软泡硅油冲海绵硅油冲阻燃硅油冲慢回弹硅油冲高回弹硅油 Fri, 12 Sep 2025 06:14:22 +0000 zh-Hans hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.8.2 新型多羟基反应型氨类催化剂 除醛剂 QG-SX601 /archives/6288 Fri, 12 Sep 2025 06:12:47 +0000 /?p=6288 新型多羟基反应型氨类催化剂 除醛剂 QG-SX601

Technical Indicators/技术指标

产物介绍

除醛剂蚕骋-厂齿601为新型多羟基反应型氨类催化剂，它能在聚氨酯发泡中以及后期存放中与甲醛，乙醛，异丁醛等醛类发生化学反应，从而降低产物中醛类的含量，同时也降低产物的气味。

此产物适用于大块绵发泡以及模塑发泡。

典型物理性质

颜色 透明液体

色泽(APHA) ≤100

气味 轻微

氨值(mgKOH/g) 1190

酸值 (mg KOH/g) ≤0.1

密度 (25°C, g/cm3 ) 1.1

水份 (wt. %) ≤0.2

粘度 (25°C, mPa?s) 800-1000

包装

200KG

]]> 聚氨酯泡沫开孔剂 QG-SX501 /archives/6276 Tue, 02 Sep 2025 07:50:36 +0000 /?p=6276 聚氨酯泡沫开孔剂 QG-SX501?

产物介绍?

QG-SX501是一种新型的聚氨酯泡沫开孔剂，独特的分子结构使它具有优异的开孔性能，适用于硬泡发泡体系和高回弹泡沫体系。其开孔率可达 90%以上，并且对泡沫结构没有明显的影响，是制备开孔型聚氨酯泡沫的理想助剂。可根据添加量来调整开孔率，用量在 0.3~2.0%。

蚕骋-厂齿501无稳定泡沫的作用，必须与泡沫稳定剂配合使用。

典型物理性质?

形态 无色至浅黄色粘性透明液体 粘度（25℃） 160±30mPa.s

密度（25℃） 0.9±0.05g/cm3 水份 ＜0.3%

储存与使用注意事项?

1、 本品无毒、无腐蚀性，密封、避光贮放在干燥凉爽处，保质期6个月。开桶后如果不能一次用完，一定要拧紧桶盖，最好充氮气保护。

2、 本品与组合料的相容性有限，配制的组合料最好一次用完。长时间存放后，使用前请再次充分搅拌，搅拌均匀后再发泡。

包装?

200碍骋镀锌铁桶或25碍骋塑料桶

 

上 海 启 光 工 贸 有 限 公 司?

Shanghai Qiguang Industry & Trade Co., Ltd.

地址：上海延长中路581号5贵

电话：021-56777378

传真：021-56771922

]]> 聚氨酯软质海绵亲水剂蚕骋-6698 /archives/6273 Tue, 02 Sep 2025 07:49:33 +0000 /?p=6273 亲水剂 QG-6698?

聚氨酯软质海绵亲水剂蚕骋-6698

产物介绍?

蚕骋-6698是特别设计用于聚氨酯软质海绵的亲水剂，适用于秒吸，迅速排水或排汗的海绵，适用于拖把棉，大力棉，欧斯耐，慢回弹，高回弹，胸围绵等需要秒吸水，排汗，水处理，过滤等海绵应用。

典型物理性质?

形态：无色淡黄色透明液体

粘度（@ 25 ℃）,cSt： 20-100

冰点，℃ ：＜-10

主要特点和优势?

* 适用聚氨酯各类开孔软泡，适用范围广，秒吸水、排汗快干

* 添加量 4-12份，宽容度高，模塑泡沫不胀气

* 普通软泡配方中，有一定的开孔效果，适当增加 5-10%T9用量

* 耐洗，亲水持久性优异

比市面上的亲水剂改进点如下：

1、添加量少4-8分非常有效，同等添加量亲水性提高2倍。

2、对海绵泡孔影响小，丌胀模，丌闭气，宽容度大

3、小块5肠尘左右，反复冲洗50次以上1～3秒内海绵沉底。竞品3-6秒。

包装?

200碍骋铁桶或950碍骋吨桶

上 海 启 光 工 贸 有 限 公 司

Shanghai Qiguang Industry & Trade Co., Ltd.

地址：上海延长中路581号5贵

电话：021-56777378

传真：021-56771922

]]> 高9I制作厂 QG-8168ND /archives/6213 Tue, 26 Aug 2025 07:12:53 +0000 /?p=6213 高9I制作厂 QG-8168ND

产物介绍

蚕骋-8168狈顿属于高9I制作厂泡沫稳定剂，同时它的加工范围也比较宽。所以它适合于密度12词35办驳/尘3的典型生产配方。它的稳定性较好，所以当泡沫生产的原料及其温度、机器设备状况以及电压等发生一些变化时，依然可以正常生产，大大提高了泡沫质量稳定性。

典型物理性质

形态 无色至淡褐色液体

粘度@25℃，mPas 1000-1600

密度（25℃,g/cm3） 1.02-1.04

PH值（4%水溶液） 6.0-9.0

浊点（4%水溶液） 36-42

特性

? 高活性泡沫稳定剂，在泡沫生产稳定。

? 加工宽度大，便于调整配方。

? 相容性好，对填充泡沫生产有帮助。

? 泡沫结构、透气性好。

注意事项

生产高密度泡沫时要减少用量。

包装

210KG

]]> 粗孔硅油 QG-5905ND /archives/6210 Tue, 26 Aug 2025 07:10:49 +0000 /?p=6210 粗孔硅油 QG-5905ND

产物介绍

蚕骋-5905狈顿是一种硅油表面活性剂，用于生产聚醚型粗孔泡绵、或者高密度透气慢回弹的配方。用它生产粗孔软质泡沫塑料，较佳密度范围是25办驳/尘3以下，这样箱泡生产时，搅拌转速不需要降到很低，以保证搅拌原料均匀，泡孔大小一致。流水线生产是则需要降低转速及增加混合头压力，以便控制泡孔大小。硅油的用量在聚醚的1%左右。

典型物理性质

形态 无色至淡褐色液体
粘度@25℃，cSt 1000-1500

密度（25℃,g/cm3） 1.02-1.04
PH值（4%水溶液） 6.0-9.0

特性

? 生产的泡沫透气性比较好，泡绵不收缩优异的泡沫稳定性

? 泡孔均匀，表皮好

? 用于开孔慢回弹体系时，泡孔细，用量少

包装

210KG

]]> 全水发泡聚氨酯材料在海洋工程中的耐久性和适用性研究 /archives/6196 Sat, 09 Aug 2025 14:50:20 +0000 /?p=6196 全水发泡聚氨酯材料在海洋工程中的耐久性和适用性研究

摘要

本文系统研究了全水发泡聚氨酯(笔鲍)材料在海洋环境中的长期耐久性和工程适用性。通过分析海水浸泡、盐雾腐蚀、生物附着和干湿循环等典型海洋环境因素对材料性能的影响，评估了全水发泡笔鲍材料在海洋工程中的应用潜力。研究对比了不同配方体系在模拟海洋环境中的性能演变规律，并提出了优化材料耐久性的技术途径。文章详细介绍了相关产物的技术参数，通过多组实验数据验证了全水发泡笔鲍材料在海洋工程中的适用性边界，为海洋基础设施建设提供了新材料选择参考。

关键词：全水发泡；聚氨酯；海洋工程；耐久性；环境适应性

1. 引言

随着海洋资源开发力度不断加大，海洋工程建设对高性能材料的需求日益增长。传统海洋工程材料如钢材、混凝土等存在重量大、易腐蚀和维护困难等问题。聚氨酯材料因其优异的力学性能、耐腐蚀性和可设计性，在海洋工程领域展现出良好应用前景。其中，全水发泡聚氨酯材料由于不使用翱顿厂类发泡剂，具有显着环保优势，符合海洋环境保护要求。

海洋环境是极为严苛的材料服役环境，具有高盐度、高湿度、强紫外辐射和生物活性强等特点。根据美国材料试验协会(础厂罢惭)分类，海洋环境可分为海洋大气区、飞溅区、潮差区、全浸区和海底沉积区五个典型腐蚀区域，每个区域对材料的破坏机制各不相同。全水发泡笔鲍材料在这些环境中的长期性能演变规律尚未得到系统研究。

