CN104059352B - 聚氨酯pur弹性体及汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种聚氨酯PUR弹性体及汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法,该聚氨酯PUR弹性体的制造方法包括了聚氨酯PUR预聚体的聚合反应制造、聚合预聚体配比、聚合辅料的制作、灌注或浇注成型和硫化加工过等步骤,而缓冲圈的制造还包括了切割成型步骤。通过本发明制得的聚氨酯PUR弹性体不仅具有较强的机械和化学性能,即具有较强的耐磨、耐油、耐高低温、耐水解、弹性好和挠曲性强等性能,还具有较强的承载力和优异的耐动态疲劳性能,大大地延长了材料的使用寿命。本发明制备的聚氨酯PUR弹性体材料不仅可以应用于汽车内饰部件的缓冲减震系统,还可以应用于汽车、交通运输、航天、轻工、工程设备、电梯部件的制造。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯PUR新材料技术领域,具体涉及一种具有超强耐动态疲劳能力的聚氨酯PUR弹性体及汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法。
背景技术
聚氨酯PUR微孔弹性体因其具有优良的静态和动态力学性能而被市场所喜爱,特别是用在振动和阻尼体系中。它们不仅具有良好的机械性能和化学性能,而且具有生产加工容易、成型方便的优点。聚氨酯PUR微孔弹性体是将液体反应混合物浇注到模腔中而成型的化学体系,所用的化学原料主要有异氰酸酯、多元醇和辅料等,辅料包括扩链剂、发泡剂、催化剂、泡沫均衡剂等,使用不同混合比的各种化学结构组分可以生产出机械性能和加工性能区别较大的产品。
例如:中国专利 CN101469053A 于2009 年07月01日公开了一种NDI/MDI基聚氨酯微孔弹性体的制备方法,包括如下步骤:(1)预聚体的制备:过量的MDI与聚醚多元醇或聚酯多元醇或含羟基的聚碳酸酯在70-90℃下反应2小时,形成端-NCO 基含量≤10.0wt%的MDI 预聚体;过量的NDI与聚醚多元醇或聚酯多元醇或含羟基的聚碳酸酯在 100-140℃下反应 0.5 小时,形成端 -NCO 基含量≤10.0wt%的NDI预聚体;(2)预聚体的混合 :将MDI预聚体和NDI预聚体按重量比1:1-6:1混合形成均匀的混合物;(3)浇注:将混合物与交联剂组分按重量比100:(8-15) 混合后,注入温度为80-95℃的模具中,预熟化后脱模;(4)后熟化:脱模后的制品于110℃下后熟化13-16小时,制得MDI/NDI 基聚氨酯微孔弹性体。
又如:中国专利 CN101469053A 采用MDI 基与NDI 基混合体系成功地解决了单纯MDI 基聚氨酯微孔弹性体材料动态疲劳形变值高的技术问题。但是,由于MDI 基预聚体和NDI 基预聚体的相容性不佳,对工艺、设备提出了很高的要求。
众所周知,MDI基聚氨酯微孔弹性体材料具有优异的力学性能,但耐动态疲劳方面明显不如NDI基聚氨酯微孔弹性体材料 ;而NDI基聚氨酯微孔弹性体材料的力学性能相对而言较差,而且 NDI 的生产技术由Bayer等几家国际大公司所垄断,造成其价格非常昂贵,是MDI 价格的近20倍。正是在这样的技术背景下,申请人希望从工艺配方上进行改进,突破传统观的工艺,使聚氨酯PUR微孔弹性体的具有更强的耐动态疲劳性能和具有更高的承载力,并且有利于降低了材料的成本,极大地提高了这种材料的市场竞争力。
发明内容
基于上述现有技术的不足,本发明提供一种聚氨酯PUR弹性体及汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法,旨在解决现有聚氨酯PUR弹性体和缓冲圈耐动态疲劳差,承载力差、耐高低温差、耐水解差、弹性差的问题,提高聚氨酯PUR材料的使用寿命。
本发明可以归纳成如下三种技术方案。
方案一:一种聚氨酯PUR弹性体的制造方法,按以下步骤进行。
(一) 弹性体预聚体的聚合反应制造,有以下三种情况:
(1)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与NDI在70℃~145℃区间聚合反应0.1~5小时,形成NDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%或者11%≤-NCO基含量≤50%;
(2)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与MDI在70℃~130℃聚合反应1~5小时,形成MDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%或者11%≤-NCO基含量≤50%;
(3)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI中的任意一种或多种,在70℃~135℃区间聚合反应1~5小时,形成XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%或者11%≤-NCO基含量≤50%。
(二) 将以上聚合预聚体配比,有以下两种情况
