泡沫稳定剂(硅油)讲义

泡沫稳定剂(硅油)

1. 硅油是什么东西

硅油是一种有机硅的表面活性剂,在中国最早叫发泡灵,外国人叫Silicone surfactant。台湾人、香港人叫Silicone。后来中国人通常叫做叫匀泡剂、泡沫稳定剂。这类表面活性剂可分为Si- O- C 型和Si- C 型。Si- C键不发生水解, 而Si- O- C键在强酸或强碱条件下易水解,采用这种连接方式制得的泡沫稳定剂不宜用于配制组合料,因为它与叔胺催化剂和水的混合物贮存一段时间后,则会因Si- O- C 键的水解而使产品失去稳定泡沫的作用。故用于硬泡、半硬泡、高回弹的匀泡剂一般为Si- C型。其结构一般为:

总而言之我们说:硅油是一种在发泡过程中能使泡沫稳定起发,在泡沫上升过程中使泡沫体平稳上升不塌泡,并使泡孔结构均匀细密,不破泡的一种有机硅油助剂。十年前硅油的国内产量比较低,并且没进入高端市场,市场主要由欧美国家控制。经过国人这些年的努力,硬泡硅油目前的市场主要由国内的公司来做,并且从低端到高端,从保温到冰箱有一系列的产品供应。像我们东峻化工每年生产2000多吨硅油,其中有500多吨的出口,并且出口量还在上升,许多产品出口到欧美市场。

2.硅油的作用

硅油的作用简单来说就是使发泡体系能发得起泡、能稳的住泡、使所发泡沫的泡孔细密均匀、闭孔率高。不加硅油会塌泡,是发不出泡沫的。

那么硅油是如何起到控制泡孔作用的,主要有以下几个方面:

2.1 乳化作用

硅油是一种乳化剂,一端亲油,一端亲水,能使白料中的各组份(特别是聚醚、聚酯、发泡剂)在搅拌过程中能形成均一、稳定的溶液,使组合料不分层。如下图所示:

泡沫稳定剂(硅油)讲义插图

另外在黑白料混合过程中也能起到一定的使黑白料混合均匀的作用。我们都知道,黑白料混合的越均匀,反应就越充分,所得的泡沫的泡孔就越均匀,流动性就越好,密度分布梯度就越小。

2.2 成核作用

在反应刚一发生,硅油有降低体系的表面张力,从而使体系在搅拌时使混入的空气形成一定数量的起泡核,在泡沫起发的过程中,成核的气泡泡核起到类似“ 晶种”的作用,使泡沫能顺利形成,慢慢变大,如果泡沫形不成泡核,那么也就形不成均一的泡沫体。就像我们吹肥皂泡一样,不加点洗衣粉或洗洁精,谁也不可以吹出一串串泡泡,只有加一点点洗衣粉才可吹出五彩的气泡。

泡沫稳定剂(硅油)讲义插图1

2.3 稳定泡沫的作用

泡沫刚形成时很小很小,随着发泡反应的进行,泡沫也在不断长大,不断有气体进入气泡中。在泡沫固化前的这一过程中,泡沫体也还很脆弱,一不小心就会破,硅油是一种表面活性剂,有硅油的存在,它可以定向排列在泡沫的表面,保护泡沫,避免了泡与泡的合并,从而使泡沫稳定,不至于是泡沫破裂,合并,无止境的扩大,从而保证形成一个个独立的泡沫;

另一方面硅油能溶解黑料(MDI)与水反应形成的脲,从而使泡壁的张力均一,没有应力点,保证泡沫不破,直到泡沫体固化,形成均一高闭孔率结构的泡沫。

泡沫稳定剂(硅油)讲义插图2

2.4 改善泡沫体的流动性、密度分布

我们说硅油是一种表面活性剂,可以降低体系的表面张力,  降低表面张力有利于提高泡沫体对基材模具的润湿性,从而提高流动性和密度分布,减少暗泡。下面是两组加表面活性剂和未为加表面活性剂液体流动的对比。

3. 硅油的分类

硅油的分类还是基于它的特性来进行分类,一般分三类:一、成核能力强的硅油;二、乳化能力强的硅油;三、流动性好的硅油。其他应用方面的分类有很多,如根据发泡剂来分类:F-11体系、141B体系、环戊烷体系、全水体系;根据用途分类:家电、板材、喷涂等。这样分类很多,但本质也是基于硅油自身结构所赋与它特性,我们平时所说的不同的发泡剂选用不同的硅油,不同的用途选用不同的硅油,归根到底还是基于以上三方面的要求和不同。

硅油基本性能分类

例如:1、我们都说环戊烷体系选用的硅油不同与141B体系的,为什么呢?一个很重要的原因就是环戊烷与常规聚醚体系的相溶性差。那么,要使组合料体系稳定你要不选用特殊的聚醚,要不就选用乳化能力强的硅油。

2、有人说我们的组合料没有人家的出方率高,那是由于你的组合料的流动性,起发速度不够好,你选用的硅油又是流动性很差的硅油,出方率怎么可能高呢?

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