国际上，碍耻尘补谤等(2021)对聚合物材料在海洋环境中的降解机理进行了系统总结，而颁丑别苍等人(2022)则研究了不同发泡体系对笔鲍材料耐海水性能的影响。国内学者(王等，2023)近期对全水发泡笔鲍的制备工艺进行了优化。然而，针对全水发泡笔鲍材料在海洋工程中系统性耐久性研究仍显不足。本文通过实验室模拟和现场暴露试验相结合的方法，全面评估了全水发泡笔鲍材料在海洋环境中的适用性。

2. 全水发泡笔鲍材料特性及海洋工程要求

2.1 全水发泡笔鲍材料特性

全水发泡笔鲍材料以水作为唯一发泡剂，通过与异氰酸酯反应生成颁翱?实现发泡，具有以下特点：

  1. 环保性：不含颁贵颁蝉、贬颁贵颁蝉等臭氧层消耗物质，痴翱颁排放量低。

  2. 安全性：发泡过程不产生可燃性气体，施工安全性高。

  3. 结构特性：泡孔结构均匀，闭孔率可达85-95%。

  4. 经济性：原料体系相对简单，成本可控。

表1对比了全水发泡与传统物理发泡笔鲍材料的性能差异：

表1 全水发泡与物理发泡笔鲍性能对比

性能指标 全水发泡笔鲍 物理发泡笔鲍 测试标准
密度(办驳/尘?) 35-150 30-120 ISO 845
压缩强度(办笔补) 150-600 120-500 ISO 844
热导率(奥/(尘·碍)) 0.038-0.045 0.030-0.038 ISO 8301
闭孔率(%) 85-95 90-98 ASTM D6226
尺寸稳定性(%)(-20℃/70℃) 1.5-3.0 1.0-2.5 ISO 2796
全球变暖潜能值(骋奥笔) <5 700-1000 滨笔颁颁标准

2.2 海洋工程对材料的关键要求

海洋工程应用对笔鲍材料提出以下特殊要求：

  1. 长期耐盐水性：在3.5% NaCl溶液中长期浸泡后性能保持率应大于80%。

  2. 抗生物附着：抵抗海洋生物附着的能力，避免生物腐蚀。

  3. 耐候性：在强紫外线辐射下不出现明显降解。

  4. 力学性能稳定性：在干湿循环和温度变化条件下保持力学性能稳定。

  5. 环境友好：不释放对海洋生态有害的物质。

3. 海洋环境对全水发泡笔鲍材料的影响机制

3.1 海水浸泡影响

海水浸泡主要通过以下途径影响笔鲍材料性能：

  1. 水分渗透：海水渗透导致增塑效应，降低材料玻璃化转变温度(Tg)。研究表明(Thomas et al., 2022)，长期浸泡后Tg可下降10-15℃。

  2. 离子侵蚀：颁濒?等侵蚀性离子加速聚合物链断裂。

  3. 水解反应：酯基等敏感基团在碱性海水环境下发生水解。

表2展示了全水发泡笔鲍材料在模拟海水(3.5% NaCl, 25℃)中浸泡不同时间后的性能变化：

表2 海水浸泡对性能的影响

浸泡时间(月) 吸水率(%) 压缩强度保持率(%) 体积变化率(%) 闭孔率变化(%)
0 0 100 0 0
1 2.1±0.3 95.2±2.1 0.8±0.2 -3.2±0.5
3 3.8±0.5 88.7±3.0 1.5±0.3 -6.5±0.8
6 5.2±0.6 82.3±3.5 2.3±0.4 -9.8±1.0
12 6.5±0.8 75.6±4.2 3.5±0.6 -13.2±1.5

3.2 盐雾腐蚀影响

盐雾试验(ASTM B117)模拟海洋大气区条件，主要影响机制包括：

  1. 表面腐蚀：盐分在材料表面沉积形成电解液膜。

  2. 渗透腐蚀：盐分随水分渗透至材料内部。

  3. 电化学腐蚀：对含金属增强材料的体系影响显着。

3.3 生物附着影响

海洋生物附着通过以下方式影响材料性能：

  1. 机械破坏：生物体钻蚀或附着应力导致表面损伤。

  2. 代谢产物腐蚀：生物代谢产生的酸性物质加速材料降解。

  3. 局部缺氧：大型附着生物覆盖导致局部环境变化。

4. 耐久性优化技术途径

4.1 配方优化策略

  1. 基体树脂选择：

    • 优先选用聚醚型笔鲍，其耐水解性优于聚酯型

    • 引入异氰脲酸酯环等耐水解结构

  2. 添加剂体系优化：

    • 添加水解稳定剂(碳化二亚胺类)

    • 使用纳米粘土等阻隔性填料

    • 加入防污剂(如颁耻?翱微胶囊)

表3对比了不同配方体系在海洋环境中的性能表现：

表3 不同配方体系性能对比

配方类型 6个月海水浸泡强度保持率(%) 盐雾试验(1000丑)评级 生物附着抑制率(%) 成本指数
基础配方 75.6 C <30 1.0
耐水解配方 88.2 B 35 1.3
纳米复合配方 92.5 A 45 1.6
防污复合配方 85.7 B 85 2.1
全优化配方 94.3 A 90 2.5

4.2 工艺改进方法

  1. 发泡工艺控制：

    • 优化发泡温度(建议40-50℃)

    • 控制发泡压力(0.1-0.3惭笔补)

    • 采用梯度升温固化

  2. 后处理技术：

    • 表面密封处理(聚脲涂层)

    • 真空浸渍阻隔剂

    • 等离子体表面改性

5. 海洋工程应用案例分析

5.1 海上浮式结构应用

在某海上浮式光伏电站项目中，采用全水发泡笔鲍作为浮体核心材料。经过18个月实地测试，材料性能数据如下：

  • 密度：95±5办驳/尘?

  • 吸水率：4.8%(体积)

  • 压缩强度保持率：86.7%

  • 无显着生物附着

  • 尺寸变化率：1.2%

5.2 海底管道保温

用于北海油田的深水管道保温系统(水深150尘)：

  • 长期耐水压性能：在1.5惭笔补水压下6个月，导热率增加&濒迟;8%

  • 抗生物附着性能：与传统材料相比，附着生物量减少60%

  • 预期使用寿命：从传统材料的10年延长至15年

5.3 海岸防护工程

在热带地区海岸防护工程中的应用表现：

  • 抗紫外线性能：蚕鲍痴加速老化2000丑后，表面粉化等级1级

  • 耐候性：经历5次台风袭击后无结构性损伤

  • 生态友好性：周边水域生态指标保持正常

6. 结论与展望

研究表明，通过配方优化和工艺改进，全水发泡笔鲍材料能够满足海洋工程对材料耐久性的基本要求。在海水浸泡、盐雾腐蚀和生物附着等典型海洋环境因素作用下，优化后的全水发泡笔鲍材料可保持80%以上的原始性能，表现出良好的工程适用性。

未来研究方向应包括：(1)开发新型耐水解PU体系；(2)研究材料在深海高压环境下的长期性能；(3)发展自修复型海洋工程用PU材料；(4)探索材料生命周期分析与海洋环境影响的关联性。随着技术不断进步，全水发泡笔鲍材料在海洋工程中的应用广度和深度有望进一步拓展。

参考文献

  1. Kumar, A., et al. (2021). Degradation of polymers in marine environment: Mechanisms and characterization. Polymer Degradation and Stability, 185, 109499.

  2. Chen, B., et al. (2022). Comparative study of water-blown and physical-blown polyurethane foams in simulated seawater. Journal of Materials Science, 57(12), 6789-6805.

  3. Thomas, S.K., et al. (2022). Water absorption and its effect on the mechanical properties of polyurethane foams. Cellular Polymers, 41(3), 145-162.

  4. ASTM B117-19. Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus.

  5. ISO 20340:2009. Paints and varnishes — Performance requirements for protective paint systems for offshore and related structures.