(1)NDI聚合预聚体与MDI聚合预聚体重量配比100:(5~98),在70℃~95℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;
(2)NDI聚合预聚体与TDI、XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体重量配比100:(5~98),在70℃~130℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体。
(三) 聚合辅料的制作
将交联剂或扩链剂、有机锡与胺催化剂、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷或二邻氯二苯胺甲烷 (MOCA)、醇类扩链剂搅拌混合均匀,形成聚合辅料。
(四) 灌注成型
将混合均匀的原料聚合混合预聚体与聚合辅料分别加入聚氨酯灌注机的反应釜中,按电脑计重量比100:(5~98),经聚氨酯灌注机混合头高速混合并灌注到金属模具中,金属模具的温度控制恒温,温度区间在75℃~145℃;熟化后就可脱模出弹性体半成品。
(五) 硫化加工
弹性体半成品脱模出来后经修边整理后放进硫化箱中硫化加工,温度控制在75℃~135℃区间,硫化时间为6~48小时。
方案二:一种聚氨酯PUR汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法,按如下步骤进行。
(一) 聚氨酯PUR微孔发泡预聚体的聚合反应制造,有以下三种情况。
(1)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与NDI在50℃~145℃区间聚合反应0.1~5小时,形成NDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%或者11%≤-NCO基含量≤50%;
(2)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与MDI在55℃~130℃区间聚合反应1~5小时,形成MDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%或者11%≤-NCO基含量≤50%;
(3)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI中的任意一种或多种,在55℃~135℃区间聚合反应1~5小时,形成XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%或者11%≤-NCO基含量≤50%。
(二) 将以上聚合预聚体配比,有以下两种情况:
(1)NDI聚合预聚体与MDI聚合预聚体重量配比100:(5~98),在50℃~90℃区间的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;
(2)NDI聚合预聚体与TDI、XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体重量配比100:(5~98),在50℃~130℃区间的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体。
(三) 聚合辅料的制作
将交联剂、有机锡与胺催化剂、硅油匀泡剂、阻燃剂、发泡剂搅拌混合均匀,形成聚合辅料。
(四) 浇注成型
将混合均匀的原料聚合混合预聚体与聚合辅料分别加入聚氨酯发泡机的反应釜中,按电脑计重量比100:(5~98),经聚氨酯发泡机混合头高速混合并浇注到金属模具中,金属模具的温度控制恒温,温度区间在50℃~115℃;熟化后就可脱模发泡体半成品。
(五) 硫化加工
发泡体半成品脱模出来后经修边整理后放进硫化箱中硫化加工,硫化温度为硫化温度为55℃~105℃;硫化时间为6~48小时。
(六) 切割成型:
采用冷光源激光切割机或者水刀切割机对硫化后的发泡体半成品进行切割加工制得聚氨酯PUR汽车部件缓冲圈产品,其中平板型的发泡体半成品是进行切圈加工,而管型的发泡体半成品是进行机械切断加工。
在该方案中:所述聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇包括聚碳酸酯二醇(PCD) 、聚丙二醇(PPG) 、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)、聚四亚甲基醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、乙二醇(EDO) 、1,6-己二醇(HDO)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(CMA-44)、三羟基甲基丙烷(TMP)、聚己内酯多元醇(PCL)、己内酯、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BDO)中的任意一种、两种或多种混合而成。所述交联剂包括三乙胺、三乙烯二胺、1,6一已二胺、三亚基乙二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、中的任意一种、两种或多种混合而成。所述冷光源激光切割机的功率为30W~300W。所述聚氨酯PUR汽车部件缓冲圈产品的内径为1~50mm、外径为6~100mm、长度为1~500mm。或者说:所述聚氨酯PUR汽车部件缓冲圈产品的厚度为2.5~50mm;长度为1~100mm。
