폴리우레탄 연질 발포체(Polyurethane Flexible foam)는 연질 폴리우레탄 발포체를 말하며, 이는 일정한 탄성을 갖는 연질 폴리우레탄 발포체의 일종입니다. 폴리우레탄 제품에서 가장 많이 사용되는 폴리우레탄 제품입니다. 폴리 우레탄 연질 발포체는 저밀도, 우수한 탄성 회복, 흡음, 환기, 보온 및 기타 특성을 가진 대부분 개방형 셀 구조입니다. 주로 가구, 매트리스, 차량용 시트쿠션 등의 쿠션재로 사용됩니다. 연질폼은 필터재, 차음재, 내충격재, 장식재, 포장재, 단열재 등으로 사용됩니다.
폴리우레탄 연질 폼은 분류 기준에 따라 여러 유형으로 나눌 수 있습니다.
A. 부드러움과 경도, 즉 다양한 내하중 성능에 따라 폴리 우레탄 연질 발포체는 일반 연질 발포체, 초 연질 발포체, 고하중 연질 발포체 및 고탄성 연질 발포체로 나눌 수 있습니다. 시트쿠션, 매트리스 등의 제조에 일반적으로 사용되는 고탄성 연질폼 및 고하중 연질폼 폼입니다.
B. 다른 생산 공정에 따라 폴리 우레탄 연질 발포체는 블록 연질 발포체와 성형 연질 발포체로 나눌 수 있습니다. 블록 연질 발포체는 연속적인 공정으로 대량의 발포체를 생산한 후 원하는 모양의 발포체로 절단하여 생산합니다. 성형 연질 발포체는 원료를 직접 혼합한 후 금형에 주입하여 Gap 공법을 통해 원하는 형상으로 발포시키는 발포 제품입니다.
연질 폴리우레탄 폼의 종류와 용도가 그토록 많은 이유는 무엇입니까? 이것은 생산 원료가 다양하기 때문에 만들어지는 연질 폴리우레탄 폼의 특성도 다릅니다. 그렇다면 연질 폴리우레탄 폼에 사용되는 원료는 완제품의 특성상 어떤 영향을 미칠까요? 답변은 아래에 제공됩니다.
1. 폴리에테르 폴리올
연질 폴리우레탄 폼을 생산하는 주요 원료인 폴리에테르 폴리올은 이소시아네이트와 반응하여 우레탄을 형성하는데, 이는 폼 제품의 골격 반응입니다. 폴리에테르 폴리올의 함량을 증가시키면 다른 원료(이소시아네이트, 물, 촉매 등)의 양이 줄어들어 폴리우레탄 연질 발포체 제품의 크랙이나 붕괴를 일으키기 쉽습니다. 폴리에테르 폴리올의 함량을 줄이면 얻어지는 연질 폴리우레탄 폼 제품이 딱딱해지고 신축성이 떨어지며 손의 느낌이 나빠집니다.
또한, 폴리에테르 폴리올의 평균 작용도는 얻어진 폴리우레탄 연질 발포체 재료의 특성에도 영향을 미칩니다. 동일한 기능의 경우 폴리에테르 폴리올의 분자량이 클수록 반응성이 낮아지지만 얻어진 폴리우레탄 연질 발포체 제품의 인장 강도, 신도 및 탄력성은 크게 향상됩니다. 동일한 값(분자량/관능가)의 경우, 폴리에테르 폴리올의 관능기가 증가하면 반응성이 향상되고, 반응 속도가 상대적으로 가속화되며, 생성된 폴리우레탄의 가교 정도가 증가하고 발포체의 경도는 증가하지만 재료의 연신율은 증가합니다. 거절했습니다. 따라서 Luoyang Tianjiang Chemical New Materials Co., Ltd.는 폴리우레탄 연질 폼 재료의 생산이 평균 기능이 2.5 이상인 폴리에테르 폴리올을 선택해야 한다고 제안했습니다. 폴리에테르 폴리올의 평균 작용가가 너무 낮으면 얻어지는 폴리우레탄 발포체는 압축 후 회복이 좋지 않습니다.
