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发泡剂定义及分类和常见发泡剂品种大全

新闻中心 / 2020-07-29 13:52

一、发泡剂的定义及分类
1. 发泡剂定义
发泡剂是指能在塑料中形成泡孔结构,即制造泡沫塑料而添加的一类助剂。它们能在特定的条件下产生大量气体,在形成的这些含有连续或不连续气孔(即开孔或闭孔),使塑料形成气固相结合的多孔结构材料,可降低塑料的密度和硬度,或增强其隔音性和隔热性。
2 发泡剂种类
按产生气体方式的不同,发泡剂可分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类。
二、物理发泡剂
物理发泡剂主要是通过发泡剂物理状态的变化来形成塑料中的泡孔。
理想物理发泡剂应具备的条件为:
①惰性、无毒;
②和树脂相容;
③在树脂基体中的扩散速度小;
④当树脂反应放出热量,或当置到外部加热时应易于挥发。
物理发泡剂的分类
通常,物理发泡剂分为三类:① 压缩气体;② 可溶性固体;③ 在沸点低于0℃的挥发性液体。
在加工过程中,当压力消除时,压缩气体膨胀,或液体受热蒸发膨胀,或溶解的可溶性固体物质升华而产生气体。
常用物理发泡剂品种
常用的挥发性发泡剂品种有:含5~7个碳的脂肪烃;卤代烃;低沸点的醇,醚、酮和芳烃。通常应用物理发泡剂的工程塑料主要有ABS和酚醛树脂等。
1. 二氧化碳发泡剂
一种是异氰酸酯和水反应生成二氧化碳(水发泡)作为发泡剂,另一种是液体二氧化碳。
目前主要用于对绝热性要求不高的供热管道保温、包装泡沫塑料和农用泡沫塑料等领域;液体二氧化碳发泡优缺点与水发泡相同,目前主要用于聚氨酯软泡。
2. 氢化氟氯烃(HCFC)发泡剂
分子中含有氢,化学特性不稳定,比较容易分解。
目前商业上可以替代CFC-11最成熟的产品为HCFC-14LB,它与多元醇和异氰酸酯的相溶性好,在不增加设备的条件下可以直接用HCFC-14LB代替CFC-11,在达到同样密度和相近的物理特性泡沫体时用量要少于CFC-11。HCFC-141B的缺陷在于原料价格较高,对某些ABS和高抗冲击性聚苯乙烯具有溶解性,且其导热系数比CFC-11高,因此需要得到的泡沫体密度较高,才可以达到隔热效果。
3. 烃类发泡剂
用于聚氨酯发泡剂的烃类化合物主要是环戊烷,特别是环戊烷的硬泡体系具有导热系数较低和抗老化性能,ODP值为零等优点,常被用于冰箱、冷库和建筑的隔热保温等领域,已经成为我国硬泡CFC-11替代品的首选。
4. 氢化氟烷烃(HFC)发泡剂
HFC类化合物ODP值为零,在软质PU泡沫生产中是CFC-11理想的替代产品,早期的HFC类发泡剂主要是HFC-134A和HFC-152A,这两种发泡剂具有低分子量和低沸点,达到相同密度和相近物理特性泡沫体时,用量比CFC-11用量少,并且性能比较稳定,但是它们的缺陷在于导热系数比较高,且在一般多元醇中的溶解度较低,加工含有HFC-134A和HFC-152A的组合聚醚相对比较困难,另外需要发泡设备以满足加工要求。
三、化学发泡剂
化学发泡剂又称分解性发泡剂。它们能均匀地分散于树脂中,受热分解,可产生至少一种气体。
1. 化学发泡剂分类
可分为无机发泡剂和有机发泡剂两类。有机发泡剂是塑料中使用的主要发泡剂,主要是偶氮类、亚硝基类和磺酰肼类。另外还有一些发泡剂组成物,其发泡气体是通过两个组分间的吸热反应而释放出来的。
有机发泡剂存在的问题:
1.1. 有机发泡剂发气量一般仅是无机发泡发泡剂的15%-30%,残渣量大,其中包括水和挥发性物质,有时会有臭味和表面喷霜;
1.2. 发泡的分解发热量大,难以去除,尤其在制品壁厚度大的情况下,会使内部塑料过热而分解,降低性能;
1.3. 发泡剂几乎都是易燃品,分解温度低,储存和使用都必须小心。
2. 常用化学发泡剂品种
主要有偶氮类、亚硝基化合物类、磺酰肼类
2.1. 偶氮二甲酰胺
发泡剂AC,桔黄色结晶粉末,相对分子质量116.1,相对密度1.65,细度(200 目通过)≥99.5%,水分≤0.1%,灰分≤0.1%。溶于碱,不溶于醇、汽油、苯、吡啶等一般有机溶剂,难溶于水。分解温度190~205℃,不易燃。发气量为200~300ml/g,主要是氮气、一氧化碳和少量二氧化碳。室温贮存稳定,有自熄性,但在120℃以上时因分解产生大量气体,在密闭容器中易发生爆炸。
用途:适用于PE、PVC、PS、PP、ABS 等。其分解产物无毒、无臭、不污染,可以制得纯白的泡沫体。本品分解温度高,产生的气泡均匀、致密。适用于闭孔泡沫体、常压或加压发泡体,厚的或薄的发泡体等各种发泡制品。如PVC和增塑糊发泡体,聚烯烃的压延和模塑发泡体,发泡人造革等。