CN102492114A - 一种软质聚氨酯泡沫塑料及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软质聚氨酯泡沫塑料及制备软质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,原料聚醚、异氰酸酯、水、催化剂、匀泡剂的混合物通过一步法连续发泡工艺反应而成,所述聚醚由PPG和POP组成,所述异氰酸酯TDI的异构体比例2,4-TDI∶2,6-TDI为75~85∶15~25。本发明通过一步法连续块泡工艺下生产出表观密度达到80kg/m3的高密度海绵,该海绵因为使用了连续法发泡工艺,所以具有较模塑海绵生产能力高、开孔性好的特点。通过上述工艺可以较普通块泡海绵在连续生产条件下密度高,达到80kg/m3,这样就使泡沫的孔茎较粗,所以弹性与承载力要高。
Description
技术领域
本发明涉及一种表观密度达到80kg/m3的软质聚氨酯泡沫塑料的工艺配方及生产工艺实现过程。
背景技术
2015年全球聚氨酯泡沫市场需求达9.6亿吨,亚太地区在聚氨酯泡沫市场上蕴藏着巨大的增长潜力,汽车、家具行业成为聚氨酯泡沫市场需求的新领域。海绵作为软质聚氨酯泡沫塑料的一个分支,在工业生产、国防科技、医疗卫生、日常生活等各个领域有着广泛的应用。具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等优良性能。聚氨酯软泡产品占聚氨酯产业总消耗量的80%,随着工业的发展,这一比例还在上升。海绵在汽车制造工业中是一种很重要的产品,被应用于多种模块,比如坐垫、靠背、方向盘、仪表盘、内饰等,由于其良好的缓冲作用、低密度及乘坐舒适性,使用的比例正在逐年上升。
海绵是将聚醚或聚酯树脂、交联剂、发泡剂、催化剂以及表面活性剂混合在一起反应并成型的一种块状软泡,再经过切割、复合等工序加工成各种形状的制品。生产工艺主要有块状软泡和模塑软泡两种,因其使用的领域不同,对密度、软硬、回弹性都会有不同的要求。
目前应用于汽车领域的海绵多数是模塑产品,块状海绵的比例不是很高。因为作为汽车坐垫和内饰产品,其对密度、承载性有很高的要求,现有的块状连续海绵生产工艺很难做到像模塑产品一样的高密度,高承载性。但是模塑海绵由于其加工的特点,成本要比块状海绵高很多,而且产能受到模具和熟化时间的制约。另一方面,模塑产品由于其加工工艺的关系和产品结构的关系,海绵内部的有机物挥发份要较块泡海绵多,所以气味也比较大。而块泡海绵由于连续的生产工艺和高的开孔率,生产效率和低分子量挥发份要较模塑海绵好很多。这与汽车行业朝着低成本、高性能、环保低雾化低挥发份的发展方向一致。所以开发一种可以在连续块泡工艺下生产的汽车用海绵是有必要的,市场前景广阔。
密度是海绵的一个重要表征参数,影响着海绵的承载性能和使用寿命,即使达到了高的承载性,低密度产品的结构骨架成分必然要少于高密度产品,在一定的使用时间之后,就会发生变形等一系列的问题,使用寿命不能达到要求。在目前的块泡生产工艺中,一般生产的海绵表观密度都在60kg/m3以下,表观密度达到80kg/m3的海绵还没有厂家做到。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以在一步法连续块泡工艺下生产的表观密度达到80kg/m3的高密度海绵,该海绵具有较模塑海绵生产能力高、开孔性好,较普通块泡海绵在连续生产条件下密度高、承载力高的特点。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种软质聚氨酯泡沫塑料,原料聚醚、异氰酸酯、水、催化剂、匀泡剂的混合物通过一步法连续发泡工艺反应而成,其特征在于:所述聚醚由PPG和POP组成,所述异氰酸酯TDI的异构体比例2,4-TDI∶2,6-TDI为75~85∶15~25。
优选的,所述催化剂由胺催化剂和锡催化剂组成,其中胺催化剂为延迟型催化剂,型号为KE-9727,锡催化剂型号为T-9,所述匀泡剂为普通硅油或者阻燃硅油,所述TDI异构体比例2,4-TDI∶2,6-TDI为80∶20。
优选的,所述原料混合物中还添加由色料,所述色料根据颜色要求不同做相应变动。