2. 발포제
일반적으로 밀도가 21g/cm3 이상인 폴리우레탄 블록 제조시 발포제로 물(화학적 발포제)만을 사용하며, 저밀도 포뮬레이션이나 초고밀도 포뮬레이션에는 염화메틸렌(MC)과 같은 저비점을 사용합니다. - 부드러운 제형. 화합물(물리적 발포제)은 보조 발포제로 작용합니다.
발포제로서 물은 이소시아네이트와 반응하여 요소 결합을 형성하고 많은 양의 CO2와 열을 방출합니다. 이 반응은 사슬 연장 반응입니다. 물이 많을수록 거품 밀도는 낮아지고 경도는 더 강해집니다. 동시에 셀 기둥이 작아지고 약해져서 지지력이 감소하고 붕괴 및 균열이 발생하기 쉽습니다. 또한 이소시아네이트의 소비가 증가하고 열 방출이 증가합니다. 코어 연소를 일으키기 쉽습니다. 물의 양이 5.{2}}부를 초과하는 경우 열의 일부를 흡수하고 코어 연소를 방지하기 위해 물리적 발포제를 추가해야 합니다. 물의 양이 감소되면 그에 따라 촉매의 양이 감소하지만, 얻어지는 연질 폴리우레탄 폼의 밀도는 증가한다.
보조 발포제는 폴리우레탄 연질 폼의 밀도와 경도를 감소시킵니다. 보조 발포제는 가스화 중에 반응열의 일부를 흡수하기 때문에 경화 속도가 느려지므로 촉매의 양을 적절하게 늘릴 필요가 있습니다. 동시에 가스화가 열의 일부를 흡수하기 때문에 코어 연소의 위험을 피할 수 있습니다.
3. 톨루엔 디이소시아네이트
폴리우레탄 연질 폼은 일반적으로 T80, 즉 (80±2)%와 (20±2)%의 비율로 2,{2}}TDI와 2,{4}}TDI의 두 이성질체의 혼합물을 선택합니다. .
이소시아네이트의 실제 양{{0}}[0.1554×(폴리올 중합체의 산가 + 수산기가) 더하기 9.667×물 백분율]×이소시아네이트 지수. 이소시아네이트 지수는 일반적으로 1.{6}}.10 사이에서 제어됩니다. 이소시아네이트 지수가 특정 범위 내에서 증가하면 발포체의 경도가 증가하지만 특정 지점에 도달한 후에는 경도가 더 이상 크게 증가하지 않고 인열 강도, 인장 강도 및 신율이 모두 감소합니다.
이소시아네이트 지수가 너무 높으면 표면이 오랫동안 끈적 거리고 발포체의 압축 계수가 증가하고 발포체 네트워크 구조가 거칠고 폐쇄 셀이 증가하고 반발 속도가 감소하고 때로는 제품이 깨질 것입니다. 동시에 미반응 TDI의 지속적인 반응으로 발열량이 증가하고 발열시간과 경화시간이 길어지기도 하고 때로는 몇 시간까지 연장되기도 한다. 이렇게 하면 발포체의 중심 온도를 고온으로 오랫동안 유지하여 폴리우레탄 블록의 중심에서 코킹 및 코어 연소를 쉽게 일으킬 수 있습니다.
이소시아네이트 지수가 너무 낮으면 발포체의 기계적 강도와 탄성이 감소하여 발포체에 미세한 균열이 생기기 쉽고 결국 발포 공정의 반복성이 불량한 문제로 이어집니다. 또한, 이소시아네이트 지수가 너무 낮으면 폴리우레탄 폼의 압축 영구 변형이 커지고 폼 표면이 젖는 경향이 있습니다.
