新一代海綿增硬劑

在聚氨酯塊海綿的生產中，調整海綿硬度一直是一個比較困難的問題。海綿硬度可以通過不同的方法調整。通常，降低海綿的硬度，即軟化海綿，不會對海綿的其他性質產生太大的變化，但是不可能增加海綿的硬度而不會對海綿的其他性能產生不良影響。

有多種方法可以提高海綿硬度。首先想到的是通過增加海綿的密度來增加海綿的硬度，海綿密度每增加1kg/m3硬度可增加約1.0kPa（CLD 40％），但這會增加成本；使用填充材料（CaCO₃和BaSO₄）也可以增加硬度，但是這種方法不是永久性的，并且會降低海綿的物理性質；還有一種常見的方法是加聚合物多元醇，用這種方法可以提高硬度，但海綿的成本會大大增加；一種方法是加強海綿的三維結構，即增加交聯的數量，可以通過增加TDI指數來實現，然而，當以這種法會使海綿的泡孔結構改變，透氣性降低，閉孔的數量增加。此外，隨著反應溫度的升高，塊體內發黃或甚至發火的風險增加；另一種方法是加速膠凝反應，即增加錫催化劑。該方法也會使海綿的泡孔結構發生變化，透氣性降低。

新典化學根據行業需求，對海綿的硬度機理進行了長期研究。作為這些研究的結果，新開發的海綿專用增硬添加劑系列以滿足客戶的需求。下表為新典化學該系列產品列表：

以NT ADD H18為例，具體實驗說明其性能效果。

與市場上的其他硬化添加劑不同，NT ADD H18可顯著提高硬度，同時不影響泡沫的孔結構。當NT ADD H18添加到配方中時，沒有必要改變TDI或錫的量來維持開孔結構。使用量為1至5pphp，取決于所需的硬度增加。取決于泡沫密度，配方和生產參數，可以在不顯著改變孔結構的情況下提高35％的硬度。

表一：實驗箱泡密度為16kg/m3海綿一般的配方如下：

如圖1所示，在參考配方實驗室條件下，密度為16kg/m3海綿中添加3pphp和5pphp 的NT ADD H18，其硬度增加達到25％和35％。

圖1：添加3pphp和5pphp 的NT ADD H18海綿的硬度變化曲線

NT ADD H18不僅可用于增加硬度，還可用于減少配方中TDI，聚合多元醇或錫的含量，同時保持海綿硬度。因此，如果需要，它可用于降低成本，并促進工藝條件（反應溫度）。如表2所示，在參考配方實驗室條件下，密度為21kg/m3海綿中添加3pphp的NT ADD H18，將TDI指數從105降低到100，硬度保持幾乎恒定，并且可顯著改善海綿黃化問題，如圖二所示。

表二：實驗箱泡密度為21kg/m3海綿一般的配方如下：

圖二：實驗所得海綿的黃化結果對比

總結：綜合上述實驗結果，可以得出NT ADD H18可明顯改善海綿的硬度而對海綿自身的其他物理性能基本不影響，且在一定程度上能改善海綿的黃化問題。

NT ADD H18不僅可以用在海綿上，也可在其他聚氨酯復合高分子材料上使用，這里只是以海綿材料上的應用做對比實驗。

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