优选的,所述聚醚中PPG的重量百分比为50%-60%、POP为40%-50%,以PPG与POP重量之和100份为基准计算,原料中其他组分的重量百分比为:TDI33%、水1.6%、锡催化剂0.12%-0.16%、胺催化剂0.4%-0.6%、硅油0.6%-0.8%、色料0.2%。
本发明还提供了一种制备上述软质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,其特征在于包括以下步骤:
一,原料称量,按照各种原物料的重量比例和需要生产的产品重量,准确称量各种物料的重量,并打入原料储罐中;
二,原料配制
A、按照PPG与胺催化剂1∶15的比例,从PPG储罐中取出相应重量的PPG与胺催化剂混合并搅拌均匀,放入胺料桶;
B、按照PPG与锡催化剂1∶5的比例,从PPG储罐中取出相应重量的PPG与锡催化剂混合并搅拌均匀,放入锡料桶;
C、将水与硅油按照2∶1的比例准确称量,搅拌均匀;
D、按照PPG与色料1∶1的比例,从PPG储罐中取出相应重量的PPG与色料搅拌均匀;
E、TDI在使用时由计量泵单独打入混合头,在生产前以原料形式分别储存在各自的储罐中;
三,流量校准,将已经配制好的胺催化剂、锡催化剂、匀泡剂、色料、剩余的PPG、POP、TDI通过各自储罐的流量泵校准流量,采用一分钟内通过其流量泵的物料重量来校准流量泵的频率,以符合各种物料的重量比例和总的流量要求,校准之后才能准确投料发泡;其中要校准的物料流量包括以下几个方面:
四,在校准好流量之后将各种原料通过各自的流量泵打入自动发泡机的混合头,在频率46HZ下混合后开始喷洒发泡。
优选的,原料配制过程中控制PPG、POP、TDI的原料温度在24-26℃。
优选的,自动发泡机使用的五组跌落板高度依次是:83cm,88cm,94cm,100cm,107.5cm。
优选的,发泡开始时控制起发时间在180-240秒之间。
本发明通过一步法连续块泡工艺下生产出表观密度达到80kg/m3的高密度海绵,该海绵因为使用了连续法发泡工艺,所以具有较模塑海绵生产能力高、开孔性好的特点。通过上述工艺可以较普通块泡海绵在连续生产条件下密度高,达到80kg/m3,这样就使泡沫的孔茎较粗,所以弹性与承载力要高。
具体实施方式
一种软质聚氨酯泡沫塑料,原料聚醚、异氰酸酯、水、催化剂、匀泡剂的混合物通过一步法连续发泡工艺反应而成,所述聚醚由PPG(聚醚多元醇)POP(聚合物多元醇)组成,所述异氰酸酯TDI的异构体比例2,4-TDI∶2,6-TDI为75~85∶15~25。所述催化剂由胺催化剂和锡催化剂组成,其中胺催化剂为延迟型催化剂,型号为KE-9727,锡催化剂型号为T-9,所述匀泡剂为普通硅油或者阻燃硅油,所述TDI异构体比例2,4-TDI∶2,6-TDI为80∶20。所述原料混合物中还添加由色料,所述色料根据颜色要求不同做相应变动。所述聚醚中PPG的重量百分比为50%-60%、POP为40%-50%,以PPG与POP重量之和100份为基准计算,原料中其他组分的重量百分比为:TDI 33%、水1.6%、锡催化剂0.12%-0.16%、胺催化剂0.4%-0.6%、硅油0.6%-0.8%、色料0.2%。
制备上述软质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺包括以下步骤:
一,原料称量,按照各种原物料的重量比例和需要生产的产品重量,准确称量各种物料的重量,并打入原料储罐中;
二,原料配制
F、按照PPG与胺催化剂1∶15的比例,从PPG储罐中取出相应重量的PPG与胺催化剂混合并搅拌均匀,放入胺料桶(制成下一步使用的胺催化剂);
G、按照PPG与锡催化剂1∶5的比例,从PPG储罐中取出相应重量的PPG与锡催化剂混合并搅拌均匀,放入锡料桶(制成下一步使用的锡催化剂);
H、将水与硅油按照2∶1的比例准确称量,搅拌均匀(制成下一步使用的匀泡剂);
I、按照PPG与色料1∶1的比例,从PPG储罐中取出相应重量的PPG与色料搅拌均匀(制成下一步使用的色料));
J、TDI在使用时由计量泵单独打入混合头,在生产前以原料形式分别储存在各自的储罐中;
