对冰箱用环戊烷聚氨酯硬泡中催化剂的功能相关思考

翟厚凯

摘要：环戊烷的工艺性能非常优秀，其热导系数非常低，成本价格也非常低，在聚氨酯硬泡方面经常被用作代替CFG-11的发泡剂。当前这种技术发展已经非常成熟，而且在冰箱方面被大规模、大范围的使用。最近几年来，化工研究部门对氯氟烃的替代工作，特别是环戊烷硬泡体系进行了非常详细的研究，所生产的环戊烷质量非常高，就拿发泡能力和工艺技术来说，处于世界先进水平。原因就是用了最新的发泡体系，因此本文就对冰箱环戊烷组合中的聚醚催化剂进行研究分析，以供相关从业人员参考与借鉴。

关键词：冰箱泡沫;环戊烷;聚氨酯;催化剂;功能研究

1环戊烷发泡体系中催化剂的作用

环戊烷发泡体系和其他的发泡体系相比较，在发泡行为上就有很大的区别，而且泡沫的性能非常低。比如，热导系数非常大、质量稳定性低，这就需要增加泡沫密度解决这些问题。环戊烷的沸点是非常高的，因此发泡的速度就要非常快，这就要求发泡原料必须具有很强的流动性。所以，在对基础的配料进行研究的时候，除了选择活性较高的、流动性较强以及适合这种发泡体系的泡沫稳定剂之外，还需要选择适合的催化系统。在保证发泡物料的较快乳白的时候，还要对凝胶的时间进行延长，延长乳白时间的间隔，这样就可以提升发泡材料在冰箱内的流动性。如果一旦出现凝胶的现象，发泡材料的粘度就会迅速增加，相应的流动的阻力和摩擦力就会增加，泡沫的质量和强度就会降低，热导系数也会相应的增加。另外，尽量的减小脱粘时间和凝胶时间，避免出现脱胶时间过长的现象，减少凝固时间，减少脱模时间。

2环戊烷发泡体系中不同催化劑的性能阐述

2.1聚氛醋硬泡中常用的催化剂

在下面的表1中列举出了聚氨酯硬泡中比较常用的几种催化剂。其中A-33是一种凝胶能力非常强的催化剂，但是泡沫的流动比较差，泡沫的密度分布布局均匀;A-1，Am-1属于发泡能力非常强的催化剂，可以提升发泡的流动性，但是热导系数较高;DMCHA和LM-B可以很好的对发泡反应和凝胶作用进行调整，但是DMCHA发泡速度对温度的改变太敏感，对环境的要求比较高，LM-n非常容易使泡沫出现空洞的现象，对泡沫和其他物体的粘连性有很大的影响。

2.2发泡过程与流动性及催化剂的应用

聚氨酯发泡是一个非常复杂的物理化学反应过程，该反应主要分为发泡反应和凝胶反应两个部分，环戊烷发泡体系也是同样的反应过程。在发泡体系进行化学反应的时候，发泡初期的化学反应非常明显，原因就是其分子的特殊性，粘度比较小，泡沫的流动性较好。如果出现凝胶现象，大分子就会进行交联，这时候发泡物料的粘度就会急剧增加，发泡的流动性就会降低。如果反应初期释放的热量比较大，发泡的气化速度就会加快，泡沫出现的速度就会非常快，可以在出现凝胶之前完成相应的操作，这样发泡的流动性就非常优秀，泡体的质量分布就比较均匀。相反，如果反应初期所释放的热量比较少，发泡的气化速度就会减慢，泡沫出现的就比较慢，当出现凝胶现象的时候泡沫的浓度没有达到相应的要求，很多的发泡在出现凝胶现象之后还会继续进行发泡，这样发泡的流动性就比较差。在环戊烷发泡体制中，由于环戊烷的特殊性质，它和其他材料的兼容性比较差，为了提升泡沫的密度，满足冰箱使用的要求，需要加入很多的水，这样通过水和异氰酸酯进行反应就可以产生CO2进而弥补发泡剂存在的缺点。为了使发泡反应和凝胶反应达到一个均匀平衡的效果，可以加入合适的凝胶催化剂，这样不仅可以保证体系具有很好的流动性，而且密度分布非常均匀，而且还可以促使泡沫出现凝胶现象，提升泡沫固化的速度，这样的出来的泡沫质量非常高、在环戊烷泡沫中，由于环戊烷的冷凝原因，造成泡沫内部出现负压，泡沫就会出现收缩的现象，对于这种情况，可以添加合适的三聚催化剂，例如PG41，DMCHA等[1]。

2.3脱模性与后固化催化剂的应用

在冰箱泡沫中脱模性也是一个非常重要的参考标准，催化剂和固化时间如表2所示。冰箱的泡沫的脱模性除了受到制造工艺和聚醚多元醇、异氰酸醋的影响除外，在化学反应中的催化剂也是非常重要的影响因素。催化剂对于发泡反应来说有着举足轻重的作用，原因就是泡沫在进行脱模之前需要完全固化，如果没有脱模之前没有进行固化就会出现泡沫变形的现象。如果固化时间过长就会出现加长制作时间，所以，对于这种情况就可以加入适当的热火化催化剂，这种催化剂在泡沫温度较高的时候可以更快的促进反应速度，提升反应效率，这样泡沫的固化时间就会加快[2]。

结束语

环戊烷聚氨酯硬泡体系是当前最新的一种发泡体系，在该体系中催化剂的选择是非常重要的一点，如果要想得到较好工艺和高质量的泡沫体，除了从泡沫原材料方面进行入手之外，还需要选择合适的催化剂。不同的催化剂有着不同的优势，结合实际的情况合理的选择合适的催化剂。

参考文献

[1]刘访艺，李晓明，刘丽伟，林豪杰.Foamat泡沫起升仪在聚氨酯硬泡催化剂测试中的应用[J].聚氨酯工业，2019，34（04）：28-30.

[2]袁伟，李同续.浅谈冰箱用环戊烷聚氨酯硬泡中催化剂的功能[J].化学推进剂与高分子材料，2000（05）：23-24.

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