方案三:一种聚氨酯PUR汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法,按如下步骤进行。
(1)聚合预聚体的制备:将异氰酸酯与多元醇聚合反应制得聚合预聚体;
所述异氰酸酯是采用萘-1,5二异氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷4,4′-二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、二甲基联苯3,3′-对苯二异氰酸酯(PPDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、1,6一已二异氰酸酯(HDI)这9种材料中的任意一种、两种或多种混合而成,
所述多元醇是采用聚氨酯多元醇与聚醚多元醇;聚碳酸酯二醇(PCD) 、聚丙二醇(PPG) 、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)、聚四亚甲基醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、乙二醇(EDO) 、1,6-己二醇(HDO)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(CMA-44)、三羟基甲基丙烷(TMP)、聚己内酯多元醇(PCL)、己内酯、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BDO)这几种材料中的任意一种或两种混合而成。
(2)将交联剂、有机锡与胺催化剂、硅油匀泡剂、阻燃剂、发泡剂搅拌混合均匀,制成聚合辅料。
(3)浇注成型:将上述的聚合预聚体和聚合辅料分别加入到聚氨酯发泡机的反应釜中,由两台高精度计量泵,把聚合预聚体和聚合辅料各自输送到聚氨酯发泡机的搅拌头,经过高速强烈搅拌,使之混合均匀后注入到模具中,熟化成型后脱模,制得平板型或管型的半成品。
(3)硫化加工:将上述平板型或管型的半成品放入硫化烘箱中硫化,硫化温度为硫化温度为60℃~105℃;硫化时间为6~48小时。
(4)切割成型:采用冷光源激光切割机或者水刀切割机对硫化后的成品进行切割加工制得聚氨酯PUR汽车部件缓冲圈产品,其中平板型的半成品是进行切圈加工,而管型的半成品是进行机械切断加工。
在该方案中,所述交联剂包括三乙胺、三乙烯二胺、1,6一已二胺、三亚基乙二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡 中的任意一种、两种或多种混合而成。所述冷光源激光切割机的功率为30W~300W。所述聚氨酯PUR缓冲圈产品的内径为1~50mm、外径为6~100mm、长度为1~500mm。或者说:所述缓冲圈产品的厚度为2.5~50mm;长度为1~100mm。
本发明的聚氨酯PUR弹性体在制造工艺上有较大的改进,其一就是原料的配比和制作流程上,通过配合和聚合温度等参数的改进,使本发明的聚氨酯PUR弹性体既保证有足够的材料力学性能,又具有较高的耐动态疲劳能力,其二是降低现有技术中的硫化温度,并延长硫化时间,可以使聚氨酯PUR材料的致密性更强,有利于提高它的承载力,特别是在往复交变的外力作用下,它明显具有更强的耐动态疲劳能力。
本发明的聚氨酯PUR汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法中,重点采用了冷光源激光切割机或者水切割机对硫化后的半成品进行切割加工制得缓冲圈产品,相对传统的冲压模设备而言,它不仅切割效率高,成品率高,而且切割下来的产品表面性能不被破坏,有利于提高产量及承载力和延长产品的使用寿命。
附图说明
图1 是本发明的聚氨酯PUR汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的立体图。
具体实施方式
为了使本发明的上述技术内容和构造特点能更容易地被本领域一般技术人员所理解,下面结合附图和技术要点对本申请进一步的说明。
以下实施例中所用到的原料有:聚醚多元醇与聚酯多元醇聚合物聚己内酯多元醇、己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇、聚四氢呋喃醚二醇及含活性氢低聚合物分子量600-5000,官能度2。聚四氢呋喃醚二醇、聚己二酸1,4-丁二醇酯、乙二醇、聚己内酯、聚碳酸酯二醇、聚丙二醇、聚己内醇多元醇。
实施例1
聚氨酯PUR弹性体的制造方法,按以下步骤进行。
(一) 弹性体预聚体的聚合反应制造,有以下三种情况。
(1)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与NDI在70℃~145℃区间聚合反应3~5小时,形成NDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%;优选的温度为:70℃~85℃、85℃~105℃、105℃~120℃或120℃~145℃;优选的时间为0.1-5小时。