三,流量校准,将已经配制好的胺催化剂、锡催化剂、匀泡剂、色料(根据需要是否添加及其添加量)、剩余的PPG、POP、TDI通过各自储罐的流量泵校准流量,采用一分钟内通过其流量泵的物料重量来校准流量泵的频率,以符合各种物料的重量比例和总的流量要求,校准之后才能准确投料发泡;其中要校准的物料流量包括以下几个方面:
另外,色料根据需要校准并添加,
五,在校准好流量之后将各种原料通过各自的流量泵打入自动发泡机的混合头,在频率46HZ下混合后开始喷洒发泡。
其中,原料配制过程中控制PPG、POP、TDI的原料温度在24-26℃。自动发泡机使用的五组跌落板高度依次是:83cm,88cm,94cm,100cm,107.5cm。发泡开始时控制起发时间在180-240秒之间。
优选所述异氰酸酯TDI的异构体比例2,4-TDI∶2,6-TDI为80∶~20。
锡催化剂重量百分比0.14%、胺催化剂0.5%、硅油0.7%。
Claims (8)
1.一种软质聚氨酯泡沫塑料,原料聚醚、异氰酸酯、水、催化剂、匀泡剂的混合物通过一步法连续发泡工艺反应而成,其特征在于:所述聚醚由PPG和POP组成,所述异氰酸酯TDI的异构体比例2,4-TDI∶2,6-TDI为75~85∶15~25。
2.根据权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫塑料,其特征在于:所述催化剂由胺催化剂和锡催化剂组成,其中胺催化剂为延迟型催化剂,型号为KE-9727,锡催化剂型号为T-9,所述匀泡剂为普通硅油或者阻燃硅油,所述TDI异构体比例2,4-TDI∶2,6-TDI为80∶20。
3.根据权利要求2所述的软质聚氨酯泡沫塑料,其特征在于:所述原料混合物中还添加由色料,所述色料根据颜色要求不同做相应变动。
4.根据权利要求3所述的软质聚氨酯泡沫塑料,其特征在于:所述聚醚中PPG的重量百分比为50%-60%、POP为40%-50%,以PPG与POP重量之和100份为基准计算,原料中其他组分的重量百分比为:TDI 33%、水1.6%、锡催化剂0.12%-0.16%、胺催化剂0.4%-0.6%、硅油0.6%-0.8%、色料0.2%。
5.一种制备权利要求4所述软质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,其特征在于包括以下步骤:
一,原料称量,按照各种原物料的重量比例和需要生产的产品重量,准确称量各种物料的重量,并打入原料储罐中;
二,原料配制
A、按照PPG与胺催化剂1∶15的比例,从PPG储罐中取出相应重量的PPG与胺催化剂混合并搅拌均匀,放入胺料桶;
B、按照PPG与锡催化剂1∶5的比例,从PPG储罐中取出相应重量的PPG与锡催化剂混合并搅拌均匀,放入锡料桶;
C、将水与硅油按照2∶1的比例准确称量,搅拌均匀;
D、按照PPG与色料1∶1的比例,从PPG储罐中取出相应重量的PPG与色料搅拌均匀;
E、TDI在使用时由计量泵单独打入混合头,在生产前以原料形式分别储存在各自的储罐中;
三,流量校准,将已经配制好的胺催化剂、锡催化剂、匀泡剂、色料、剩余的PPG、POP、TDI通过各自储罐的流量泵校准流量,采用一分钟内通过其流量泵的物料重量来校准流量泵的频率,以符合各种物料的重量比例和总的流量要求,校准之后才能准确投料发泡;其中要校准的物料流量包括以下几个方面:
四,在校准好流量之后将各种原料通过各自的流量泵打入自动发泡机的混合头,在频率46HZ下混合后开始喷洒发泡。
6.根据权利要求5所述软质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,其特征在于:原料配制过程中控制PPG、POP、TDI的原料温度在24-26℃。
7.根据权利要求5所述软质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,其特征在于:自动发泡机使用的五组跌落板高度依次是:83cm,88cm,94cm,100cm,107.5cm。
8.根据权利要求5所述软质聚氨酯泡沫塑料的生产工艺,其特征在于:发泡开始时控制起发时间在180-240秒之间。
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