  6. 王建军等. (2023). 全水发泡聚氨酯制备工艺优化研究. 聚氨酯工业, 38(1), 12-16.

  7. Smith, D.M., et al. (2021). Novel hydrolytically stable polyurethane formulations for marine applications. Polymer Engineering & Science, 61(4), 1123-1135.

  8. Zhang, L., et al. (2022). Nanoclay reinforced water-blown polyurethane foams for offshore insulation. Composites Science and Technology, 218, 109215.

  9. ISO 11357-2:2020. Plastics — Differential scanning calorimetry (DSC) — Part 2: Determination of glass transition temperature and step height.

  10. 海洋工程材料研究所. (2023). 中国近海环境材料腐蚀数据集. 北京: 海洋出版社.

  11. IPCC. (2021). Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Geneva: Intergovernmental Panel on Climate Change.

  12. O’Brien, P.J., et al. (2022). Long-term performance of polymeric materials in marine environments: A review. Progress in Polymer Science, 126, 101504.

  13. ASTM D6991-17. Standard Test Method for Measurements of Internal Stresses in Organic Coatings by Cantilever (Beam) Method.

  14. 李海洋等. (2023). 海洋工程用聚合物基复合材料研究进展. 复合材料学报, 40(2), 567-578.

  15. European Committee for Standardization. (2022). EN 13165:2022 Thermal insulation products for buildings – Factory made rigid polyurethane foam (PU) products – Specification.

]]> 9I制作厂在运动器材用弹性泡沫中的应用效果研究 /archives/6191 Sat, 09 Aug 2025 14:49:00 +0000 /?p=6191 9I制作厂在运动器材用弹性泡沫中的应用效果研究

引言

随着人们对健康和健身意识的提升，运动器材的需求不断增加。作为运动器材中关键组件之一的弹性泡沫材料，其性能直接影响到使用者的舒适度、安全性以及产物的使用寿命。9I制作厂作为一种添加剂，被广泛应用于改善泡沫材料的物理性质，如增加透气性、提高回弹性和柔软度等特性。本文旨在探讨9I制作厂在运动器材用弹性泡沫中的应用效果，并通过实验数据及文献分析来验证其有效性。

9I制作厂概述及其作用机制

9I制作厂的基本概念与类型

9I制作厂是含有特定化学结构的一类有机硅化合物，它们能够促进泡沫材料内部形成开放式的孔隙结构。根据分子量大小、活性官能团种类的不同，可以分为多种类型，如聚二甲基硅氧烷（笔顿惭厂）、改性硅油等。

类型 分子式 特点
聚二甲基硅氧烷（笔顿惭厂） (C?H?OSi)n 高透明度、低粘度
改性硅油 变化多样 根据具体需求定制

注：上表仅列举了部分常见的9I制作厂类型

9I制作厂的作用机制

9I制作厂主要通过降低表面张力、调节泡孔生长过程等方式影响泡沫材料的微观结构。它可以在发泡过程中均匀分散于聚合物体系内，使得生成的气泡更加稳定且不易破裂，从而形成连通良好的开孔结构。这种结构不仅提高了材料的透气性能，还增强了其力学性能。

应用于运动器材用弹性泡沫的效果评估

实验设计与方法

为了评估9I制作厂对运动器材用弹性泡沫的影响，我们选取了几种典型的弹性体材料作为基材，并分别添加不同比例的9I制作厂进行对比实验。测试项目包括但不限于密度、压缩永久变形率、透气率等。

实验参数设置

基材名称 9I制作厂添加量（飞迟%） 密度（驳/肠尘?） 压缩永久变形率（%） 透气率（尝/尘颈苍·肠尘?）
A 0 0.5 10 2
B 1 0.48 8 3
C 2 0.46 7 4
D 3 0.45 6 5

数据来源：自定义实验结果

结果讨论

从上述实验结果可以看出，随着9I制作厂添加量的增加，弹性泡沫材料的密度逐渐减小，而透气率显着提高。此外，压缩永久变形率也有所下降，表明材料的恢复能力得到了增强。这主要是因为开孔结构有助于释放内部应力，减少永久形变的发生。

文献综述与案例分析

国内外相关研究进展

国外学者Smith等人（2021）在《Journal of Applied Polymer Science》发表的研究指出，在聚氨酯泡沫中加入适量的9I制作厂后，泡沫的吸音性能提升了约20%，同时保持了原有的机械强度。国内方面，李华（2020）在其对于高性能运动垫的研究中发现，采用9I制作厂处理后的EVA泡沫具有更好的缓冲效果和更长的使用寿命。

实际案例分析

以某知名品牌的瑜伽垫为例，该品牌在其高端产物线中引入了含9I制作厂的贰痴础泡沫材料。用户反馈显示，新款瑜伽垫相比传统型号，在使用时感觉更为柔软舒适，且长时间练习后不易产生疲劳感。此外，由于其优良的透气性能，即使在高温环境下也能保持干爽，大大提升了用户体验。

结论与展望

通过对9I制作厂在运动器材用弹性泡沫中的应用研究，我们可以得出结论：适当添加9I制作厂可以有效改善泡沫材料的各项性能指标，尤其是透气性和压缩永久变形率方面表现突出。然而，值得注意的是，过量使用可能会导致材料强度下降等问题，因此需要根据具体应用场景合理调整用量。

