CN101774249B - 一种聚氨酯汽车辅簧的制造方法 - Google Patents

一种聚氨酯汽车辅簧的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生产效率更高，成本更低的汽车辅簧制造方法。本发明聚氨酯汽车辅簧的制造方法，具体步骤如下：1.制备聚氨酯预聚体：二异氰酸酯与低聚物多元醇的质量比例为15～55∶100；2.配制扩连剂：扩连剂由聚酯多元醇、乳化剂和蒸馏水组成，其重量配比为100∶10～20∶10～20；3.聚氨酯弹性体颗粒的制备：用浇注机将预聚体和扩连剂按质量比例为100∶5～15混合；4.干燥后在混料机中混合均匀后加入注塑机中注塑成型。本发明制备方法简单实用，生产成本低，生产效率高，原料可回用。

Description

一种聚氨酯汽车辅簧的制造方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯汽车辅簧的制造技术，具体是指一种适合高档车辆使用的汽车辅簧的制造方法。
背景技术
汽车辅簧主要起吸收震动提高乘坐舒适性的作用。目前的辅簧主要由橡胶和聚氨酯两种材料制造。较之于橡胶辅簧，聚氨酯辅簧具有重量轻、寿命长和压缩性能好等优点。但是目前聚氨酯辅簧主要采取浇注模塑的方法制备；主要存在如下缺点：生产效率低；能耗高；模具费用高；人工成本高；边料、废料回收利用困难。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，通过聚氨酯配方和合成工艺的合理设计，提供了一种与现有聚氨酯辅簧性能相当，生产效率更高，成本更低的汽车辅簧制造方法
本发明一种聚氨酯汽车辅簧的制造方法，具体步骤如下：
1)制备聚氨酯预聚体：聚氨酯预聚体按常规方法制备，预聚体中异氰酸根的质量百分比含量为2.5％～8.0％；二异氰酸酯与低聚物多元醇的质量比例为15～55∶100；
其中低聚物多元醇为分子量为500～3000的聚己二酸乙二醇酯二醇或聚己二酸己二醇酯二醇或二者质量比例为1～3∶1的混合物；二异氰酸酯为3，3’-二甲基-4，4’-联苯二异氰酸酯或1，5萘二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯，
2)配制扩连剂：扩连剂由聚酯多元醇、乳化剂和蒸馏水组成，其重量配比为100∶10～20∶10～20，配制方法是在温度为50～65℃下强烈搅拌；
3)聚氨酯弹性体颗粒的制备：将聚氨酯预聚体加入浇注机A储料罐中，在温度为100～120℃、压力≤1000pa的条件下脱气15～20分钟，将配制的扩连剂加入浇注机的B储料罐中在温度为50～60℃条件下循环备用，用浇注机将预聚体和扩连剂按质量比例为100∶5～15混合并浇注到温度为100～120℃的托盘中，再置于温度为100～120℃烘箱中硫化16～24小时；粉碎成粒径为3mm～5mm的颗粒备用；
4)汽车辅簧的制造：将上述步骤3制备的聚氨酯弹性体颗粒置于100～110℃的带热风循环的烘箱中干燥四小时备用；将上述干燥好的聚氨酯弹性体颗粒与膨胀(Expancel)微球(两者的比例为100∶2～5)在混料机中混合均匀后加入注塑机中注塑成型，常温下硫化7天后即得成品。
本发明的优点是：制备方法简单实用，生产成本低，生产效率高，原料可回用，所制备的聚氨酯辅簧具有如下特点：
密度：400-600kg/m3
拉伸强度：≥2Mpa
伸长率：≥500％
回弹性：≥50％
动态试验：变形率：＜3％
试验条件：最大压力：800N，频率：1.5HZ，运行次数：250,000次。
具体实施方式
实施例1：其中每质量份为100kg
步骤一：聚氨酯预聚体的制备
称取数均分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯二醇100质量份，投入反应釜中，加热至130℃，抽真空至釜内余压小于500pa，脱水3小时，降温至120℃后，投入1，5-萘二异氰酸酯19质量份，升温至130℃反应半小时，即得预聚体；
步骤二：扩链剂的配制
称取已脱好水的数均分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯二醇100质量份，投入配制釜中55℃下保温，称取蒸馏水10质量份，乳化剂10质量份；500rpm下强烈搅拌10分钟备用；
步骤三：聚氨酯弹性体颗粒的制备
将制备好的预聚体加入浇注机A组分中于110℃、釜中残压≤1000PA的条件下脱气15分钟后循环备用；将配制的扩连剂加入浇注机B组分中在55℃下循环备用；标定两组分流量(A∶B＝100∶6.75)；将两组分混合物浇注到已加热到110℃托盘中；置于110℃烘箱中硫化24小时；将上述弹性体半成品粉碎成颗粒，粒径约为3～5mm；
