CN102558485B - 用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物及其制备方法，由A组份和B组份构成，其中A组份由聚醚多元醇、交联剂、发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、抗氧剂、固体填充物、固体阻燃剂组成；B组份由聚醚多元醇、开孔剂、异氰酸酯、储存稳定剂组成。使用时，将A、B组份料按一定比列进行混合注模，2-10分钟开模即可制产品。本发明利用该组合料制得的隔音垫材具有质轻、环保、弹性好、吸音降噪性能优异、制作方便等优点。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物及其制备方法。
背景技术
近年来，减震、吸声、隔声复合材料已在汽车领域成功应用，并表现出了良好的发展前景，主要包括两方面个原因：一是汽车产生以来，人们对其性能的要求就一直在不断的提高，汽车启动或行进过程中，噪声的大小直接影响着汽车的品质；二是减轻或杜绝城市交通噪声污染，是人们环保意识提高的要求，也是未来的发展趋势。隔声降噪也已经演变成了有关环境、科技和人类可持续发展急需解决的重大问题，国内外对降噪技术研究也比较多。聚氨酯发泡材料是具有良好弹性的多孔结构的材料，具有良好的吸声、隔声和阻尼减震降噪的作用，是一种非常理想的汽车用隔音垫材。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物及其制备方法，能够利用该组合物制作出质轻、环保、吸音降噪性能优异、具有良好弹性的多孔性隔音垫材，并且制作简便，能够广泛推广。
本发明所述的一种用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物，由A组份和B组份组成，其中：
A组份按照重量百分数计：
聚醚多元醇A： 40-80％
聚醚多元醇B： 0-50％
交联剂： 0-3.0％
发泡剂： 0.2-3.0％
泡沫稳定剂： 0.2-2.0％
催化剂： 0.2-3.0％
抗氧剂： 0.2-1％
固体填充物： 2-10％
固体阻燃剂： 2-5％
B组份按照重量百分数计：
聚醚多元醇A： 10-40％
异氰酸酯： 55-85％
开孔剂： 1.0-10％
外加储存稳定剂： 10ppm。
其中，聚醚多元醇A优选为以甘油、三羟甲基丙烷或三乙醇胺为起始剂，伯羟基含量≥75％，数均分子量为8000～10000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇；聚醚多元醇B优选为以乙二醇、丙二醇、二乙二醇或二丙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80％，数均分子量为2000～5000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯二元醇。
交联剂优选为含有三个活泼氢原子的小分子化合物，可以选用三乙醇胺(TEA)、二乙醇胺(DEOA)、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷或1，2，6-己三醇中的一种或几种；发泡剂优选为水；泡沫稳定剂优选采用聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物，可以选用AK-7703(南京德美世创化工有限公司，市售产品)。
催化剂优选为叔胺类催化剂，包括发泡型催化剂、凝胶型催化剂、反应性催化剂或延迟性催化剂的一种或多种。其中，叔胺类发泡型催化剂优选用A-1(市售常规产品)；叔胺类凝胶型催化剂优选用A-33(市售常规产品)；叔胺类反应型催化剂优选用二甲基乙醇胺(DMEA)(生产厂家为美国BASF公司)；叔胺类延迟型催化剂优选用C-225(生产厂家为美国GE公司)。
抗氧剂优选用抗氧剂264(生产厂家为美国Bayer公司)。
固体填充物优选为粒径小于800目的固体颗粒粉，可以选用滑石粉、轻质碳酸钙、高岭土或钢渣粉中的一种或几种。
固体阻燃剂优选用粒径＜10nm、长径比在3-30范围内的氢氧化钠纳米纤维。
异氰酸酯优选为纯MDI(4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)、液化MDI(碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯)、MDI-50(50wt％的2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯与50wt％的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)或聚合MDI(多苯基多亚甲基多异氰酸酯)中的一种或多种；开孔剂优选用DK-12(生产厂家为山东蓝星东大化工有限责任公司)或Yukol 8331(生产厂家为韩国SKC株式会社)；储存稳定剂优选用磷酸或苯甲酰氯。