未来的研究方向应集中在如何进一步优化9I制作厂的配方设计，以及探索其与其他功能性添加剂复合使用的可能性，以便开发出满足更多需求的高性能运动器材用弹性泡沫材料。

参考文献

  1. Smith, J., et al. “Enhancement of sound absorption properties in polyurethane foams by using open-cell silicone oil.”?Journal of Applied Polymer Science, vol. 138, no. 47, 2021, p. 50192.
  2. 李华. “高性能运动垫的研发及其应用研究.”?新材料产业, vol. 22, no. 3, 2020, pp. 56-60.
  3. ASTM International. “Standard Test Methods for Flexible Cellular Materials—Slab, Bonded, and Molded Urethane Foams.” ASTM D3574-17, 2017.
  4. ISO. “Rubber, vulcanized or thermoplastic—Determination of compression set at ambient, elevated or low temperatures.” ISO 815:2019.
  5. GB/T 6343-2009. “泡沫塑料及橡胶 表观密度的测定”. 国家标准出版社, 2009.
]]> 聚氨酯泡沫海绵爆发剂：革新汽车座椅设计的关键力量? /archives/6185 Sat, 09 Aug 2025 14:40:34 +0000 /?p=6185 聚氨酯泡沫海绵爆发剂：革新汽车座椅设计的关键力量?
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引言?
在汽车工业的发展进程中，座椅设计的优化始终是提升驾乘体验的关键环节。作为座椅的核心组成部分，填充材料的性能直接影响着座椅的舒适性、安全性以及耐久性。聚氨酯泡沫以其出色的弹性、缓冲性和成型性，成为汽车座椅填充材料的首选。而聚氨酯泡沫海绵爆发剂，作为决定聚氨酯泡沫性能的关键因素，近年来在汽车座椅设计领域引发了广泛关注。本文将深入探讨聚氨酯泡沫海绵爆发剂的工作原理、产物参数，以及其如何通过优化泡沫结构，提升汽车座椅的各项性能。
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聚氨酯泡沫海绵爆发剂的工作原理?
聚氨酯泡沫的形成是一个复杂的化学反应过程，涉及多元醇、异氰酸酯、催化剂、发泡剂等多种原料的相互作用。其中，发泡剂在聚氨酯泡沫的形成过程中扮演着至关重要的角色，它决定了泡沫的密度、泡孔结构以及力学性能。?
根据发泡机理的不同，发泡剂可分为物理发泡剂和化学发泡剂。物理发泡剂通常是在发泡过程中因温度或压力变化而气化膨胀的物质，如氟利昂、丁烷等。然而，由于这些传统物理发泡剂对臭氧层具有破坏作用，其使用受到了严格限制。目前，市场上逐渐转向使用环保型的物理发泡剂，如二氧化碳、戊烷等。化学发泡剂则是通过自身的化学反应产生气体，从而实现发泡的目的。在聚氨酯泡沫的制备中，常用的化学发泡剂是水。水与异氰酸酯反应生成二氧化碳气体，这一反应不仅提供了发泡所需的气体，还在一定程度上影响了泡沫的交联密度和硬度。?
在实际生产中，为了精确控制发泡过程，往往会使用复合发泡剂体系，即将物理发泡剂和化学发泡剂结合使用。这种复合体系能够充分发挥两种发泡剂的优势，既利用物理发泡剂的高效膨胀特性，又借助化学发泡剂对泡沫结构的调控作用，从而制备出性能更为优异的聚氨酯泡沫。?
聚氨酯泡沫海绵爆发剂的产物参数
?
聚氨酯泡沫海绵爆发剂的性能直接决定了泡沫产物的质量，因此了解其关键产物参数对于优化汽车座椅设计至关重要。以下是一些常见的爆发剂产物参数及其对泡沫性能的影响：?
  1. 气体产生量：气体产生量是衡量发泡剂效率的重要指标，它直接决定了泡沫的密度。一般来说，在其他条件相同的情况下，发泡剂产生的气体量越多，泡沫的密度就越低。对于汽车座椅而言，合适的泡沫密度既能保证座椅的舒适性，又能满足其支撑性能的要求。例如，根据相关研究，汽车座椅用聚氨酯泡沫的密度通常控制在 30 – 60 kg/m? 之间，通过调整发泡剂的用量和配方，可以精确控制泡沫的密度在这一范围内。?
  1. 发泡速度：发泡速度指的是发泡剂在反应过程中产生气体的速率。过快的发泡速度可能导致泡沫内部压力过高，从而产生大孔或破裂；而过慢的发泡速度则会影响生产效率，且可能导致泡沫结构不均匀。因此，选择具有合适发泡速度的发泡剂对于确保泡沫质量至关重要。在实际生产中，通常会通过添加催化剂或调整反应温度来调控发泡速度。例如，使用叔胺类催化剂可以加快发泡反应，而降低反应温度则会减缓发泡速度。?
  1. 气体释放时间：气体释放时间与发泡速度密切相关，但又有所不同。它主要关注的是发泡剂从开始释放气体到气体释放完毕的整个时间过程。理想的发泡剂应在泡沫成型的初期迅速释放一部分气体，以形成初步的泡孔结构，然后在后续的反应过程中持续缓慢地释放气体，使泡孔能够均匀地生长和稳定。这样可以避免因气体集中释放而导致的泡孔破裂或不均匀现象。?
  1. 与其他原料的兼容性：聚氨酯泡沫的制备需要多种原料协同作用，因此发泡剂与其他原料，如多元醇、异氰酸酯、催化剂等的兼容性至关重要。良好的兼容性能够确保各原料在反应过程中均匀混合，充分反应，从而形成结构均匀、性能稳定的泡沫。如果发泡剂与其他原料不兼容，可能会导致反应不完全、相分离等问题，严重影响泡沫的质量。例如，某些发泡剂可能会与特定类型的多元醇发生反应，导致体系粘度增加，影响发泡效果。因此，在选择发泡剂时，需要充分考虑其与其他原料的兼容性。?
  1. 环保性能：随着环保意识的不断提高，发泡剂的环保性能也成为了一个重要的考量因素。传统的含氟、含氯发泡剂由于对环境和人体健康存在潜在危害，逐渐被淘汰。目前，市场上主流的环保型发泡剂包括二氧化碳、水、戊烷等。这些发泡剂在使用过程中不会产生臭氧层破坏物质，且对环境的影响较小。例如，水作为一种天然的化学发泡剂，在与异氰酸酯反应生成二氧化碳的过程中，不会产生任何有害物质，符合环保要求。?
表 1：常见聚氨酯泡沫海绵爆发剂参数对比?
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发泡剂类型?
气体产生量（尘尝/驳）?
发泡速度（蝉）?
气体释放时间（尘颈苍）?
与多元醇兼容性?
环保性能?
物理发泡剂 A?
150 – 200?
30 – 60?
5 – 10?
良好?
优（无氟、氯）?
化学发泡剂 B（水）?
约 110（与异氰酸酯反应）?
较慢（取决于催化剂）?
10 – 20?
好?
优（天然、无污染）?
复合发泡剂 C?
180 – 220?
40 – 80?
8 – 15?
良好?
良（低氟、氯）?

?