步骤四：汽车辅簧的制造
将上述步骤3制备的聚氨酯弹性体颗粒置于100～110℃的带热风循环的烘箱中干燥四小时备用。将上述干燥好的聚氨酯弹性体颗粒与Expancel(膨胀)微球(两者的比例为100∶2.5)在混料机中混合均匀后加入注塑机中注塑成型。
1.注塑机型号为震雄MJ-55，参数如下：熔胶：40rpm
料筒温度：喷嘴  1  2  3
28   180  180  165
注：其中28为相对值，其他数据单位为℃。
2.制品于常温硫化7天后，性能达到最佳。
该弹性体的性能如下：密度600kg/m3(GB/T533-91)，拉伸强度4.75Mpa(GB/T528-2001)，回弹性75％(GB1681-2001)，伸长率：681％(GB/T528-2001)，动态试验：变形率2.1％。
实施例2：其中每质量份为500kg
步骤一：聚氨酯预聚体的制备
称取数均分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯二醇100质量份，投入反应釜中。加热至130℃，抽真空至釜内余压小于500pa，脱水3小时，降温至120℃后，投入1，5-萘二异氰酸酯25质量份，升温至130℃反应半小时，即得预聚体。
步骤二：扩链剂的配制
称取已脱好水的数均分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯二醇100质量份，投入配制釜中55℃下保温，称取蒸馏水10质量份，乳化剂10质量份；500rpm下强烈搅拌10分钟备用。
步骤三：聚氨酯弹性体颗粒的制备
将制备好的预聚体加入浇注机A组分中于110℃、釜中残压≤1000PA的条件下脱气15分钟后循环备用。将配制的扩连剂加入浇注机B组分中在55℃下循环备用。标定两组分流量(A∶B＝100∶11.04)。将两组分混合物浇注到已加热到110℃托盘中。置于110℃烘箱中硫化24小时。将上述弹性体半成品粉碎成颗粒，粒径约为3～5mm。
步骤四：弹性体的制备
将上述步骤3制备的聚氨酯弹性体颗粒置于100～110℃的带热风循环的烘箱中干燥四小时备用。将上述干燥好的聚氨酯弹性体颗粒与Expancel(膨胀)微球(两者的比例为100∶3)在混料机中混合均匀后加入注塑机中注塑成型。
1)注塑机型号为震雄MJ-55，参数如下：熔胶：40rpm
料筒温度：喷嘴  1      2      3
          30    195    195    180
注：其中30为相对值，其他数据单位为℃。
2)制品于常温硫化7天后，性能达到最佳。
该制品的性能如下：密度500kg/m3(GB/T533-91)，拉伸强度6.73Mpa(GB/T528-2001)，回弹性65％(GB1681-2001)，伸长率：623％(GB/T528-2001)，动态试验：变形率2.5％
实施例3：其中每质量份为200kg
步骤一：聚氨酯预聚体的制备
称取数均分子量为2000的聚己二酸己二醇酯二醇100质量份，投入反应釜中。加热至130℃，抽真空至釜内余压小于500pa，脱水3小时，降温至70℃后，投入3，3’-二甲基-4，4’-联苯二异氰酸酯30质量分，升温至100℃反应2小时，即得预聚体。
步骤二：扩链剂的配制
称取已脱好水的数均分子量为2000的聚己二酸己二醇酯二醇100质量份，投入配制釜中55℃下保温，称取蒸馏水10质量份，乳化剂10质量份；500rpm下强烈搅拌10分钟备用。
步骤三：聚氨酯弹性体颗粒的制备
将制备好的预聚体加入浇注机A组分中于110℃、釜中残压≤1000PA的条件下脱气15分钟后循环备用。将配制的扩连剂加入浇注机B组分中在55℃下循环备用。标定两组分流量(A∶B＝100∶9.28)。将两组分混合物浇注到已加热到110℃托盘中。置于110℃烘箱中硫化24小时。将上述弹性体半成品粉碎成颗粒，粒径约为3～5mm。
步骤四：弹性体的制备
将上述步骤3制备的聚氨酯弹性体颗粒置于100～110℃的带热风循环的烘箱中干燥四小时备用。将上述干燥好的聚氨酯弹性体颗粒与Expancel(膨胀)微球(两者的比例为100∶4)在混料机中混合均匀后加入注塑机中注塑成型。
1)注塑机型号为震雄MJ-55，参数如下：熔胶：40rpm
料筒温度：喷嘴  1      2      3
          28    190    190    175
注：其中28为相对值，其他数据单位为℃。
2)制品于常温硫化7天后，在110℃烘箱中退火20小时。
制品的性能如下：密度400kg/m3(GB/T533-91)，拉伸强度3.243Mpa(GB/T528-2001)，回弹性61％(GB1681-2001)，伸长率：652％(GB/T528-2001)，动态试验：变形率2.8％。