(2)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与MDI在70℃~130℃聚合反应3~5小时,形成MDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%;优选的温度为:70℃、83℃、91℃、109℃或130℃;优选的时间为4小时。
(3)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI中的任意一种或多种,在70℃~135℃聚合反应1~5小时,形成XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%;优选的温度为70℃~85℃、85℃~95℃、95℃~105℃、105℃~115℃、115℃~135℃优选的时间为:1~2小时、2~3小时、3~4小时或4~5小时。
(二) 将以上聚合预聚体配比,有以下两种情况:
(1)NDI聚合预聚体与MDI聚合预聚体重量配比100:(5~98),优选的重量配比可以取100::5、100::11、100::16、100::21、100:33、100:46、100:54、100:63:、100:76、100:81、100:92或者100:96等,
在70℃~95℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;优选的温度值为:70℃、81℃、91℃或者95℃等。
(2)NDI聚合预聚体与TDI、XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体重量配比100:(5~98),优选的重量配比可以取100:8、100:12、100:21、100:33、100:46、100:54、100:63:、100:76、100:81、100:92或者100:96等;
在70℃~130℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;优选的温度值为:70℃、97℃、115℃或者130℃等。
(三) 聚合辅料的制作
将交联剂或扩链剂、有机锡与胺催化剂、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷或二邻氯二苯胺甲烷 (MOCA)、醇类扩链剂搅拌混合均匀,形成聚合辅料。
(四) 灌注成型
将混合均匀的原料聚合混合预聚体与聚合辅料分别加入聚氨酯灌注机的反应釜中,按电脑计重量比100:(5~98),优选的重量配比可以取100:8、100:12、100:21等;经聚氨酯灌注机混合头高速混合并灌注到金属模具中,金属模具的温度控制恒温,温度区间在75℃~145℃;熟化后就可脱模出弹性体半成品。
(五) 硫化加工
弹性体半成品脱模出来后经修边整理后放进硫化箱中硫化加工,温度控制在硫化温度为75℃~135℃,优选的温度值区间为:75℃~99℃或者99℃~135℃;硫化时间为6~48小时。
实施例2
聚氨酯PUR汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法,按如下步骤进行。
(一) 聚氨酯PUR微孔发泡预聚体的聚合反应制造,有以下三种情况:
(1)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与NDI在50℃~145℃区间聚合反应0.1~5小时,形成NDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足: 11%≤-NCO基含量≤50%;优选的温度为:80℃、95℃、100℃、115℃或128℃;优选的时间为1-3小时。
(2)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与MDI在55℃~130℃区间聚合反应1~5小时,形成MDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足: 11%≤-NCO基含量≤50%;优选的温度为:80℃、90℃、100℃、105℃、110℃、或119℃;优选的时间为2小时。
(3)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇
与XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI中的任意一种或多种,在55℃~135℃区间聚合反应1~5小时,形成XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:11%≤-NCO基含量≤50%;优选的温度为:55℃~65℃、65℃~75℃、75℃~85℃、85℃~95℃、95℃~105℃、105℃~115℃、115℃~125℃或125℃~135℃;优选的时间为:1~2小时、2~3小时、3~4小时或4~5小时。
(二) 将以上聚合预聚体配比,有以下两种情况:
(1)NDI聚合预聚体与MDI聚合预聚体重量配比100:(5~98),优选的重量配比可以取100:8、100:12、100:21、100:33、100:46、100:54、100:63:、100:76、100:81、100:92或者100:96等;在50℃~95℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;优选的温度为:50℃~60℃、60℃~69℃、70℃~78℃或81℃~95℃。