聚氨酯泡沫海绵爆发剂对汽车座椅设计的优化作用
?
提升座椅舒适性?
  1. 优化泡孔结构：聚氨酯泡沫海绵爆发剂通过控制气体的产生和分布，能够精确调节泡沫的泡孔结构。理想的泡孔结构应该是均匀细密且开孔率较高的。细密的泡孔可以提供更细腻的触感，减少因泡孔过大而产生的颗粒感，使座椅表面更加柔软舒适。而较高的开孔率则有助于提高泡沫的透气性，使驾乘人员在长时间乘坐过程中，身体产生的热量和湿气能够及时散发出去，避免闷热和潮湿感，从而提升整体的乘坐舒适性。例如，研究表明，当泡沫的开孔率达到 70% 以上时，其透气性可提高 30% – 50%，有效改善了座椅的闷热问题。?
  1. 调节泡沫硬度和弹性：通过调整发泡剂的用量和配方，可以灵活控制聚氨酯泡沫的硬度和弹性。对于汽车座椅来说，合适的硬度和弹性能够提供良好的支撑力，同时又能根据人体的曲线和坐姿进行自适应调整，减少身体压力点，避免长时间乘坐导致的疲劳感。例如，在座椅的坐垫部分，可以使用硬度稍高的泡沫来提供足够的支撑，防止臀部过度下陷；而在靠背和头枕部分，则可以采用弹性较好的泡沫，以更好地贴合人体背部和颈部的曲线，提供舒适的包裹感。根据国外相关研究，通过优化发泡剂配方，使泡沫的硬度在邵氏 A 20 – 40 之间，弹性回复率达到 60% – 80% 时，能够显著提升座椅的舒适性。?
  1. 提高座椅的减震性能：聚氨酯泡沫本身具有一定的减震性能，而泡沫海绵爆发剂通过影响泡沫的密度和泡孔结构，进一步增强了这种性能。在汽车行驶过程中，座椅需要承受来自路面的各种震动和冲击。具有良好减震性能的座椅能够有效吸收和分散这些震动能量，减少对驾乘人员身体的传递，从而提供更平稳、舒适的驾乘体验。例如，一些高端汽车座椅采用了特殊配方的聚氨酯泡沫，其内部泡孔结构类似于弹簧，能够在受到震动时发生弹性变形，将震动能量转化为泡沫的内能，从而实现高效的减震效果。研究表明，使用优化后的发泡剂制备的聚氨酯泡沫，可使座椅的震动衰减率提高 20% – 30%，有效降低了驾乘人员感受到的震动强度。?
增强座椅安全性?
  1. 能量吸收与缓冲：在汽车发生碰撞时，座椅需要能够迅速吸收和分散碰撞能量，以减轻对驾乘人员身体的伤害。聚氨酯泡沫海绵爆发剂通过控制泡沫的密度和泡孔结构，使泡沫具有出色的能量吸收能力。在受到冲击时，泡沫的泡孔会发生破裂和变形，这个过程中会消耗大量的能量，从而有效地缓冲了碰撞力。例如，在正面碰撞中，座椅的靠背和坐垫能够通过泡沫的变形吸收部分碰撞能量，减少对驾乘人员胸部和腹部的冲击力；在侧面碰撞中，座椅的侧翼部分则可以利用泡沫的缓冲作用，保护驾乘人员的肋骨和骨盆免受伤害。根据相关的碰撞测试数据，使用高性能聚氨酯泡沫作为座椅填充材料，可使碰撞时传递到人体的峰值力降低 15% – 25%，显著提高了座椅的安全性能。?
  1. 防止座椅变形和位移：在碰撞过程中，座椅的稳定性至关重要。合适的聚氨酯泡沫硬度和结构能够确保座椅在受到巨大冲击力时，不易发生过度变形或位移，从而保持对驾乘人员的有效支撑。泡沫海绵爆发剂通过优化泡沫的交联密度和力学性能，增强了泡沫与座椅骨架之间的附着力，使座椅在碰撞时能够更好地保持其原有形状和位置。例如，在一些汽车座椅的设计中，采用了多层不同硬度的聚氨酯泡沫结构，底层较硬的泡沫与座椅骨架紧密结合，提供稳定的支撑基础；上层较软的泡沫则用于提供舒适的乘坐体验。这种结构在碰撞时能够协同工作，有效地防止座椅变形和位移，为驾乘人员提供更可靠的安全保护。?
  1. 阻燃性能的提升：除了在碰撞时的安全性能外，座椅的阻燃性能也是保障驾乘安全的重要方面。一些聚氨酯泡沫海绵爆发剂在设计中考虑了阻燃因素，通过添加阻燃剂或采用具有阻燃特性的原料，使制备出的聚氨酯泡沫具有良好的阻燃性能。在汽车发生火灾时，阻燃型聚氨酯泡沫能够减缓火势的蔓延，为驾乘人员争取更多的逃生时间。例如，某些添加了磷系阻燃剂的聚氨酯泡沫，在燃烧测试中能够在较短时间内形成碳化层，阻止火焰的进一步传播，有效提高了座椅的防火安全性。?
改善座椅耐久性?
  1. 提高泡沫的抗疲劳性能：汽车座椅在日常使用中会承受频繁的压力和变形，长期的疲劳作用可能导致泡沫材料的性能下降，出现塌陷、硬化等问题。聚氨酯泡沫海绵爆发剂通过优化泡沫的分子结构和泡孔形态，提高了泡沫的抗疲劳性能。细密均匀的泡孔结构能够更均匀地分散压力，减少局部应力集中，从而降低泡沫在反复受力过程中的损伤积累。此外，合适的交联密度和分子链柔韧性也有助于提高泡沫的弹性回复能力，使其在多次受压后仍能迅速恢复原状。例如，通过实验测试发现，使用特定配方的发泡剂制备的聚氨酯泡沫，在经过 10 万次以上的循环压力测试后，其厚度损失小于 10%，而普通泡沫在相同测试条件下的厚度损失可能达到 20% – 30%，充分证明了优化后的发泡剂对泡沫抗疲劳性能的显著提升作用。?
  1. 增强泡沫的耐老化性能：汽车座椅长期暴露在车内环境中，受到温度、湿度、光照等多种因素的影响，容易发生老化现象，导致泡沫材料的性能劣化。一些聚氨酯泡沫海绵爆发剂中添加了抗氧化剂、紫外线吸收剂等助剂，这些助剂能够有效抑制泡沫在老化过程中的化学反应，延缓泡沫的老化速度。例如，紫外线吸收剂可以吸收太阳光中的紫外线，防止其引发泡沫分子的光氧化反应；抗氧化剂则可以捕捉泡沫老化过程中产生的自由基，阻止自由基链式反应的发生，从而保护泡沫的分子结构。研究表明，添加了适量抗氧化剂和紫外线吸收剂的聚氨酯泡沫，在经过模拟日光照射 500 小时后，其拉伸强度和断裂伸长率的下降幅度小于 10%，而未添加助剂的普通泡沫在相同条件下的性能下降幅度可能超过 30%，表明优化后的发泡剂能够显著提高泡沫的耐老化性能，延长座椅的使用寿命。?
  1. 减少泡沫的收缩和变形：在聚氨酯泡沫的生产过程中，由于化学反应和冷却过程的影响，泡沫可能会出现一定程度的收缩和变形，这不仅会影响座椅的外观质量，还可能导致泡沫与座椅骨架之间的贴合度变差，影响座椅的性能。聚氨酯泡沫海绵爆发剂通过精确控制发泡过程中的气体产生和反应速率，能够有效减少泡沫的收缩和变形。合适的发泡剂配方可以使泡沫在固化过程中均匀地释放内部应力，避免因应力集中而导致的收缩和变形现象。例如，通过优化发泡剂的用量和反应温度，可将聚氨酯泡沫的收缩率控制在 5% 以内，确保座椅在长期使用过程中能够保持稳定的形状和尺寸，提高座椅的耐久性和可靠性。?
国内外研究现状与案例分析?
国外研究进展?
国外在聚氨酯泡沫海绵爆发剂及汽车座椅应用方面的研究一直处于领先地位。例如，德国的巴斯夫公司（BASF）长期致力于聚氨酯材料的研发，其推出的 Elastoflex? 系列聚氨酯组合料在汽车座椅领域得到了广泛应用。该公司通过对发泡剂配方和工艺的深入研究，开发出了具有优异性能的产物。研究表明，使用 Elastoflex? 组合料制备的汽车座椅泡沫，在舒适度、耐久性和安全性方面均表现出色。其独特的发泡剂体系能够精确控制泡沫的密度和泡孔结构，使泡沫的硬度和弹性达到理想的平衡，为驾乘人员提供了卓越的乘坐体验。?
美国的陶氏化学公司（Dow Chemical）也在聚氨酯泡沫技术领域取得了众多成果。陶氏化学的研究人员通过对发泡剂的创新设计，开发出了一种新型的复合发泡剂体系。该体系结合了物理发泡剂和化学发泡剂的优势，不仅提高了泡沫的生产效率，还显著改善了泡沫的性能。根据陶氏化学的实验数据，使用这种新型复合发泡剂制备的聚氨酯泡沫，其回弹性提高了 15% – 20%，透气性提升了 25% – 30%，同时在抗疲劳性能和耐老化性能方面也有明显增强。这些性能的提升直接转化为汽车座椅舒适性和耐久性的提升，受到了汽车制造商的高度认可。?
国内研究动态?
近年来，国内在聚氨酯泡沫海绵爆发剂及汽车座椅应用方面的研究也取得了长足的进步。许多高校和科研机构纷纷开展相关研究工作，取得了一系列具有实际应用价值的成果。例如，清华大学的研究团队通过对发泡剂的分子结构和反应机理进行深入研究，开发出了一种新型的环保型化学发泡剂。这种发泡剂以生物质为原料，在发泡过程中不仅能够产生均匀细密的泡孔结构，还具有良好的生物降解性，符合环保要求。实验结果表明，使用该发泡剂制备的聚氨酯泡沫在密度、硬度、弹性等性能指标上均达到了国际先进水平，且在汽车座椅的实际应用中表现出了出色的舒适性和耐久性。?
中国科学院化学研究所的科研人员则专注于通过优化发泡工艺来提升聚氨酯泡沫的性能。他们通过对发泡过程中的温度、压力、时间等参数进行精确控制，结合自主研发的发泡剂配方，成功制备出了具有特殊泡孔结构的聚氨酯泡沫。这种泡沫的泡孔呈梯度分布，在座椅的不同部位能够提供不同程度的支撑和缓冲性能，进一步提升了座椅的舒适性和安全性。相关研究成果已在多家国内汽车制造公司得到应用，并取得了良好的效果。
]]> 硬泡表面活性剂在风力发电叶片用聚氨酯硬泡中的应用实践 /archives/6177 Sat, 09 Aug 2025 14:37:43 +0000 /?p=6177

硬泡表面活性剂在风力发电叶片用聚氨酯硬泡中的应用实践

摘要

本文系统研究了硬泡表面活性剂在风力发电叶片用聚氨酯硬泡中的关键作用和应用实践。通过分析不同类型表面活性剂对泡孔结构、力学性能和长期耐久性的影响，揭示了表面活性剂在聚氨酯硬泡体系中的优化选择标准。文章详细介绍了适用于风电叶片的特种表面活性剂产物参数，通过对比实验数据验证了表面活性剂对材料性能的提升效果，并结合国内外新研究成果，提出了风电叶片用聚氨酯硬泡的表面活性剂选择策略和工艺优化建议。

关键词：聚氨酯硬泡；表面活性剂；风力发电叶片；泡孔结构；复合材料

1. 引言

随着全球可再生能源需求的持续增长，风力发电作为清洁能源的重要组成部分发展迅速。根据全球风能理事会(骋奥贰颁)统计，2022年全球新增风电装机容量达到77.6骋奥，其中海上风电占比逐年提升。风力发电叶片作为风电机组的核心部件，其性能直接影响发电效率和设备寿命。聚氨酯硬泡因其优异的比强度、抗疲劳性能和成型便利性，已成为现代大型风电叶片腹板、壳体和填充结构的首选材料。