4. 촉매
A. 3차 아민 촉매: A33(질량분율 33%의 트리에틸렌디아민 용액)이 일반적으로 사용되며 그 기능은 이소시아네이트와 물의 반응을 촉진하고 거품의 밀도와 기포의 개도율을 조정하는 것입니다. ., 주로 거품 반응을 촉진합니다.
3차 아민 촉매의 양이 너무 많으면 폴리우레탄 폼 제품이 갈라지고 폼에 기공이나 기포가 생깁니다. 3차 아민 촉매의 양이 너무 적으면 생성된 폴리우레탄 폼이 수축되고 셀이 닫히고 폼 제품 바닥이 두꺼워집니다.
B. 유기금속 촉매: T-19는 일반적으로 유기주석 옥토에이트 촉매로 사용됩니다. T-19는 높은 촉매 활성을 갖는 겔 반응 촉매이며 그 주요 기능은 겔 반응, 즉 후기 반응을 촉진하는 것이다.
유기 주석 촉매의 양이 너무 많으면 겔화 속도가 너무 빨라지고 점도가 증가하며 탄력성과 통기성이 변하고 쉽게 독립 기포 현상이 발생합니다. 유기주석 촉매의 양이 너무 적으면 결로가 발생합니다. 접착제가 충분하지 않아 발포 과정에서 쪼개짐, 발포체 가장자리 또는 상단에 균열, 블랭킹 및 버가 발생합니다. 유기주석 촉매의 양을 적절하게 증가시키면 양호한 개방 기포 폴리우레탄 폼을 얻을 수 있다. 유기주석 촉매의 양을 더 늘리면 거품이 점차 더 단단해져 수축과 폐쇄된 셀이 발생합니다.
3차 아민 촉매의 양을 줄이거나 유기주석 촉매의 양을 증가시키면 다량의 가스 발생 시 고분자 기포막 벽의 강도를 증가시켜 중공 또는 크랙 현상을 감소시킬 수 있다.
폴리우레탄 폼이 이상적인 개방형 셀 또는 폐쇄형 셀 구조인지 여부는 주로 폴리우레탄 폼이 형성되는 동안 겔 반응 속도와 가스 팽창 속도가 균형을 이루는지 여부에 달려 있습니다. 이러한 균형은 제형에서 3차 아민 촉매 촉매 및 거품 안정화 및 기타 보조제의 유형 및 양을 조정하여 달성할 수 있습니다.
5. 기포 안정제(실리콘 오일)
거품 안정제는 일종의 계면 활성제로 폴리 우레아를 발포 시스템에 잘 분산시키고 "물리적 가교 점"의 역할을하며 폴리 우레탄 폼 혼합물의 초기 점도를 분명히 향상시키고 거품 균열을 피할 수 있습니다.
한편, 발포 안정제는 유화 효과가 있어 발포 재료의 성분 간의 상호 용해도를 높일 수 있습니다. 또한 교반 및 혼합 과정에서 원료에 분산 된 공기를 쉽게 핵 생성 할 수있어 미세한 기포 생성, 기포 크기 조정, 셀 구조 제어 및 기포 안정성 향상에 도움이됩니다. 또한, 기포의 붕괴 및 파열과 같은 문제를 효과적으로 방지하여 발포체 벽을 탄력있게 만들고 기공 크기 및 발포체의 균일성을 제어할 수 있습니다. Luoyang Tianjiang Chemical Industry의 전문가들은 거품 안정제의 기능을 다음과 같이 요약했습니다. 발포 초기 단계에서 거품을 안정화하고, 거품 중간 단계에서 거품이 병합되는 것을 방지하고, 발포 후기 단계에서 셀을 연결합니다. 일반적으로 발포제와 POP를 많이 사용할수록 실리콘 오일을 많이 사용합니다.
거품 안정제의 양이 너무 많으면 후기 단계에서 거품 벽의 탄성이 증가하고 세포가 미세하고 파열되기 쉽지 않지만 폐쇄 세포가 생기기 쉽습니다. 거품 안정제의 양이 너무 적으면 시작 후 거품이 터져 붕괴됩니다. 거품, 거품의 기공이 크고 거품이 생기기 쉬운 등이 있습니다.