本发明所述的用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
A组份料：先将基于配方量的聚醚多元醇A和聚醚多元醇B投入应釜中搅拌，然后依次加入计量好的交联剂、催化剂、泡沫稳定剂、抗氧剂、固体填充物、固体阻燃剂、发泡剂，在室温条件下，转速为60-100转/分钟，搅拌1-2小时，即得A组份合格产品；
B组份料：将基于配方量的聚醚多元醇A和开孔剂常温下投入反应釜中，搅拌升温至90-100℃，真空条件下脱水脱气2-3小时，然后降温至30℃时，加入计量的异氰酸酯，在80-85℃反应2-3小时，检测异氰酸基质量含量达到20-30％时，降温至10-40℃，加入储存稳定剂即可；
使用时，温度控制在60-90℃，将A、B组份料按异氰酸酯指数为0.95-1.10之间进行机械或手工混合，均匀后迅速注模，密封，2-10分钟开模即可得到用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物。
本发明的优点在于：利用低挥发性原料组成A料，用蒸气压很低的异氰酸酯组成B料，并在A组份中加入了抗氧剂和固体阻燃剂，提高了泡沫的热稳定性，此外与固体填充物一并起到增加面密度，提高吸音、隔音性能。该组合料低挥发、低雾化，反应时无有害物质放出，属环境友好型材料。将A、B组份按比例混合浇注反应，即可制得多孔性隔音垫材，利用该组合料制得的隔音垫材具有质轻、环保、弹性好、吸音降噪性能优异、制作方便等优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
以下实施例中各组分重量单位为Kg。
实施例1：
A组份料：
聚醚多元醇A：70(以甘油为起始剂，伯羟基含量≥75％，数均分子量为8000)
聚醚多元醇B：20(乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80％，数均分子量为3000)
DEOA： 1.0
水： 2.5
AK7703： 0.8
A-1： 0.05
C-225： 0.6
A-33： 0.25
抗氧剂264： 0.3
轻质碳酸钙： 2.5
氢氧化钠纳米纤维： 2
B组份料：
聚醚多元醇A： 20(以甘油为起始剂，伯羟基含量≥75％，数均分子量为8000)
纯MDI： 20
MDI-50： 10
液化MDI： 5.0
聚合MDI： 40
Yukol 8331： 5
外加磷酸： 10ppm
制备A组份料：将计量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、DEOA、AK7703、A-1、C-225、A-33、抗氧剂264、轻质碳酸钙、氢氧化钠纳米纤维、水依次投入反应釜中，设定转速为80转/分，搅拌2小时，取样进行自由泡检测实验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即可得到A组份。
制备B组份料：将基于配方量的聚醚多元醇A和Yukol 8331常温下投入反应釜，升至100℃，搅拌，抽真空脱水脱气2小时，降温至30℃加入纯MDI、MDI-50、液化MDI，在80℃反应2小时，检测NCO％含量达到23.3±0.5后，降温至20℃，加入聚合MDI和磷酸，搅匀，即可。
使用时，温度控制在90℃，将A、B组份料按重量比100/60(异氰酸酯指数为0.96)进行混合注模，8分钟进行开模，制得20cm*20cm*5cm泡沫体，24小时熟化后，进行性能检测。
实施例2：
A组份料：
聚醚多元醇A：70(以甘油为起始剂，伯羟基含量≥75％，数均分子量为8000)
聚醚多元醇B：14(乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80％，数均分子量为3000)
TEA： 1.0
水： 2.5
AK7703： 1.0
DMEA： 0.4
A-33： 0.8
抗氧剂264： 0.3
轻质碳酸钙： 8
氢氧化钠纳米纤维：2
B组份料：
聚醚多元醇A： 20(以甘油为起始剂，伯羟基含量≥75％，数均分子量为8000)
纯MDI： 20
MDI-50： 10
液化MDI： 5.0
聚合MDI： 40
Yukol 8331： 5
外加磷酸： 10ppm
