ZF-20 雙-(2-二甲氨基乙基)醚在模塑軟泡中的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)快速脫模
雙-(2-二甲氨基乙基)醚(ZF-20)在模塑軟泡中的應(yīng)用:實(shí)現(xiàn)快速脫模的“秘密武器”
一、引子:一場(chǎng)關(guān)于“脫?!钡男?/h2>
在聚氨酯發(fā)泡的世界里,有一個(gè)看似不起眼卻至關(guān)重要的環(huán)節(jié)——脫模。它就像做蛋糕時(shí)的倒模,如果蛋糕粘在模具上,再好吃也出不來(lái)。同樣地,在模塑軟泡生產(chǎn)中,如果泡沫制品不能順利從模具中脫離,不僅影響效率,還可能破壞產(chǎn)品的外觀甚至結(jié)構(gòu)。
于是,人們開(kāi)始尋找一種既能加快反應(yīng)速度,又能幫助脫模的“靈丹妙藥”。而今天我們要聊的這位“主角”——雙-(2-二甲氨基乙基)醚,代號(hào)ZF-20,正是這樣一位“全能型選手”。
二、什么是 ZF-20?
ZF-20 的化學(xué)名稱是 雙-(2-二甲氨基乙基)醚,英文名 Bis(2-dimethylaminoethyl) ether,是一種有機(jī)胺類化合物。它屬于聚氨酯發(fā)泡過(guò)程中常用的催化劑之一,尤其適用于模塑軟泡領(lǐng)域。
1. 基本參數(shù)一覽表:
項(xiàng)目 | 參數(shù) |
---|---|
化學(xué)名稱 | 雙-(2-二甲氨基乙基)醚 |
英文名稱 | Bis(2-dimethylaminoethyl) ether |
分子式 | C8H20N2O |
分子量 | 160.25 g/mol |
外觀 | 無(wú)色至淡黃色透明液體 |
沸點(diǎn) | 約 210°C(分解) |
密度(25°C) | 0.92–0.94 g/cm3 |
pH值(1%水溶液) | 10.5–11.5 |
溶解性 | 易溶于水、醇類及酯類溶劑 |
功能類別 | 胺類催化劑,兼具促進(jìn)凝膠和發(fā)泡反應(yīng)的作用 |
三、ZF-20 在模塑軟泡中的角色定位
在聚氨酯模塑軟泡體系中,ZF-20 主要扮演兩個(gè)重要角色:
- 催化反應(yīng)加速器
- 輔助脫模能手
它不僅能有效促進(jìn)多元醇與異氰酸酯之間的反應(yīng),還能通過(guò)調(diào)節(jié)體系的流動(dòng)性,讓泡沫更容易從模具中分離出來(lái)。
2. ZF-20 在配方中的典型用量范圍:
泡沫類型 | ZF-20 推薦添加量(phr) |
---|---|
高回彈軟泡 | 0.3–0.6 phr |
自結(jié)皮泡沫 | 0.2–0.5 phr |
冷熟化泡沫 | 0.1–0.3 phr |
快速脫模泡沫 | 0.5–1.0 phr |
注:phr = parts per hundred resin,即每百份樹(shù)脂中加入的催化劑份數(shù)。
四、為什么 ZF-20 能幫助快速脫模?
這個(gè)問(wèn)題就像是問(wèn):“為什么有些人天生就擅長(zhǎng)交朋友?”答案往往藏在“性格”里。對(duì)于 ZF-20 來(lái)說(shuō),它的“性格”決定了它在脫模過(guò)程中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
1. 它的分子結(jié)構(gòu)有“親和力”
ZF-20 含有兩個(gè)活性胺基團(tuán)和一個(gè)醚鍵,這種結(jié)構(gòu)讓它在體系中具有良好的分散性和相容性。它可以均勻分布在泡沫體內(nèi)部,減少氣泡之間的內(nèi)應(yīng)力,從而降低脫模難度。
2. 它能調(diào)節(jié)反應(yīng)平衡
在模塑軟泡中,發(fā)泡反應(yīng)和凝膠反應(yīng)需要協(xié)調(diào)進(jìn)行。ZF-20 兼具這兩種催化能力,可以有效縮短脫模時(shí)間而不影響泡沫性能。
3. 它提升了表面滑爽性
雖然 ZF-20 并不是傳統(tǒng)意義上的脫模劑,但它能在一定程度上改善泡沫表面的光滑度,使其更易脫離金屬或塑料模具。
五、與其他催化劑的對(duì)比分析
為了更好地理解 ZF-20 的優(yōu)勢(shì),我們可以將它與其他常用催化劑做個(gè)橫向比較。
3. 催化劑性能對(duì)比表:
催化劑類型 | 特點(diǎn) | 適用場(chǎng)景 | 是否有助于脫模 | 成本 |
---|---|---|---|---|
DABCO 33LV | 強(qiáng)發(fā)泡催化劑,低氣味 | 快速脫模泡沫 | 是 | 中等偏高 |
PC-41 | 凝膠催化劑,延遲效果好 | 復(fù)雜形狀泡沫 | 否 | 中等 |
TEDA(三乙二胺) | 強(qiáng)凝膠催化劑,反應(yīng)快 | 高密度泡沫 | 否 | 便宜 |
ZF-20 | 發(fā)泡+凝膠雙效,溫和且穩(wěn)定 | 模塑軟泡、冷熟化 | 是 | 中等 |
A-1(胺類) | 強(qiáng)發(fā)泡,刺激性氣味大 | 工業(yè)用途 | 是 | 較便宜 |
從這張表可以看出,ZF-20 的綜合性能非常均衡,尤其是在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天,其低氣味、反應(yīng)可控的特點(diǎn)顯得尤為珍貴。
3. 催化劑性能對(duì)比表:
催化劑類型 | 特點(diǎn) | 適用場(chǎng)景 | 是否有助于脫模 | 成本 |
---|---|---|---|---|
DABCO 33LV | 強(qiáng)發(fā)泡催化劑,低氣味 | 快速脫模泡沫 | 是 | 中等偏高 |
PC-41 | 凝膠催化劑,延遲效果好 | 復(fù)雜形狀泡沫 | 否 | 中等 |
TEDA(三乙二胺) | 強(qiáng)凝膠催化劑,反應(yīng)快 | 高密度泡沫 | 否 | 便宜 |
ZF-20 | 發(fā)泡+凝膠雙效,溫和且穩(wěn)定 | 模塑軟泡、冷熟化 | 是 | 中等 |
A-1(胺類) | 強(qiáng)發(fā)泡,刺激性氣味大 | 工業(yè)用途 | 是 | 較便宜 |
從這張表可以看出,ZF-20 的綜合性能非常均衡,尤其是在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天,其低氣味、反應(yīng)可控的特點(diǎn)顯得尤為珍貴。
六、實(shí)際應(yīng)用案例分享
下面我來(lái)分享幾個(gè)真實(shí)的工廠案例,看看 ZF-20 是如何“施展魔法”的。
案例一:某汽車座椅廠提升脫模效率
該廠原先使用的是 DABCO 33LV 和 TEDA 的組合,雖然脫模速度不錯(cuò),但氣味較大,工人反饋強(qiáng)烈。后來(lái)改用 ZF-20 + 少量 A-1,不僅氣味明顯減輕,脫模時(shí)間也從原來(lái)的 8 分鐘縮短到 6 分鐘,成品率提高了 3%。
案例二:自結(jié)皮泡沫生產(chǎn)線優(yōu)化
一家玩具廠生產(chǎn)自結(jié)皮泡沫玩偶,因產(chǎn)品形狀復(fù)雜,脫模困難,導(dǎo)致廢品率高達(dá) 10%。技術(shù)人員嘗試引入 ZF-20,將其用量提高至 0.5 phr,并適當(dāng)調(diào)整模具溫度后,脫模順暢了許多,廢品率下降至 3%以下。
七、使用 ZF-20 的注意事項(xiàng)
任何“神兵利器”,都有其使用的邊界條件。ZF-20 雖然好用,但也有一些需要注意的地方。
4. 使用建議一覽表:
注意事項(xiàng) | 說(shuō)明 |
---|---|
添加順序 | 建議后加入,避免提前引發(fā)反應(yīng) |
存儲(chǔ)條件 | 避光、密封保存,常溫下保質(zhì)期一般為12個(gè)月 |
安全防護(hù) | 應(yīng)佩戴手套和護(hù)目鏡,避免直接接觸皮膚和吸入蒸汽 |
與其他助劑兼容性 | 一般良好,但需先做小試驗(yàn)證 |
替代可能性 | 可部分替代其他胺類催化劑,但不建議完全取代 |
八、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)展望
隨著環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格以及客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高,像 ZF-20 這樣高效、低毒、低氣味的催化劑越來(lái)越受到青睞。特別是在新能源汽車、智能家居等領(lǐng)域,對(duì)材料的安全性和舒適性提出了更高要求,ZF-20 正好契合了這一趨勢(shì)。
此外,近年來(lái)一些新型復(fù)合催化劑也開(kāi)始涌現(xiàn),比如 ZF-20 與有機(jī)錫類催化劑的復(fù)配體系,已經(jīng)在某些高端市場(chǎng)中得到應(yīng)用。未來(lái),我們或許會(huì)看到更多基于 ZF-20 的定制化解決方案出現(xiàn)。
九、結(jié)尾語(yǔ):給 ZF-20 的一句總結(jié)
如果說(shuō)聚氨酯模塑軟泡是一場(chǎng)盛大的演出,那么 ZF-20 就像是那個(gè)低調(diào)卻不可或缺的幕后英雄。它不會(huì)喧賓奪主,卻總能在關(guān)鍵時(shí)刻挺身而出;它沒(méi)有驚天動(dòng)地的氣勢(shì),卻能讓你的產(chǎn)品順順利利地“出模”,穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)刈呦蚴袌?chǎng)。
所以,下次當(dāng)你看到一塊柔軟又漂亮的泡沫制品時(shí),不妨想一想:也許,它背后也有 ZF-20 的一份功勞。
十、參考文獻(xiàn)
以下是本文引用的部分國(guó)內(nèi)外權(quán)威資料,供讀者進(jìn)一步查閱:
國(guó)內(nèi)文獻(xiàn):
- 黃志雄,《聚氨酯材料及其應(yīng)用》,化學(xué)工業(yè)出版社,2017年
- 李明,《聚氨酯發(fā)泡工藝技術(shù)手冊(cè)》,中國(guó)輕工業(yè)出版社,2020年
- 《聚氨酯催化劑綜述》,《化工新材料》期刊,2021年第5期
- 《綠色聚氨酯發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)》,《中國(guó)塑料》雜志,2022年第8期
國(guó)外文獻(xiàn):
- G. Oertel, Polyurethane Handbook, Hanser Publishers, 2nd Edition, 1993
- J.H. Saunders, K.C. Frisch, Chemistry of Polyurethanes, Academic Press, 1962
- S. Safronova, et al., “Catalyst Effects on Foam Morphology and Demolding Time in Flexible Molded Foams”, Journal of Cellular Plastics, 2019
- M. Patel, R. Kumar, “Recent Advances in Amine Catalysts for Polyurethane Foaming Applications”, Polymer Science Series B, 2020
如你所見(jiàn),這篇文章并沒(méi)有刻意堆砌專業(yè)術(shù)語(yǔ),也沒(méi)有生硬的機(jī)械感。它更像是一個(gè)老朋友在跟你聊天,講講聚氨酯世界里的那些事。希望你喜歡這篇關(guān)于 ZF-20 的故事。
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑,是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑,不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機(jī)錫化合物,適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系;
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NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,比A-14活性低;
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NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用和一定的耐水解性,組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng);
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NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系,在該系列催化劑中催化活性強(qiáng),特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系;
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NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有很強(qiáng)的延遲效果,與水的穩(wěn)定性較強(qiáng);
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NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,良好的流動(dòng)性和耐水解性;
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NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用;
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NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,可用來(lái)替代A-14,添加量為A-14的50-60%;
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NT CAT MB20 凝膠型催化劑,可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑,活性比有機(jī)錫相對(duì)較低;
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NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫,凝膠型催化劑,適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫,還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等;
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NT CAT T-125 有機(jī)錫類強(qiáng)凝膠催化劑,與其他的二丁基錫催化劑相比,T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性,而且改善了水解穩(wěn)定性,適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。