Claims (1)

1.一种聚氨酯汽车辅簧的制造方法，其特征在于制备步骤如下：
1）制备聚氨酯预聚体：聚氨酯预聚体按常规方法制备，预聚体中异氰酸根的质量百分比含量为2.5%～8.0%；二异氰酸酯与低聚物多元醇的质量比例为15～55：100；
其中低聚物多元醇为分子量为500～3000的聚己二酸乙二醇酯二醇或聚己二酸己二醇酯二醇或二者质量比例为1～3：1的混合物；二异氰酸酯为3，3’-二甲基-4，4’-联苯二异氰酸酯或1，5萘二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯；
2）配制扩链剂：扩链剂由聚酯多元醇、乳化剂和蒸馏水组成，其重量配比为 100：10～20：10～20，配制方法是在温度为50～65℃下强烈搅拌；
3）聚氨酯弹性体颗粒的制备：将步骤1）中得到的聚氨酯预聚体加入浇注机A储料罐中，在温度为100～120℃、压力≤1000pa的条件下脱气15～20分钟；将步骤2）中配制的扩链剂加入浇注机的B储料罐中，在温度为50～60℃条件下循环备用，用浇注机将所述预聚体和扩链剂按质量比例为100：5～15混合并浇注到温度为100～120℃的托盘中，再置于温度为100～120℃烘箱中硫化16～24小时；然后粉碎成粒径为3 mm～5mm的颗粒备用；
4）汽车辅簧的制造：将上述步骤3）制备的聚氨酯弹性体颗粒置于100-110℃的带热风循环的烘箱中干燥四小时备用；将上述干燥好的聚氨酯弹性体颗粒与膨胀微球，两者的比例为100：2-5；在混料机中混合均匀后加入注塑机中注塑成型，常温下硫化7天后即得成品。 
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0361419A2 (en) * 1988-09-30 1990-04-04 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Shape memory polyurethane elastomer molded article
CN1966542A (zh) * 2006-06-23 2007-05-23 天津爱尼机电有限公司 一种高性能聚氨酯弹性体及其制造方法
WO2009079360A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Low melting polyurethane elastomers

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