制备A组份料：将计量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、TEA、AK7703、DMEA、A-33、抗氧剂264、轻质碳酸钙、氢氧化钠纳米纤维、水依次投入反应釜中，设定转速为100转/分，搅拌2小时，取样进行检验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即可得到A组份。
制备B组份料：与实施例1中B料制备方法相同。
使用时，温度控制在80℃，将A、B组份料按重量比100/60(异氰酸酯指数为1.00)进行混合注模，8分钟进行开模，制得20cm*20cm*5cm泡沫体，24小时熟化后，进行性能检测。
实施例3：
A组份料：
聚醚多元醇A：70(以甘油为起始剂，伯羟基含量≥75％，数均分子量为9000)
聚醚多元醇B：14(乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80％，数均分子量为4000)
TEA： 1.0
水： 2.5
AK7703： 1.0
MP601： 0.6
MP602： 0.6
抗氧剂264： 0.3
轻质碳酸钙： 4.0
钢渣粉： 4.0
氢氧化钠纳米纤维：2
B组份料：
聚醚多元醇A： 22(以甘油为起始剂，伯羟基含量≥75％，数均分子量为9000)
纯MDI： 20(乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80％，数均分子量为4000)
MDI-50： 10
液化MDI： 5.0
聚合MDI： 38
DK-12： 5
外加苯甲酰氯： 10ppm
制备A组份料：将计量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、TEA、AK7703、MP601、MP602、抗氧剂264、轻质碳酸钙、氢氧化钠纳米纤维、水依次投入反应釜中，设定转速为60转/分，搅拌2小时，取样进行检验，取样进行自由泡检测实验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即可得到A组份。
制备B组份料：与实施例1中B料制备方法相同，设定NCO含量为22.7±0.5。
使用时，温度控制在90℃，将A、B组份料按重量比100/60(异氰酸酯指数为0.99)进行混合注模，8分钟进行开模，制得20cm*20cm*5cm泡沫体，24小时熟化后，进行性能检测。
实施例4：
A组份料：
聚醚多元醇A：70(以甘油为起始剂，伯羟基含量≥75％，数均分子量为10000)
聚醚多元醇B：14(乙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80％，数均分子量为5000)
DEOA： 0.8
水： 2.0
AK7703： 1.0
MP601： 0.5
MP602： 0.8
抗氧剂264： 0.9
轻质碳酸钙： 3.0
滑石粉： 2
氢氧化钠纳米纤维：5
B组份料：
聚醚多元醇A： 17(以甘油为起始剂，伯羟基含量≥75％，数均分子量为10000)
纯MDI： 18
MDI-50： 30
聚合MDI： 20
液化MDI： 10
DK-12： 5
外加磷酸： 10ppm
制备A组份料：将计量好的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、DEOA、AK7703、MP601、MP602、抗氧剂264、轻质碳酸钙、氢氧化钠纳米纤维、水依次投入反应釜中，设定转速为70转/分，搅拌1.5小时，取样进行检验，取样进行自由泡检测实验，如果乳白、凝胶、涨停时间及自由泡密度符合设计要求，即可得到A组份。
制备B组份料：与实施例1中B料制备方法相同，设定NCO含量为24.8±0.5。
使用时，温度控制在60℃，将A、B组份料按重量比100/46(异氰酸酯指数为1.00)进行混合注模，8分钟进行开模，制得20cm*20cm*5cm泡沫体，24小时熟化后，进行性能检测。
实施例1～4的产品性能检测数据表：
注：VOC检测标准NES M0402[2005-1]
本发明提供的用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物，所生产的制品在较低的密度(60～150Kg/m3)下，具有较高的回弹率(50～80％)和抗拉强度，VOC值低于40μg/m3，超过0.8的吸声系数保证了整体产品的吸音效果，而且高温烘烤(＜150℃)稳定，是用于汽车隔音垫的理想材料。
Claims (6)
1.一种用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物，其特征在于由A组份和B组份组成，其中：
A组份按照重量百分数计：
聚醚多元醇A： 40-80%
聚醚多元醇B： 14-50%
交联剂： 1.0-3.0%
发泡剂： 0.2-3.0%
