硬質(zhì)聚氨酯hfo發(fā)泡體系胺類催化劑的選擇
日期：2023-10-31 分類：產(chǎn)品應(yīng)用
硬質(zhì)聚氨酯hfo發(fā)泡體系胺類催化劑的選擇
solsticetm lba（hfo-1233zd, 1-氯，3，3，3三氟丙烯）是霍尼韋爾首先推出的第 四代低全球變暖潛值（gwp）發(fā)泡劑，適用于家用電器、建筑保溫、冷鏈運輸和工業(yè)保溫等 領(lǐng)域聚氨酯隔熱材料的發(fā)泡，是cfc、hcfc、hfc和其它非氟碳發(fā)泡劑的替代發(fā)泡劑。 適用于聚氨酯發(fā)泡行業(yè)的一種能夠同時滿足各種工藝及環(huán)保要求的新一代發(fā)泡劑，具有高效 節(jié)能、不燃、不含可揮發(fā)性有機物，低全球變暖潛值，安全環(huán)保等特點。經(jīng)過不斷的配方及 工藝參數(shù)的優(yōu)化后，以solsticetm lba新一代高效節(jié)能環(huán)保發(fā)泡劑制得的聚氨酯泡沫和現(xiàn) 有發(fā)泡劑體系（245fa和環(huán)戊烷）相比具有更為優(yōu)異的導(dǎo)熱系數(shù)和整機能耗水平，分別比相 同型號的245fa以及環(huán)戊烷體系冰箱在導(dǎo)熱系數(shù)方面降低約7% （和245fa體系相比）和約12% （和環(huán)戊烷體系相比），并且在整機能耗方面降低了 約3%（245fa）和約7% （環(huán)戊烷）。
雖然lba發(fā)泡劑有許多上述優(yōu)點，但在實際應(yīng)用時也面臨著一些問題，從我們催化劑的 角度主要問題是：含鹵素發(fā)泡劑的分解造成的催化劑失活，因此傳統(tǒng)的催化劑在lba體系中 不適用，但全球變暖的事實讓我們不得不選擇lba即odp值為0；全球變暖潛值gwp小于5 的發(fā)泡劑，能同時滿足《蒙特利爾議定書》和《京都議定書》的環(huán)保要求，因此催化劑也只 能重新選擇適用于這類發(fā)泡劑的新型催化劑體系。
下面展開具體案列分析，具體案例分析前對比較方法做如下說明：“穩(wěn)定性”是指含有 除異氰酸酯之外的可發(fā)泡組合物的所有組分的預(yù)混物在設(shè)定為50℃的烘箱中（在密封容器 中）熱老化2周后將具有足夠的活性。在老化過程中，氫氟烯烴（hfo）發(fā)泡劑可能會發(fā)生分 解，從而導(dǎo)致預(yù)混物失去活性。這種失活可以使用標準 fomat 設(shè)備來測量，并測量上升曲 線的泡沫速率，其中包括在聚合過程期間記錄高度與時間的關(guān)系以及泡沫上升速度與時間的 關(guān)系。測量失活的方法是通過監(jiān)測泡沫達到在老化過程中不同時間段達到的大高度的約80% 的時間（以秒為單位）的變化。然后可以通過記錄變化ath老化-t初始來測量催化劑性能的改 進。例如，需要20秒才能達到初制備時達到的大高度的約80%的制劑，在50° c儲存兩 周后可能會經(jīng)歷反應(yīng)性衰減，然后需要30秒才能達到大高度的約80%達到的高度（通過 fomat設(shè)備測量）。則at將為10秒。因此，當比較催化劑組合物時，需要較小的at 變化，因為這種較小的變化與老化過程中較低的活性損失相關(guān)。at的較小變化意味著，例 如，合適的噴霧泡沫配方在老化后仍然可以產(chǎn)生泡沫，而不需要向預(yù)混物中添加額外的新鮮 催化劑以防止反應(yīng)混合物在應(yīng)用過程中流掛、滴落或塌陷。為了獲得穩(wěn)定的泡沫配方，優(yōu)選 反應(yīng)性的at變化小于約7秒。更優(yōu)選反應(yīng)性的at變化小于約5秒、小于約4秒并且在一 些情況下小于約3秒。
具體實施案列如下：將約100g上述預(yù)混物添加到塑料容器中封閉，并在密封容器中的 烘箱中在50℃下調(diào)節(jié)7或14天。使樣品在室溫下達到平衡，然后在由機械混合葉片以約 3000rpm提供的劇烈機械攪拌下與相應(yīng)量的異氰酸酯（通常為約25g多元醇預(yù)混物和25g異 氰酸酯）混合。在聲納檢測設(shè)備（fomat型號v3.5和fomat設(shè)備附帶的標準軟件）下測 量泡沫上升情況，并記錄每個案例的選擇時間。選擇時間以秒為單位測量，它代表每個發(fā)泡 體達到全高度約80%所需的時間。時間記錄1為組裝并立即發(fā)泡的預(yù)混物的選擇時間，t2為 50℃調(diào)理7天后的選擇時間，t3為50℃調(diào)理14天后的選擇時間。at是反應(yīng)性衰減或t3 和t1之間的差值。在這些條件下，需要小于5秒的at才能具有適當?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定性。
表一為實施案列過程中的基本配方，其他原料不變，整個過程只改變催化劑種類。
基本配方表格
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物料種類
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添加量（pphp）
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聚醚多元醇
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50
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聚酯多元醇
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50
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阻燃劑tcpp
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20
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硅油
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3
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發(fā)泡劑lba
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10
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水
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3
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催化劑組合
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可變
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表二所示為標準胺催化劑pc5和a33在老化后表現(xiàn)出顯著的反應(yīng)活性損失，高at即可 證明這一點。
催化劑種類
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用量(pphp)
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t1（s）
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t2（s）
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t3（s）
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at（s）
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nt cat pc5
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2.8
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12
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17
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22
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10
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nt cat a33
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2.8
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33
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49
|
49
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15
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表三所示為新型lba體系催化劑并且當在50° c老化兩周時可以表現(xiàn)出改善的穩(wěn)定性， 且at<5秒。
催化劑種類
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用量(pphp)
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t1(s)
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t2(s)
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t3(s)
|
at(s)
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nt cat
lbc200+nt
cat lbc100
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2.8
|
21
|
23
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25
|
4
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表四所示為新型lba體系催化劑并且當在50° c老化兩周時可以表現(xiàn)出改善的穩(wěn)定性，
且at<5秒。
催化劑種類
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用量(pphp)
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t1（s）
|
t2（s）
|
t3（s）
|
at (s)
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nt cat
lbc300+nt
cat lbc100
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2.8
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20
|
23
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24
|
4
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表五所示為新型lba體系催化劑并且當在50° c老化兩周時可以表現(xiàn)出改善的穩(wěn)定性， 且at<5秒。
催化劑種類
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用量(pphp)
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t1（s）
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t2（s）
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t3（s）
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at（s）
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nt cat lbc200+nt cat
lbc100+nt cat lbc400
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2.8
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18
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22
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21
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3
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本催化劑組合可用于生產(chǎn)任何硬質(zhì)絕緣泡沫，并且特別可用于噴涂泡沫、器具絕緣、絕 緣建筑板和含有閉孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫的各種其它絕緣產(chǎn)品。特別適用于改善含有氫鹵烯烴發(fā) 泡劑的體系的穩(wěn)定性，例如hfco-1234ze （反式1,3,3,3-四氟丙-1—烯）和hfco-1233zd
（反式 1,3,3,3-四氟丙-1-烯）中的至少一種。 1-丙烯、1-氯-3,3,3-三氟）等 hfo。
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