸酯18。②原料：聚己二酸乙二醇酯(PEA)白色蜡片状，羟值(55±3)mgKOH／g，分子质量(舰)2000，酸值<0．5mgKOH／g，水分<0．3％，熔点50～55℃，粘度500～600mPa·s(75℃)。聚己二酸乙二醇丁二醇酯透明液体，羟值(55土3)mgKOH／g，分子质量(MD2000，酸值

7、DI是否可用的方法是将数克NDI溶解于lo倍数量的热氯苯中来检验。1．3．2NDI微孔弹性体①参考配方(重量比)：NDI预聚体100，水基交联剂3～5。②原料：水基交联剂由水(HzO)，乳化剂(篦麻油磺酸盐)和泡沫稳定剂(硅油)组成。2有关设备方面的情况由于NDI生产工艺的特殊要求，故主要设备分别由下列三部分组成。2．1T§N系列聚酯多元醇脱水系统2．1．1设备的组成和工艺由真空脱气罐、真空缓冲罐、真空泵、热油箱、冷却器及控制柜等组成。工艺：将聚酯多元醇加到真空脱气罐中(an人量以不超过罐容积75％为宜)，加热至140。C左右通过真空缓冲罐开启真空泵对其在搅拌条件

8、下进行真空