6. 온도의 영향
폴리우레탄의 발포 반응은 재료의 온도가 증가함에 따라 증가하여 민감한 제형에서 코어 연소 및 화재 위험을 유발할 수 있습니다. 폴리올 및 이소시아네이트 성분의 온도는 일반적으로 일정하게 제어됩니다. 발포 시 발포 밀도가 감소하고 이에 따라 재료 온도가 상승합니다. 동일한 공식, 동일한 재료 온도 및 여름철 고온에서 반응 속도가 가속화되어 거품 밀도 및 경도가 감소하고 연신율이 증가하며 기계적 강도가 증가합니다. 여름에는 이소시아네이트 지수를 적절히 높여 경도 감소를 보정할 수 있습니다.
7. 공기 습도의 영향
습도가 증가하면 발포체 내의 이소시아네이트기와 공기 중의 수분이 반응하여 경도가 감소하므로 발포시 이소시아네이트의 양을 적절하게 증가시킬 수 있다. 너무 크면 경화 온도가 너무 높아 속쓰림을 유발할 수 있습니다.
8. 대기압의 영향
발포 공정 중 환경의 대기압은 또한 수득된 폴리우레탄 발포체 제품의 특성에 어느 정도 영향을 미칩니다. 압력이 높을수록 완제품의 밀도가 높아집니다. 반대로 압력이 낮을수록 완제품의 밀도가 낮아집니다. 예를 들어, 동일한 공식을 사용하여 더 높은 고도에서 발포하면 더 낮은 밀도의 발포 제품이 생성됩니다.
마지막으로 다음 사항에 유의하시기 바랍니다.
A. 발포 플라스틱 제품의 형성 과정에서 겔 반응과 발포 반응이 동시에 발생하지만 반응 사이에는 경쟁 관계가 있습니다. 일반적으로 발포 반응 속도는 겔화 반응 속도보다 빠릅니다.
겔 반응 - 카바메이트 형성 반응(즉, 이소시아네이트 그룹과 하이드록실 그룹의 반응).
발포 반응 - 물, 요소 형성 및 기포 생성과 관련된 반응을 나타냅니다.
폴리우레탄 폼이 이상적인 개방형 셀 또는 폐쇄형 셀 구조인지 여부는 주로 폼 형성 중에 겔 속도와 가스 팽창 속도가 균형을 이루는지 여부에 달려 있습니다. 이 균형은 제형에서 3차 아민 촉매 및 거품 안정제의 유형 및 양을 조정하여 달성할 수 있습니다.
B. 발포 시스템에서 형성되는 기포의 수와 발포체의 셀 크기는 외부 핵제의 영향에 따라 다릅니다. 핵제가 많을수록 더 많은 기포가 생성되고 세포가 더 작아집니다.
핵제는 폴리올 및 이소시아네이트에 용해된 공기 또는 질소를 포함하여 시스템 내 미세한 고체 입자, 액체, 기포 안정제 또는 물질에 원래 용해된 미세 기포, 이산화탄소, 기포 안정제, 탄소 등 기포 형성을 유발할 수 있는 물질입니다. 검정색 및 기타 충전제. 이러한 물질로 인해 가스가 재료에 더 많은 기포를 생성할 수 있으며 기포가 안정될수록 기공이 미세해집니다.
C. 착유 시간의 길이는 또한 완성된 폴리우레탄 폼의 특성에 어느 정도 영향을 미칩니다. 착유 시간이 길수록 큰 기포의 성장에 더 도움이 됩니다. 따라서 큰 기포의 발생을 줄이기 위해서는 촉매의 양을 적절하게 증가시켜 착유 시간을 단축할 수 있으며, 겔 반응과 기포 형성 반응의 경쟁으로 미세한 기포의 기포를 얻을 수 있다.
