CN101624452A - 一种热塑性聚氨酯泡沫的生产方法 - Google Patents

一种热塑性聚氨酯泡沫的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，是将热熔胶粉末、组合聚醚多元醇和异氰酸酯在18～30℃下充分混合，然后注入发泡箱中进行发泡，拆箱、熟化，即可。该方法生产的聚氨酯泡沫中含有热熔胶粉末，当加热成型时热熔胶粉末熔融并具有一定的粘接性，可以有效的提高成型聚氨酯泡沫的尺寸稳定性和耐热性能；同时，热熔胶粉末作为聚氨酯泡沫的有机填充物，可以提高聚氨酯泡沫的力学性能。该方法生产工艺简单、易操作，适用于大规模的工业生产。产品主要应用于热成型的聚氨酯泡沫复合板材产品。

Description

一种热塑性聚氨酯泡沫的生产方法
技术领域
本发明涉及一种热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，属于聚氨酯发泡的技术领域。
背景技术
聚氨酯泡沫塑料一般是热固性的，通过改变聚氨酯的分子结构，可以赋予聚氨酯泡沫一定的热塑性，即在一定的温度与压力条件下，改变泡沫的形状。目前，热塑性聚氨酯泡沫板材在汽车、飞机、火车的自撑密封板、顶蓬内饰、发动机箱盖、门内护板和建筑装饰板等上面有很多的应用。
当前公布的关于热塑性聚氨酯泡沫的生产方法主要是：中国专利ZL98111635.3中所提到的热塑性硬质聚氨酯泡沫的合成，该方法生产热塑性聚氨酯泡沫是以聚酯醚多元醇、聚醚多元醇、发泡剂、表面活性剂等助剂为原料A组份，以异氰酸酯为原料B组份，在制造泡沫时，将A、B两组分按一定的质量比混合反应即得到热塑性聚氨酯泡沫。该方法是通过改变A组份中聚酯醚多元醇、聚醚多元醇的结构，把短链和长链的多元醇有机地结合，从而调整了聚氨酯硬泡中软段和硬段的玻璃化温度，进而实现PU复合板的耐热性(高温尺寸稳定性)和热塑性。但由于合成不同结构、不同分子量的聚醚或聚酯多元醇具有一定的局限性，且聚氨酯发泡过程中反应的复杂性，单纯依靠调节聚酯或聚醚多元醇的结构来实现不同耐热性(高温尺寸稳定性)和热塑性的要求有一定困难的；特别在夏天，当气温较高时，用该方法生产的热塑性聚氨酯泡沫会出现回弹、变形等现象，严重影响了产品的使用性能。
发明内容
针对上述生产方法的不足，本发明的目的是提供一种热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，以有效提高热塑性聚氨酯泡沫的热塑性和耐热性。
本发明的热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，其步骤如下：将热熔胶粉末、组合聚醚多元醇和异氰酸酯在18～30℃下充分混合，然后注入发泡箱中进行发泡，拆箱、熟化，得热塑性聚氨酯泡沫，组合聚醚多元醇和异氰酸酯的重量比为100∶140～190，热熔胶粉末的用量为组合聚醚多元醇和异氰酸酯总重量的1％～20％。
本发明中，所说的热熔胶粉末是在常温下为固体，熔点或软化温度为80～250℃的热塑性聚合物，包括聚乙烯胶粉、改性聚乙烯胶粉、聚丙烯胶粉、改性聚丙烯胶粉、乙烯-醋酸乙烯胶粉、乙烯-丙烯酸共聚物胶粉、尼龙热熔胶粉、聚氨酯弹性体胶粉、苯乙烯-丙烯腈共聚物粉末和聚苯乙烯粉末中的一种或几种的混合物。一般，热熔胶粉末的平均粒径为10～1000μm。
本发明中，所说的组合聚醚多元醇是市售产品。
本发明中，所说的异氰酸酯是聚亚甲基聚苯基多异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、1，4-二甲苯二异氰酸酯、1，3-二甲苯二异氰酸酯、1，4-亚丁基二异氰酸酯、4，4-二苯基丙烷二异氰酸酯，4，4-二苯基，2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯和4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。
本发明具有如下有益效果：(1)本发明首次提出将热熔胶粉末添加于组合聚醚多元醇和异氰酸酯中进行发泡制得热塑性聚氨酯，当热塑性聚氨酯被加热时，热熔胶粉末亦被加热软化或熔融，成型时，热塑性聚氨酯在模具中冷却、定型，热熔胶粉末亦被冷却、定型，且同聚氨酯粘为一体，降低了热塑性聚氨酯在室温下的回弹性，提高了热塑性聚氨酯的成型性能；(2)本发明提供的生产工艺，避免了通过调节聚氨酯链段和反应的方式改变热塑性聚氨酯的耐热性和成型性，通过简单添加不同种类具有不同软化点或熔点的热熔胶粉末，在一定程度上增强热塑性聚氨酯的成型性能，提高热塑性聚氨酯的耐热性；(3)由于热熔胶粉末在室温下是固态，具有一定的强度和刚性，所以通过添加热熔胶粉，可提高热塑性聚氨酯的力学性能。
具体实施方式
以下通过实例进一步说明本发明，这些例子只是进一步的说明，不是对其的限制。
实施例1
热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，步骤如下：
称取2Kg的乙烯-醋酸乙烯共聚物热熔胶粉末(粒径为80～200μm)于22Kg的组合聚醚多元醇(江苏化工研究所提供)中混合搅拌均匀，称取3Kg的高密度聚乙烯热熔胶粉末(粒径为80～200μm)于38Kg的聚亚甲基聚苯基多异氰酸酯(MR-100)中混合搅拌均匀，然后将上述两种混合物在手工发泡机中进行混合，搅拌转速2500rpm，时间20s，倒入发泡箱中进行发泡，40分钟后拆箱、熟化7天、切片后进行性能测试。
聚氨酯性能测试结果，如下表所示：
  对比例(未添加热熔胶粉末)   实施例(添加热熔胶粉末)
  密度Kg/m3   38   41
  压缩强度MPa   1.8   2.2
  拉伸强度MPa   2.3   2
  尺寸稳定性％(180℃，4min) 1.5％ 1.2％
  回弹率％(110℃，4h) 5％ 3％
实施例2
热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，步骤如下：
称取8Kg的改性聚丙烯热熔胶粉末(粒径为200～400μm)于22Kg的组合聚醚多元醇(江苏化工研究所提供)中混合搅拌均匀，称取36Kg的聚亚甲基聚苯基多异氰酸酯(MR-200)，然后将上述两种混合物在手工发泡机中进行混合，搅拌转速1800rpm，时间25s，倒入发泡箱中进行发泡，30分钟后拆箱、熟化5天、切片后进行性能测试。
聚氨酯性能测试结果，如下表所示：
  对比例(未添加热熔胶粉末)   实施例(添加热熔胶粉末)
  密度Kg/m3   35   39
  压缩强度MPa   1.5   2.0
  拉伸强度MPa   1.9   2.2
  尺寸稳定性％(180℃，4min) 1.8％ 0.7％
  回弹率％(110℃，4h) 7％ 1％
实施例3
热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，步骤如下：
称取22Kg的组合聚醚多元醇(江苏化工研究所提供)中混合搅拌均匀，称取6Kg的改性聚乙烯和苯乙烯-丙烯腈热熔胶粉(粒径为40～130μm)末于38Kg的聚亚甲基聚苯基多异氰酸酯和2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物中，然后将上述两种混合物在手工发泡机中进行混合，搅拌转速2000rpm，时间20s，倒入发泡箱中进行发泡，30分钟后拆箱、熟化5天、切片后进行性能测试。
聚氨酯性能测试结果，如下表所示：
  对比例(未添加热熔胶粉末)   实施例(添加热熔胶粉末)
  密度Kg/m3   32   35
  压缩强度MPa   1.2   1.7
  拉伸强度MPa   1.6   1.8
  尺寸稳定性％(180℃，4min) 1.5％ 0.8％
  回弹率％(110℃，4h) 8％ 2％
。

