CN103087292B - 一种用于校车挡板的聚氨酯高回弹泡沫组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚氨酯高回弹泡沫组合物，该组合物由组合聚醚和异氰酸酯组成，其重量份配比为：100份组合聚醚、20～35份异氰酸酯，所述组合聚醚由羟值为27～35mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、羟值为450～550mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、包括至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子且分子量为60～500的多元醇、水、催化剂、表面活性剂、开孔剂、阻燃剂组成。本发明的聚氨酯高回弹泡沫组合物具有优异的阻燃性、回弹性及低VOC含量，回弹性可达到45%以上，阻燃效果可达离火即灭，VOC含量通过国家乘用车内空气质量评价指南要求。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨脂材料领域，具体涉及一种高回弹聚氨脂泡沫组合物。
背景技术
近年来大客车安全事故频发，例如2012年7月22日河南信阳客车起火事故、2012年8月26日延安客车起火致36人死亡等一系列事件，均因交通事故导致车辆起火而致使群体性死亡的发生。这些事件引发了广泛的社会关注，使人们致力于提高大客车的质量安全指数。通过提高汽车内饰材料的阻燃性能而减少汽车的起火、增强汽车的回弹性而提高安全系数是一个可行的方向。
发明内容
为达到上述目的，本发明公开了一种具有优异的阻燃性和回弹性，并且具有低VOC含量的聚氨酯高回弹泡沫组合物。
为实现上述目的，本发明的技术方案是，一种聚氨酯高回弹泡沫组合物，所述聚氨酯高回弹泡沫组合物由组合聚醚和异氰酸酯组成，其重量份配比为：100份组合聚醚，20～35份异氰酸酯。
其中，所述组合聚醚的组分以及重量份配比如下：以甘油为起始剂的羟值为27～35mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚30～80份，以丙三醇为起始剂的羟值为450～550 mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚20～70份，包括至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子且分子量为60～500的多元醇0～5份，水1～5份，催化剂0.1～2份，表面活性剂0.1～1.5份，开孔剂0.5～5.0份，阻燃剂2.0～10.0份。
所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多次甲基多异氰酸酯的混合物。
优选的，所述组合聚醚与异氰酸酯的重量份配比为：100份组合聚醚，20～30份异氰酸酯。
优选的，所述组合聚醚与异氰酸酯的重量份配比为：100份组合聚醚，20～25份异氰酸酯。
优选的，所述组合聚醚与异氰酸酯的重量份配比为：100份组合聚醚，35份异氰酸酯。
优选的，所述包括至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子且分子量为60～500的多元醇为乙二醇、二甘醇、丙二醇、丙三醇或季戊四醇中的一种、两种或两种以上的组合。
优选的，所述开孔剂为聚氧化丙烯－氧化乙烯共聚醚物型开孔剂与聚氧化烯烃－聚硅氧烷共聚物型开孔剂的混合物。
优选的，所述催化剂为胺类催化剂或者锡类催化剂。
优选的，所述胺类催化剂为N，N-二甲基环己胺、双（2-甲基氧基乙基）醚、二甲基乙醇胺、二甲基苄胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、五甲基二乙烯三胺、季胺盐中的一种。
优选的，所述锡类催化剂为辛酸亚锡或者二月桂酸二丁基锡。
本发明的聚氨酯高回弹泡沫组合物具有优异的阻燃性、回弹性及低VOC含量。
阻燃效果可达离火即灭，按GB8333-87标准测试结果如下表：
聚氨酯材料的阻燃性在国内外都有着较高的要求，因为材料的阻燃性决定着最终产品的阻燃效果，阻燃性的提高避免了在物品燃烧中产生的危害性，从而大大的提高了火场生存机会，因此车内材料的阻燃性能对于车辆的安全系数有很大影响。
VOC含量通过GB/T 27630-2011乘用车内空气质量评价指南。
本发明产品主要是防护为主，所以本发明是属于高回弹中的低回弹，回弹性在36-38左右，市场上产品一般在50以上。高回弹：由于高回弹的弹性较高，在受力较大时由于其弹性较好起到的反作用力较大，容易对人体产生二次伤害。低回弹：由于弹性较低，在防护中难以起到防护作用。所以最终以高回弹中的低回弹为最理想的防护，本发明既可以起到防护效果，又可以把反作用力降到最低，能够完美的体现其防护的效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附后权利要求书限定的范围。
实施方式1：
将60份以甘油为起始剂的羟值为30mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、20份以丙三醇为起始剂的羟值为450 mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、5.0份甘油、3.0份水、0.7份33%的三乙烯二胺溶于二丙二醇溶液中、0.3份表面活性剂、3.0份开孔剂，8.0份阻燃剂，在温度25摄氏度下混合均匀，倒入反应釜，然后再向反应釜中加入20份异氰酸酯，搅拌均匀，固化15分钟，得到聚氨酯高回弹泡沫组合物A。
实施方式2：
将50份以甘油为起始剂的羟值为30mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、30份以丙三醇为起始剂的羟值为450 mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、3.8份甘油、3.0份水、0.6份33%的三乙烯二胺溶于二丙二醇溶液中、0.6份表面活性剂、4.0份开孔剂，8.0份阻燃剂，在温度25摄氏度下混合均匀，倒入反应釜，然后再向反应釜中加入22份异氰酸酯，搅拌均匀，固化15分钟，得到聚氨酯高回弹泡沫组合物B。
实施方式3：
将45份以甘油为起始剂的羟值为30mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、40份以丙三醇为起始剂的羟值为450 mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、1.0份甘油、3.0份水、0.7份33%的三乙烯二胺溶于二丙二醇溶液中、0.3份表面活性剂、2.0份开孔剂，8.0份阻燃剂，在温度25摄氏度下混合均匀，倒入反应釜，然后再向反应釜中加入25份异氰酸酯，搅拌均匀，固化15分钟，得到聚氨酯高回弹泡沫组合物C。
实施方式4：
将65份以甘油为起始剂的羟值为30mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、20份以丙三醇为起始剂的羟值为450 mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、2.0份甘油、2.0份水、0.7份33%的三乙烯二胺溶于二丙二醇溶液中、0.3份表面活性剂、2.0份开孔剂，8.0份阻燃剂，在温度25摄氏度下混合均匀，倒入反应釜，然后再向反应釜中加入28份异氰酸酯，搅拌均匀，固化15分钟，得到聚氨酯高回弹泡沫组合物D。
实施方式5：
将70份以甘油为起始剂的羟值为30mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、15份以丙三醇为起始剂的羟值为450 mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、1.0份甘油、2.0份水、0.7份33%的三乙烯二胺溶于二丙二醇溶液中、0.3份表面活性剂、3.0份开孔剂，8.0份阻燃剂，在温度25摄氏度下混合均匀，倒入反应釜，然后再向反应釜中加入30份异氰酸酯，搅拌均匀，固化15分钟，得到聚氨酯高回弹泡沫组合物E。
实施方式6：
将60份以甘油为起始剂的羟值为30mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、25份以丙三醇为起始剂的羟值为450 mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、0.5份甘油、2.5份水、0.7份33%的三乙烯二胺溶于二丙二醇溶液中、0.3份表面活性剂、3.0份开孔剂，8.0份阻燃剂，在温度25摄氏度下混合均匀，倒入反应釜，然后再向反应釜中加入33份异氰酸酯，搅拌均匀，固化15分钟，得到聚氨酯高回弹泡沫组合物F。
实施方式7：
将50份以甘油为起始剂的羟值为30mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、30份以丙三醇为起始剂的羟值为450 mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚、1.5份甘油、1.5份水、0.7份33%的三乙烯二胺溶于二丙二醇溶液中、0.3份表面活性剂、3.0份开孔剂，8.0份阻燃剂，5份物理发泡剂，在温度25摄氏度下混合均匀，倒入反应釜，然后再向反应釜中加入35份异氰酸酯，搅拌均匀，固化15分钟，得到聚氨酯高回弹泡沫组合物G。
各实施例制得的聚氨酯高回弹泡沫组合物的性能测试结果如表1：
表1 各实施例制品性能测试结果
由表1可见，本发明的聚氨酯高回弹泡沫组合物，密度≤120kg/m3，硬度≥44kpa，阻燃性≤50 mm/min。本发明已通过奔驰voc valueDBL5462.004.10.2检测标准，测试结果≤90ug/g(ppm)，而市场上低VOC领域涉及较少，大多数同类产品的VOC含量不能符合国家标准要求。由于本产品适于用于客车门的左右两侧，其阻燃性决定了逃生通道的疏散效果，因此本产品能够大大提高客车的安全系数。
本发明在以下范围内任意组合：
一种聚氨酯高回弹泡沫组合物，所述聚氨酯高回弹泡沫组合物由组合聚醚和异氰酸酯组成，其重量份配比如下：
100份组合聚醚，20～35份异氰酸酯。
其中，所述组合聚醚的组分以及重量份配比如下：以甘油为起始剂的羟值为27～35mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚30～80份，以丙三醇为起始剂的羟值为450～550 mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚20～70份，包括至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子且分子量为60～500的多元醇0～5份，水1～5份，催化剂0.1～2份，表面活性剂0.1～1.5份，开孔剂0.5～5.0份，阻燃剂2.0～10.0份。
所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多次甲基多异氰酸酯的混合物。
本发明的聚氨酯高回弹泡沫组合物具有优异的回弹性、阻燃性及低voc，回弹性可达到45%以上，阻燃效果可达离火即灭，VOC含量通过GB/T 27630-2011乘用车内空气质量评价指南。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种聚氨酯高回弹泡沫组合物，其特征在于,所述聚氨酯高回弹泡沫组合物由组合聚醚和异氰酸酯组成，其重量份配比为：100份组合聚醚，20～35份异氰酸酯；
其中，所述组合聚醚的组分以及重量份配比如下：以甘油为起始剂的羟值为27～35mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚30～80份，以丙三醇为起始剂的羟值为450～550mgKOH/g的环氧丙烷环氧乙烷共聚醚20～70份，包括至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子且分子量为60～500的多元醇0～5份，水1～5份，催化剂0.1～2份，表面活性剂0.1～1.5份，开孔剂0.5～5.0份，阻燃剂2.0～10.0份；
所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多次甲基多异氰酸酯的混合物。
2.按照权利要求1所述的聚氨酯高回弹泡沫组合物，其特征在于，所述组合聚醚与异氰酸酯的重量份配比为：100份组合聚醚，20～30份异氰酸酯。
3.按照权利要求1所述的聚氨酯高回弹泡沫组合物，其特征在于，所述组合聚醚与异氰酸酯的重量份配比为：100份组合聚醚，20～25份异氰酸酯。
4.按照权利要求1所述的聚氨酯高回弹泡沫组合物，其特征在于，所述组合聚醚与异氰酸酯的重量份配比为：100份组合聚醚，35份异氰酸酯。
5.按照权利要求1～4任一所述的聚氨酯高回弹泡沫组合物，其特征在于，所述包括至少2个能与异氰酸酯起反应的氢原子且分子量为60～500的多元醇为乙二醇、二甘醇、丙二醇、丙三醇或季戊四醇中的一种、两种或两种以上的组合。
6.按照权利要求1～4任一所述的聚氨酯高回弹泡沫组合物，其特征在于，所述开孔剂为聚氧化丙烯－氧化乙烯共聚物型开孔剂与聚氧化烯烃－聚硅氧烷共聚物型开孔剂的混合物。
7.按照权利要求1～4任一所述的聚氨酯高回弹泡沫组合物，其特征在于，所述催化剂为胺类催化剂或者锡类催化剂。
8.按照权利要求7所述的聚氨酯高回弹泡沫组合物，其特征在于，所述胺类催化剂为N，N-二甲基环己胺、二甲基乙醇胺、二甲基苄胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、五甲基二乙烯三胺、季胺盐中的一种。
9.按照权利要求7所述的聚氨酯高回弹泡沫组合物，其特征在于，所述锡类催化剂为辛酸亚锡或者二月桂酸二丁基锡。
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