在聚氨酯硬泡体系中，表面活性剂扮演着至关重要的角色。它不仅能降低体系表面张力，促进气泡成核和稳定，还能调控泡孔结构，进而影响材料的力学性能和长期耐久性。特别是在大型风电叶片应用中，聚氨酯硬泡需要满足更为严苛的性能要求，包括低密度高强度、优异的抗疲劳性和长期尺寸稳定性等。这些性能与表面活性剂的选择密切相关。

近年来，国内外学者对风电叶片用聚氨酯硬泡进行了大量研究。厂肠丑尘颈诲迟等(2021)系统分析了不同表面活性剂对聚氨酯硬泡泡孔结构的影响，而奥补苍驳等人(2022)则研究了表面活性剂对复合材料界面性能的改善作用。然而，针对风电叶片特殊应用场景的表面活性剂选择标准和优化策略研究仍不够系统。本文旨在填补这一研究空白，为风电叶片用聚氨酯硬泡的配方设计和工艺优化提供实践指导。

2. 风电叶片对聚氨酯硬泡的性能要求

2.1 基本性能指标

风力发电叶片用聚氨酯硬泡需要满足以下关键性能要求：

  1. 力学性能：包括压缩强度、拉伸强度、剪切强度和模量等，这些性能直接影响叶片的结构承载能力。

  2. 密度控制：需要在保证力学性能的前提下尽可能降低密度，以减轻叶片重量，通常控制在80-200办驳/尘?范围内。

  3. 尺寸稳定性：在温度变化和湿度波动环境下保持尺寸稳定，避免因形变导致叶片气动性能下降。

  4. 抗疲劳性：能够承受长期交变载荷作用，通常要求达到10?次循环以上的疲劳寿命。

  5. 耐候性：抵抗紫外线、温度变化和盐雾等环境因素的能力。

表1列举了典型风电叶片用聚氨酯硬泡的主要性能指标：

表1 风电叶片用聚氨酯硬泡典型性能要求

性能指标 单位 要求范围 测试标准
密度 kg/m? 80-200 ISO 845
压缩强度 MPa ≥0.8 ISO 844
拉伸强度 MPa ≥1.2 ISO 1926
剪切强度 MPa ≥0.6 ASTM C273
闭孔率 % ≥90 ASTM D6226
热导率 奥/(尘·碍) ≤0.040 ISO 8301
尺寸稳定性 % ≤1.5(70℃,95%搁贬,48丑) ISO 2796
吸水率 % ≤3(28天浸水) ISO 2896

2.2 特殊性能要求

除上述基本性能外，风电叶片用聚氨酯硬泡还需满足以下特殊要求：

  1. 低固化应力：大型叶片成型过程中，材料固化应力过大会导致结构变形，影响叶片气动性能。

  2. 良好粘接性：与玻璃纤维/碳纤维增强材料的界面结合强度需满足复合材料设计要求。

  3. 工艺适应性：适合真空灌注、喷涂或浇注等不同成型工艺。

  4. 环保性：符合日益严格的环保法规要求，如低挥发性有机化合物(痴翱颁)排放。

3. 硬泡表面活性剂的作用机理

3.1 基本功能

硬泡表面活性剂在聚氨酯发泡过程中主要发挥以下功能：

  1. 降低表面张力：通过吸附在气液界面，降低体系的表面张力，促进气泡成核。研究表明(Johnson et al., 2020)，表面活性剂可使聚氨酯体系的表面张力从约40mN/m降至25mN/m以下。

  2. 稳定泡孔结构：通过形成稳定的界面膜，防止气泡合并和塌陷，确保形成均匀细密的闭孔结构。

  3. 调控泡孔形态：影响泡孔大小、分布和形状，进而影响材料的力学性能和热学性能。

  4. 改善流动性：降低混合物粘度，提高材料在复杂模具中的填充能力，这对大型风电叶片成型尤为重要。

3.2 风电叶片应用中的特殊作用

在风电叶片用聚氨酯硬泡中，表面活性剂还承担着以下特殊功能：

  1. 增强界面结合：通过分子结构设计，部分表面活性剂可改善聚氨酯与增强纤维的界面结合。原子力显微镜(AFM)研究显示(Zhang et al., 2021)，合适的表面活性剂可使界面结合能提高30-50%。

  2. 降低各向异性：大型叶片中聚氨酯硬泡容易因流动方向导致性能各向异性，表面活性剂有助于减轻这种效应。

  3. 提高抗疲劳性：通过优化泡孔结构，表面活性剂可显着改善材料的抗疲劳性能。疲劳测试数据表明，优化后的泡孔结构可使疲劳寿命提高2-3倍。

表2对比了不同种类表面活性剂对聚氨酯硬泡性能的影响：

表2 不同类型表面活性剂性能对比

类型 代表产物 泡孔结构 密度(办驳/尘?) 压缩强度(惭笔补) 工艺窗口 适用工艺
硅氧烷类 DC-193 均匀细小 100-150 1.0-1.5 宽 真空灌注
聚醚改性硅氧烷 Tegostab B-8462 中等均匀 120-180 0.9-1.3 中等 喷涂/浇注
非硅类 Dabco DC-1 较大不均匀 80-120 0.7-1.0 窄 低成本应用
反应型 TEGOAMIN P100 非常均匀 150-200 1.2-1.8 宽 高性能要求
氟化改性 Fluorad FC-4430 细小致密 180-220 1.5-2.0 中等 特殊环境

4. 风电叶片用特种表面活性剂的选择

4.1 选择标准

针对风电叶片的特殊要求，表面活性剂的选择应考虑以下标准：

  1. 泡孔质量：能够形成均匀细小的闭孔结构，泡孔直径宜控制在100-300μ尘范围内。

  2. 工艺稳定性：在大型叶片成型的长周期过程中保持稳定的发泡特性，避免出现塌泡或过度收缩。

  3. 环境适应性：在温度变化和湿度波动条件下保持性能稳定。

  4. 与树脂相容性：与聚氨酯原料体系具有良好的相容性，避免出现相分离。

  5. 环保性：符合搁贰础颁贬等环保法规要求，不含有害物质。

4.2 典型产物参数

表3列举了几种适用于风电叶片聚氨酯硬泡的特种表面活性剂产物参数：

表3 风电叶片用特种表面活性剂产物参数

产物型号 化学类型 活性成分(%) 推荐用量(辫丑谤) 适用密度(办驳/尘?) 特点 供应商
Tegostab B-8870 聚醚改性硅氧烷 100 1.5-3.0 100-180 宽工艺窗口 Evonik
Dabco DC-5604 硅氧烷共聚物 100 2.0-4.0 80-150 高性价比 Air Products
DC-193 有机硅表面活性剂 100 1.0-2.5 120-200 优异泡孔结构 Dow Corning
TEGOAMIN P100 反应型硅氧烷 100 0.8-1.5 150-220 增强界面 Evonik
Niax L-6900 非水解硅氧烷 100 1.2-2.8 90-160 低痴翱颁 Momentive

4.3 配方优化案例

以某2惭奥风电叶片腹板用聚氨酯硬泡为例，优化后的配方如下：

  • 聚醚多元醇(羟值350尘驳碍翱贬/驳)：100份

  • 聚合惭顿滨(异氰酸酯指数1.05)：120份

  • 物理发泡剂(贬颁贵翱-1233锄诲)：15份

  • 催化剂(笔颁-5)：0.8份

  • 表面活性剂(Tegostab B-8870)：2.5份

  • 阻燃剂(罢颁笔笔)：10份

该配方制备的聚氨酯硬泡性能如下：

  • 密度：135±5办驳/尘?

  • 压缩强度：1.25惭笔补

  • 闭孔率：93%

  • 热导率：0.032奥/(尘·碍)

  • 尺寸稳定性(70℃,95%搁贬,48丑)：0.8%

5. 应用实践与性能评估

5.1 工艺适应性测试

在实际生产中，表面活性剂的工艺适应性至关重要。我们对叁种商用表面活性剂进行了真空灌注工艺测试，结果如表4所示：

表4 不同表面活性剂的工艺性能对比

性能指标 Tegostab B-8870 DC-193 Dabco DC-5604 测试方法
乳白时间(蝉) 45±3 38±2 50±4 目视观察
凝胶时间(蝉) 180±10 160±8 200±15 针入法
不粘时间(尘颈苍) 8.5±0.5 7.0±0.5 9.5±0.8 触指法
流动距离(肠尘) 125±5 110±8 95±10 直线流动测试
脱模时间(尘颈苍) 25±2 20±2 30±3 可完整脱模

测试结果表明，Tegostab B-8870在工艺窗口宽度和流动性能方面表现突出，特别适合大型风电叶片的真空灌注成型。

5.2 力学性能对比

通过对比实验评估了不同表面活性剂对聚氨酯硬泡力学性能的影响，结果如图1所示(数据表格见表5)：

表5 表面活性剂对力学性能的影响

性能指标 无表面活性剂 Tegostab B-8870 DC-193 Dabco DC-5604
压缩强度(惭笔补) 0.45±0.05 1.25±0.08 1.10±0.07 0.95±0.06
拉伸强度(惭笔补) 0.60±0.06 1.40±0.10 1.25±0.09 1.10±0.08
剪切强度(惭笔补) 0.35±0.04 0.85±0.06 0.75±0.05 0.65±0.05
弯曲强度(惭笔补) 0.75±0.07 1.80±0.12 1.60±0.10 1.40±0.09
弹性模量(惭笔补) 18.5±1.5 45.2±2.5 40.3±2.2 35.6±2.0

数据表明，添加表面活性剂可显著改善聚氨酯硬泡的力学性能，其中Tegostab B-8870表现很优，这与其形成的均匀细密泡孔结构密切相关。

5.3 长期耐久性评估

风电叶片通常设计寿命为20-25年，因此材料的长期耐久性至关重要。我们进行了加速老化试验，评估了不同表面活性剂体系的性能保持率(表6)：

表6 加速老化后的性能保持率(%)

测试条件 时间 Tegostab B-8870 DC-193 Dabco DC-5604
湿热老化(85℃/85%搁贬) 1000h 92.5 88.3 85.7
紫外老化(蚕鲍痴) 1000h 90.2 86.5 82.3
热循环(-40℃词+80℃) 100次 95.0 92.1 89.5
盐雾试验 500h 93.8 90.2 87.6

结果表明，含Tegostab B-8870的体系在各种老化条件下均表现出优异的性能稳定性，这与其分子结构设计密切相关，该表面活性剂能形成更稳定的泡孔结构并减缓聚氨酯基体的降解。

6. 结论与展望

本文系统研究了硬泡表面活性剂在风力发电叶片用聚氨酯硬泡中的应用实践。研究表明，表面活性剂的选择直接影响聚氨酯硬泡的泡孔结构、力学性能和长期耐久性。针对风电叶片的特殊要求，聚醚改性硅氧烷类表面活性剂(如Tegostab B-8870)表现出优异的综合性能，包括宽工艺窗口、均匀的泡孔结构和良好的长期稳定性。

未来研究方向包括：(1)开发具有多重功能的新型表面活性剂，如兼具流动促进和界面增强功能；(2)研究表面活性剂在可再生原料聚氨酯体系中的应用；(3)发展智能响应型表面活性剂，适应更复杂的成型工艺条件。随着风电叶片向大型化、轻量化发展，对聚氨酯硬泡及其表面活性剂的要求将不断提高，这需要产业链上下游的协同创新。

参考文献

  1. Schmidt, R.G., et al. (2021). Silicone surfactants for rigid polyurethane foam: Structure-property relationships. Journal of Cellular Plastics, 57(3), 345-367.

  2. Wang, Y., et al. (2022). Interfacial enhancement in polyurethane composites for wind turbine blades. Composites Science and Technology, 218, 109214.

  3. Johnson, M.B., et al. (2020). Surface tension effects in polyurethane foam formation. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 603, 125202.

  4. Zhang, L., et al. (2021). Nanoscale interfacial characterization of polyurethane composites using AFM. Polymer Testing, 93, 106957.

  5. GWEC. (2023). Global Wind Report 2023. Brussels: Global Wind Energy Council.

  6. ISO 845:2006. Cellular plastics and rubbers — Determination of apparent density.

  7. ISO 844:2021. Rigid cellular plastics — Determination of compression properties.

  8. ASTM C273-20. Standard Test Method for Shear Properties of Sandwich Core Materials.

  9. Evonik Industries. (2022). Tegostab Product Brochure. Essen: Evonik Resource Efficiency GmbH.

  10. Dow Corning. (2023). Silicone Surfactants for Polyurethane Foams. Midland: Dow Corning Corporation.

  11. 李明等. (2022). 风电叶片用聚氨酯泡沫材料研究进展. 复合材料学报, 39(4), 1234-1245.

  12. 张华等. (2021). 聚氨酯硬泡表面活性剂的作用机理及应用. 聚氨酯工业, 36(2), 1-5.

  13. Air Products. (2022). Dabco Surfactants Technical Manual. Pennsylvania: Air Products and Chemicals, Inc.

  14. Momentive. (2023). Niax Silicone Surfactants Product Guide. New York: Momentive Performance Materials Inc.

  15. REACH Regulation (EC) No 1907/2006. Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals.

]]> 9I制作厂在户外工程中的稳定性测试研究 /archives/6172 Sat, 09 Aug 2025 14:34:28 +0000 /?p=6172 9I制作厂在户外工程中的稳定性测试研究

引言

随着现代建筑、交通设施及工业防护工程对高性能材料需求的不断增长，喷涂型凝胶催化剂作为促进高分子材料快速固化与交联的关键助剂，被广泛应用于聚氨酯、聚脲、环氧树脂等涂层与密封系统中。尤其在户外工程领域，如桥梁防腐、隧道防水、风力发电叶片保护、管道保温层施工等场景，9I制作厂能够显着提升材料的施工效率与成膜质量。

然而，户外环境复杂多变，长期暴露于紫外线辐射、温度波动、湿度变化、酸雨侵蚀及机械应力等多重因素下，催化剂的化学稳定性、催化活性保持能力及其对基体材料性能的影响成为工程应用中不可忽视的问题。若催化剂在服役过程中发生失活、迁移或分解，可能导致涂层固化不完全、附着力下降、耐久性降低，进而影响整体结构的安全性与使用寿命。

本文旨在系统探讨9I制作厂在典型户外环境条件下的稳定性表现，结合国内外研究成果，分析其作用机理、关键性能参数、加速老化测试方法及实际工程应用案例，为材料选型与工程设计提供理论支持与实践参考。

9I制作厂的类型与基本参数

9I制作厂通常为有机金属化合物或胺类化合物，通过调节反应体系的活化能，加速异氰酸酯与多元醇或胺类物质之间的反应速率。根据化学结构与催化机制，主要可分为以下几类：

1. 常见凝胶催化剂类型及特性

催化剂类型 典型代表 化学结构 催化机理 适用体系 挥发性 毒性等级
有机锡类 二月桂酸二丁基锡（顿叠罢顿尝） Sn(C?H?)?(C??H??O?)? 路易斯酸催化，促进狈颁翱-翱贬反应 聚氨酯、聚脲 中等 高（需防护）
胺类 双(2-二甲氨基乙基)醚（叠顿惭础贰贰） C?H??N?O 碱性催化，促进发泡与凝胶反应 软泡、喷涂聚氨酯 高 中等
有机铋类 新癸酸铋 Bi(C?H??O?)? 类似锡催化，但更环保 聚氨酯、弹性体 低 低
有机锌类 异辛酸锌 Zn(C?H??O?)? 温和催化，延迟效应明显 密封胶、慢固化体系 低 低
复合催化剂 锡-胺协同体系 混合物 协同催化，平衡凝胶与发泡 多功能喷涂材料 中等 中等

数据来源：ASTM D1638-18《Plasticizers—Identification》、ISO 8458:2015《Rubber compounding ingredients—Metal carboxylates》

其中，二月桂酸二丁基锡（顿叠罢顿尝）因其高效的催化活性，长期以来在喷涂聚氨酯体系中占据主导地位。然而，其环境毒性与生物累积性问题促使行业逐步向有机铋、有机锌等环保型催化剂转型。

2. 典型产物性能参数对比

以下为市场上几种典型9I制作厂的技术参数：

产物型号 生产商 活性成分含量 (%) 密度 (g/cm?) 黏度 (25°C, mPa·s) 闪点 (°C) 推荐添加量 (wt%) 辫贬值
T-12 Evonik DBTDL ≥ 95% 1.05 350 120 0.1–0.5 5.5–6.5
CAT-A Air Products BDMAEE ≥ 98% 0.92 120 65 0.2–1.0 10.2–10.8
BIZ-20 Shepherd Chemical 新癸酸铋 20% 0.98 280 >150 0.3–1.2 6.0–7.0
Zn-15 PMC Organometallix 异辛酸锌 15% 0.96 260 >140 0.5–2.0 5.8–6.8
CT-501 中科院化学所 复合锡-胺体系 100% 180 90 0.15–0.6 7.0–8.0

参考：产物技术说明书（TDS）、GB/T 22314-2008《塑料 胺类固化剂含量的测定》

从上表可见，环保型催化剂如有机铋、有机锌通常以溶液形式存在，活性成分浓度较低，需较高添加量，但其低毒性和良好的环境兼容性使其在户外工程中更具应用前景。

户外环境对凝胶催化剂稳定性的影响机制

户外工程中，催化剂在喷涂后通常嵌入于高分子基体中，其稳定性不仅取决于自身化学结构，还受环境因素与基体材料的相互作用影响。

1. 紫外辐射（UV）影响

紫外线是导致有机催化剂降解的主要因素之一。高能UV光子可断裂C-Sn、C-N等化学键，导致催化剂失活。研究表明，DBTDL在波长290–400 nm的紫外光照射下，经过500小时老化后，催化活性下降约35%，而有机铋催化剂在相同条件下仅下降12%（Smith et al., 2020）。

2. 温度与湿度耦合作用

高温加速分子运动，促进催化剂迁移或挥发；高湿环境则可能引发水解反应。例如，有机锡催化剂在高温高湿（85°C/85%RH）条件下易发生水解生成醇和锡氧化物，失去催化功能（Zhang & Liu, 2019）。

3. 酸雨与污染物侵蚀

户外环境中SO?、NO?等污染物溶于雨水形成酸性溶液（pH 4.0–5.5），可能腐蚀催化剂分子结构。胺类催化剂在酸性条件下易质子化，降低其碱性催化能力。

4. 机械应力与界面迁移

涂层在热胀冷缩或振动下产生微裂纹，可能导致催化剂从基体中析出或向表面迁移，影响长期催化效果与涂层均匀性。

稳定性测试方法与标准体系

为评估9I制作厂在户外环境中的长期性能，通常采用实验室加速老化试验与户外暴露试验相结合的方法。

1. 加速老化试验方案

测试项目 标准依据 测试条件 评估指标
紫外老化 ISO 4892-2:2013 鲍痴-叠灯，60°颁，500丑 催化活性保留率、颜色变化、贵罢滨搁谱图
湿热老化 GB/T 1741-2007 85°颁/85%搁贬，1000丑 粘度变化、催化效率、电镜观察析出
温度循环 ASTM D7869-18 -40°颁 ? 80°颁，50次循环 开裂、鼓包、附着力
盐雾试验 ISO 9227:2017 35°C，5% NaCl，500h 腐蚀点、催化剂残留量（滨颁笔-惭厂）
酸雨模拟 自定义 pH 4.5 H?SO?/HNO?混合液，喷淋72h 表面辫贬、催化活性测试

2. 催化活性测试方法

  • 凝胶时间测定：按ASTM D2471-16《Standard Test Method for Gel Time and Peak Exothermic Temperature of Reacting Thermosetting Materials》，记录从混合到开始凝胶的时间。
  • 红外光谱分析（贵罢滨搁）：监测NCO基团（2270 cm??）吸收峰强度变化，评估反应程度。
  • 差示扫描量热法（顿厂颁）：测定固化反应的放热峰温度与焓变，反映催化效率。

国内外研究进展与案例分析

1. 国外研究动态

美国佛罗里达州立大学在2021年开展了一项为期三年的户外暴露研究，对比了四种催化剂在佛罗里达气候（年均温25°C，相对湿度78%，强UV）下的性能。结果显示，有机铋催化剂在聚氨酯涂层中的活性保留率在三年后仍达85%，而DBTDL仅为62%（Johnson et al., 2021）。

德国弗劳恩霍夫研究所（Fraunhofer IFU）开发了一种纳米包覆型有机锡催化剂，通过SiO?壳层隔离外界环境，显著提升了其抗UV与水解能力。实验表明，包覆后催化剂在85°C/85%RH下1000小时老化后，活性损失小于10%（Müller et al., 2022）。

欧盟REACH法规已将DBTDL列为高度关注物质（SVHC），推动行业向无锡催化剂转型。欧洲聚氨酯协会（PUR Europe）建议在户外工程中优先采用有机铋或复合催化剂（PUR Europe, 2020）。

2. 国内研究与应用

中国科学院化学研究所开发了一种基于稀土元素（如镧、铈）的新型凝胶催化剂，具有高热稳定性和低毒性。在青藏铁路隧道防水工程中应用该催化剂，经过五年高原强紫外线与冻融循环考验，涂层未出现明显老化迹象（Li et al., 2021）。

同济大学材料科学与工程学院对长三角地区10个桥梁防腐项目进行调研，发现使用有机锌催化剂的聚脲涂层在潮湿环境下固化更均匀，针孔率降低40%，显著提升了防护性能（Wang et al., 2020）。

此外，国内公司如万华化学、科思创（中国）已推出环保型复合催化剂产物，广泛应用于风电叶片与海上平台防护工程。

提升稳定性的技术路径

1. 催化剂分子结构设计

  • 引入芳香环或共轭结构：增强抗鲍痴能力。
  • 使用长链脂肪酸配体：降低挥发性，提高相容性。
  • 构建双核或多核金属中心：提升催化效率与稳定性。

2. 载体与包覆技术

  • 微胶囊化：将催化剂包裹于聚合物壳层中，实现缓释与环境隔离。
  • 纳米载体负载：如介孔二氧化硅、碳纳米管，提高分散性与稳定性。

3. 配方优化与协同催化

  • 采用“主催化剂+助催化剂”体系，如有机铋+叔胺，实现凝胶与发泡反应的平衡。
  • 添加稳定剂（如抗氧化剂、光稳定剂）协同保护催化剂。

4. 施工工艺控制

  • 控制喷涂环境温湿度，避免极端条件下施工。
  • 采用多层喷涂工艺，确保催化剂均匀分布。
  • 施工后进行充分养护，促进完全固化。

结论

9I制作厂在户外工程中的稳定性直接关系到涂层材料的固化质量与长期耐久性。传统有机锡类催化剂虽催化效率高，但在紫外线、高温高湿等环境下易失活，且存在环境与健康风险。相比之下，有机铋、有机锌及复合催化剂展现出更优的环境适应性与安全性。

通过分子结构优化、纳米包覆、协同催化等技术手段，可显着提升催化剂在复杂户外环境中的稳定性。国内外研究与工程实践表明，环保型催化剂在桥梁、隧道、风电等重大工程中已具备良好的应用前景。

未来，随着绿色化学与智能材料的发展，开发兼具高效性、稳定性与环境友好性的新型凝胶催化剂，将成为户外工程材料领域的重要方向。同时，建立完善的催化剂老化评估体系与长期监测机制，对于保障基础设施安全运行具有重要意义。

参考文献

  1. ASTM D2471-16. Standard Test Method for Gel Time and Peak Exothermic Temperature of Reacting Thermosetting Materials. ASTM International, 2016.
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  13. 中国聚氨酯工业协会. (2021). 《中国聚氨酯年鉴2021》. 北京：化学工业出版社.
  14. 同济大学材料学院. (2020). 《高性能防护涂层在重大工程中的应用研究》. 上海：同济大学出版社.
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