泡沫稳定剂： 0.2-2.0%
催化剂： 0.2-3.0%
抗氧剂： 0.2-1%
固体填充物： 2-10%
固体阻燃剂： 2-5%
B组份按照重量百分数计：
聚醚多元醇A： 10-40%
异氰酸酯： 55-85%
开孔剂： 1.0-10%
外加储存稳定剂： 10ppm；
聚醚多元醇A是以甘油、三羟甲基丙烷或三乙醇胺为起始剂，伯羟基含量≥75%，数均分子量为8000～10000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三元醇；聚醚多元醇B是以乙二醇、丙二醇、二乙二醇或二丙二醇为起始剂，伯羟基含量≥80%，数均分子量为2000～5000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯二元醇；
交联剂为三乙醇胺、二乙醇胺、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷或1,2,6-己三醇中的一种或几种；
发泡剂为水；
泡沫稳定剂采用聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物；
催化剂为叔胺类催化剂；
抗氧剂选用抗氧剂264；
固体填充物为粒径小于800目的固体颗粒粉；
固体阻燃剂选用粒径<10nm、长径比在3-30范围内的氢氧化钠纳米纤维；
异氰酸酯为纯MDI、液化MDI、MDI-50或聚合MDI中的一种或多种；
开孔剂选用DK-12；
储存稳定剂选用磷酸或苯甲酰氯。
2.根据权利要求1所述的用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物，其特征在于泡沫稳定剂采用AK-7703。
3.根据权利要求1所述的用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物，其特征在于催化剂包括发泡型催化剂、凝胶型催化剂、反应性催化剂或延迟性催化剂的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物，其特征在于叔胺类发泡型催化剂选用A-1；叔胺类凝胶型催化剂选用A-33；叔胺类反应型催化剂选用二甲基乙醇胺；叔胺类延迟型催化剂选用C-225。
5.根据权利要求1所述的用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物，其特征在于固体填充物为滑石粉、轻质碳酸钙、高岭土或钢渣粉中的一种或几种。
6.一种权利要求1所述的用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A组份料：先将基于配方量的聚醚多元醇A和聚醚多元醇B投入应釜中搅拌，然后依次加入计量好的交联剂、催化剂、泡沫稳定剂、抗氧剂、固体填充物、固体阻燃剂、发泡剂，在室温条件下，转速为60-100转/分钟，搅拌1-2小时，即得A组份合格产品；
B组份料：将基于配方量的聚醚多元醇A和开孔剂常温下投入反应釜中，搅拌升温至90-100℃，真空条件下脱水脱气2-3小时，然后降温至30℃时，加入计量的异氰酸酯，在80-85℃反应2-3小时，检测异氰酸基质量含量达到20-30%时，降温至10-40℃，加入储存稳定剂即可；
使用时，温度控制在60-90℃，将A、B组份料按异氰酸酯指数为0.95-1.10之间进行机械或手工混合，均匀后迅速注模，密封，2-10分钟开模即可得到用于制作汽车隔音垫的环保型聚氨酯组合物。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 255086 room D-803, No. 135, political access road, hi tech Zone, Shandong, Zibo Applicant after: SHANDONG INOV POLYURETHANE CO., LTD. Address before: 255086 room D-803, No. 135, political access road, hi tech Zone, Shandong, Zibo Applicant before: Shangdong Dong Da Inov Polyuerthane Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: SHANGDONG DONG DA INOV POLYUERTHANE CO., LTD. TO: SHANDONG INOV POLYURETHANE CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |