CN101792593B - 教习头填充专用环保型聚氨酯硬泡组合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种教习头填充专用环保型聚氨酯硬泡组合料及其制备方法。聚氨酯硬泡组合料由A组分和B组分构成，其中A组份由多种聚醚多元醇、泡沫稳定剂、水、发泡剂和催化剂组成；B组份为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。使用时，将A、B组份料按A∶B＝100∶(100～105)的重量配比混合即可制成教习头填充专用聚氨酯硬质泡沫。本发明的A、B组分经充分混合后注入教习头空腔中，流动性好，发泡过程中压力低，能够较好的保持教习头的外观，表面无凹凸不平现象，同时长期放置过程中教习头外观观察无变形现象，符合客户的要求。工艺简单，易操作，挥发低，无三废，产品质量稳定，生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯泡沫塑料技术领域，具体涉及一种教习头填充专用环保型聚氨酯硬泡组合料及其制备方法。
背景技术
教习头是二战之后出现的，发源于欧洲。当时欧洲的人口很少，所以很多美发师拿教习头练习手法。到目前为止，教习头的出现已经有50多年了，当时欧洲的这个产品是在日本生产加工的。后来，随着日本经济的发展，教习头的加工费越来越高，欧洲人只好放弃在日本加工生产，改到台湾，后从台湾发展到香港。目前，全世界教习头模型多数都由香港公司生产，世界市场90％的份额都是中国人做的，其中40-45％都由固定的几家公司供货，剩下的一部分由日本公司在青岛加工制作。教习头头腔内充满填充物，填充物一般采用发泡胶或空气。使用本教习头质感柔软、有弹性，可收到很好的教学示范效果。
聚氨酯硬质泡沫塑料是指在一定的负荷作用下，不发生明显变形，当负荷过大时发生变形后不能恢复到原来形状的聚氨酯泡沫塑料。这种泡沫塑料具有优良的物理力学、声学、电学和耐化学性能，尤其是导热系数极低，是一种优良的绝热保温材料。聚氨酯泡沫塑料的密度大小及软硬程度均可以随着原料及配方的不同而改变，加上成型施工方便，优于其它塑料品种。
目前，市场上应用于教习头空腔填充的组合料由于聚醚多元醇、催化剂的选择不当，存在表面凹凸不平特别是面部及脑后部组合料溢出、整体收缩等质量缺陷，而且A组分采用的发泡剂一般为一氟二氯乙烷(HCFC-141b)，该发泡剂对大气臭氧层仍有破坏作用，在3-5年内将会被淘汰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种教习头填充专用环保型聚氨酯硬泡组合料及其制备方法，通过聚醚多元醇及助剂的选择，成功解决教习头填充过程的质量缺陷，同时选用第三代零ODP发泡剂五氟丙烷(HFC-245fa)，符合环保要求，使用该组合料制得的教习头外形美观，完全满足教学示范用教习头的使用要求。
本发明一种教习头填充专用环保型聚氨酯硬泡组合料，其特征在于由A组分和B组分构成，其中：
A组份为，以重量百分数计：
聚醚多元醇A：4官能度，分子量为600-700的聚环氧丙烷醚多元醇 45-50％
聚醚多元醇B：6官能度，分子量为800-900的聚环氧丙烷醚多元醇 14-18％
聚醚多元醇C：3官能度，分子量为800-1000的聚环氧丙烷醚多元醇 7-9％
聚醚多元醇D：以三乙醇胺为起始剂的，分子量在200-300的聚醚多元醇 7-9％
泡沫稳定剂：1.4-1.8％
水：0.8-1.2％
发泡剂：14-18％
催化剂：0.5-1.2％
B组份为：聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。
其中优选的技术方案为：
泡沫稳定剂选用L-6900(美国，迈图公司生产，市售产品)。
所述水为去离子水。
所述催化剂采用叔胺类催化剂，优选二甲基环己胺和五甲基二乙烯三胺(美国，空气化工公司生产，市售产品)。
所述发泡剂为五氟丙烷(HFC-245fa，美国霍尼韦尔公司生产，市售产品)
制备教习头填充专用环保型聚氨酯硬泡组合料的方法，主要是制备A组分料：先将称量好的各聚醚多元醇装入反应釜中搅拌均匀，然后加入称量好的水、催化剂、发泡剂、稳定剂，在常温下反应，搅拌2-3小时，即可装桶；
B组分料为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯，市售产品。
使用时，将A、B组份料按A∶B＝100∶(100～105)的重量配比混合即可制成教习头填充专用聚氨酯硬质泡沫。
本发明的优点：A、B组分经充分混合后注入教习头空腔中，流动性好，发泡过程中压力低，能够较好的保持教习头的外观，表面无凹凸不平现象，同时长期放置过程中教习头外观观察无变形现象，符合客户的要求。A、B料均是在常温下进行，既节约能源又减少供能设备和繁琐的操作。由A、B组分料生产教习头聚氨酯泡沫材料也是在常温、常压下进行，工艺简单，易操作，挥发低，无三废，产品质量稳定，生产成本低。经检测教习头填充专用聚氨酯泡沫产品质量指标，可以达到：
模塑芯密度：35-40Kg/m3
压缩强度：≥120kPa
导热系数：≤0.022mW/m·K
尺寸稳定性
-20℃，24h：≤1.0
100℃，24h：≤1.5
闭孔率：≥90％
性能完全达到了教习头填充专用硬质聚氨酯泡沫塑料的要求。
具体实施方式
以下结合实施例说明本发明，但不限定本发明。
实施例1：
制备A组份料100公斤，分别称量：聚醚多元醇A(4官能度，分子量为630)45公斤，聚醚多元醇B(6官能度，分子量为860)16公斤，聚醚多元醇C(3官能度，分子量为950)8公斤，聚醚多元醇D(三乙醇胺为起始剂，分子量为240)9公斤，催化剂二甲基环己胺1.0公斤，催化剂五甲基二乙烯三胺0.2公斤，水1.2公斤，L-6900 1.6公斤，HFC-245fa 18.0公斤。将称量好的聚醚多元醇装入反应釜中搅拌，然后分别加入称好的催化剂、水、稳定剂、发泡剂，在常温下搅拌组合反应，搅拌2小时，取出进行检验，满足工艺参数，发出满意泡沫，即得A组份合格产品，从反应釜中取出装桶入库。
B组分料为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。
将A、B组份料按A∶B＝100∶100重量配比混合制成教习头填充专用聚氨酯泡沫，检测产品质量指标：
模塑芯密度：35.5kg/m3
压缩强度：155kPa
导热系数：0.0198mW/m·K
尺寸稳定性
-20℃，24h：0.15％
100℃，24h：0.43％
闭孔率：94.5％
实施例2：
制备A组份料100公斤，分别称量：聚醚多元醇A(4官能度，分子量为620)49公斤，聚醚多元醇B(6官能度，分子量为830)16公斤，聚醚多元醇C(3官能度，分子量为930)8公斤，聚醚多元醇D(三乙醇胺为起始剂，分子量为260)8公斤，催化剂二甲基环己胺0.8公斤，催化剂五甲基二乙烯三胺0.1公斤，水1.0公斤，L-6900 1.6公斤，HFC-245fa 15.5公斤。将称量好的聚醚多元醇装入反应釜中搅拌，然后分别加入称好的催化剂、水、稳定剂、发泡剂，在常温下搅拌组合反应，搅拌2小时，取出进行检验，满足工艺参数，发出满意泡沫，即得A组份合格产品，从反应釜中取出装桶入库。
将A、B组份料按A∶B＝100∶105重量配比混合制成教习头填充专用聚氨酯泡沫检测产品质量指标：
模塑芯密度：36.1kg/m3
压缩强度：162kPa
导热系数：0.0199mW/m·K
尺寸稳定性
-20℃，24h：0.17％
100℃，24h：0.55％
闭孔率：95.5％
实施例3：
制备A组份料100公斤，分别称量：聚醚多元醇A(4官能度，分子量为660)48公斤，聚醚多元醇B(6官能度，分子量为850)18公斤，聚醚多元醇C(3官能度，分子量为910)8公斤，聚醚多元醇D(三乙醇胺为起始剂，分子量为240)6公斤，催化剂二甲基环己胺1.0公斤，催化剂五甲基二乙烯三胺0.1公斤，水1.1公斤，L-69001.8公斤，HFC-245fa 16.0公斤。将称量好的聚醚多元醇装入反应釜中搅拌，然后分别加入称好的催化剂、水、稳定剂、发泡剂、，在常温下搅拌组合反应，搅拌2小时，取出进行检验，满足工艺参数，发出满意泡沫，即得A组份合格产品，从反应釜中取出装桶入库。
将A、B组份料按A∶B＝100∶100重量配比混合制成教习头填充专用聚氨酯泡沫检测产品质量指标：
模塑芯密度：35.8kg/m3
压缩强度：159kPa
导热系数：0.0201mW/m·K
尺寸稳定性
-20℃，24h：0.27％
100℃，24h：0.38％
闭孔率：95.2％
Claims (5)
1.一种教习头填充专用环保型聚氨酯硬泡组合料，其特征在于由A组分和B组分构成，其中：
A组份为，以重量百分数计：
聚醚多元醇A：4官能度，分子量为600-700的聚环氧丙烷醚多元醇 45-50％
聚醚多元醇B：6官能度，分子量为800-900的聚环氧丙烷醚多元醇 14-18％
聚醚多元醇C：3官能度，分子量为800-1000的聚环氧丙烷醚多元醇 7-9％
聚醚多元醇D：以三乙醇胺为起始剂的，分子量在200-300的聚醚多元醇 7-9％
泡沫稳定剂： 1.4-1.8％
水： 0.8-1.2％
发泡剂五氟丙烷：14-18％
催化剂： 0.5-1.2％
B组份为：聚合二苯基甲烷二异氰酸酯，
使用时，将A、B组份料按A∶B＝100∶(100～105)的重量配比混合。
2.根据权利要求1所述的组合料，其特征在于泡沫稳定剂为L-6900或L-6860。
3.根据权利要求1所述的组合料，其特征在于所述水为去离子水。
4.根据权利要求1所述的组合料，其特征在于所述催化剂为叔胺类催化剂N，N’-二甲基环己胺和五甲基二乙烯三胺。
5.一种制备权利要求1所述教习头填充专用环保型聚氨酯硬泡组合料的方法，其特征是：
制备A组份料：先将称量好的聚醚多元醇装入反应釜中搅拌均匀，然后加入称量好的催化剂、发泡剂、水、泡沫稳定剂，在常温下反应，搅拌2-3小时，即可装桶；
B组分料为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯。
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