Claims (4)

1.一种热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，其特征是步骤如下：将热熔胶粉末、组合聚醚多元醇和异氰酸酯在18～30℃下充分混合，然后注入发泡箱中进行发泡，拆箱、熟化，得热塑性聚氨酯泡沫，组合聚醚多元醇和异氰酸酯的重量比为100∶140～190，热熔胶粉末的用量为组合聚醚多元醇和异氰酸酯总重量的1％～20％。
2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，其特征在于所说的热熔胶粉末是在常温下为固体，熔点或软化温度为80～250℃的热塑性聚合物，选自聚乙烯胶粉、改性聚乙烯胶粉、聚丙烯胶粉、改性聚丙烯胶粉、乙烯-醋酸乙烯共聚物胶粉、乙烯-丙烯酸共聚物胶粉、尼龙热熔胶粉、聚氨酯弹性体胶粉、苯乙烯-丙烯腈共聚物粉末和聚苯乙烯粉末中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，其特征在于所说的热熔胶粉末的平均粒径为10～1000μm。
4.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯泡沫的生产方法，其特征在于所说的异氰酸酯是聚亚甲基聚苯基多异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、1，4-二甲苯二异氰酸酯、1，3-二甲苯二异氰酸酯、1，4-亚丁基二异氰酸酯、4，4-二苯基丙烷二异氰酸酯，4，4-二苯基，2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯和4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。
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