(2)NDI聚合预聚体与TDI、XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体重量配比100:(5~98),优选的重量配比可以取100:8、100:12、100:21、100:33、100:46、100:54、100:63:、100:76、100:81、100:92或者100:96等。在50℃~130℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;优选的温度为:50℃~70℃、70℃~100℃、100℃~120℃或120℃~130℃。
(三) 聚合辅料的制作
将交联剂、有机锡与胺催化剂、硅油匀泡剂、阻燃剂、发泡剂搅拌混合均匀,形成聚合辅料。
(四) 浇注成型
将混合均匀的原料聚合混合预聚体与聚合辅料分别加入聚氨酯发泡机的反应釜中,按电脑计重量比100:(5~98),经聚氨酯发泡机混合头高速混合并浇注到金属模具中,金属模具的温度控制恒温,温度区间在50℃~115℃;熟化后就可脱模发泡体半成品。
(五) 硫化加工
发泡体半成品脱模出来后经修边整理后放进硫化箱中硫化加工,硫化温度为硫化温度为55℃~105℃;硫化时间为6~48小时,硫化温度为55℃~105℃,优选的温度值区间为:55℃~79℃或者82℃~105℃。硫化时间为6~48小时,优选地,所述硫化时间为6~12小时、13~24小时、25~36小时或37~48小时。
(六) 切割成型:
采用冷光源激光切割机或者水刀切割机对硫化后的发泡体半成品进行切割加工制得聚氨酯PUR汽车部件缓冲圈产品,其中平板型的发泡体半成品是进行切圈加工,而管型的发泡体半成品是进行机械切断加工。
在该方案中:所述聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇包括聚碳酸酯二醇(PCD) 、聚丙二醇(PPG) 、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)、聚四亚甲基醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、乙二醇(EDO) 、1,6-己二醇(HDO)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(CMA-44)、三羟基甲基丙烷(TMP)、聚己内酯多元醇(PCL)、己内酯、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BDO)中的任意一种、两种或多种混合而成。所述交联剂包括三乙胺、三乙烯二胺、1,6一已二胺、三亚基乙二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、中的任意一种、两种或多种混合而成。所述冷光源激光切割机的功率为30W~300W。所述聚氨酯PUR汽车部件缓冲圈产品的内径为1~50mm、外径为6~100mm、长度为1~500mm。或者说:所述聚氨酯PUR汽车部件缓冲圈产品的厚度为2.5~50mm;长度为1~100mm。
实施例3
聚氨酯PUR汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法,按如下步骤进行。
(1)聚合预聚体的制备:将异氰酸酯与多元醇聚合反应制得聚合预聚体;
所述异氰酸酯是采用萘-1,5二异氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷4,4′-二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、二甲基联苯3,3′-对苯二异氰酸酯(PPDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、1,6一已二异氰酸酯(HDI)这9种材料中的任意一种、两种或多种混合而成。
所述多元醇是采用聚氨酯多元醇与聚醚多元醇;聚碳酸酯二醇(PCD) 、聚丙二醇(PPG) 、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇(PEPA)、聚四亚甲基醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、乙二醇(EDO) 、1,6-己二醇(HDO)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(CMA-44)、三羟基甲基丙烷(TMP)、聚己内酯多元醇(PCL)、己内酯、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BDO)这几种材料中的任意一种或两种混合而成。
(2)将交联剂、有机锡与胺催化剂、硅油匀泡剂、阻燃剂、发泡剂搅拌混合均匀,制备聚合辅料。
(3)浇注成型:将上述的聚合预聚体和聚合辅料分别加入到聚氨酯发泡机的反应釜中,由两台高精度计量泵,把聚合预聚体和聚合辅料各自输送到聚氨酯发泡机的搅拌头,经过高速强烈搅拌,使之混合均匀后注入到模具中,熟化成型后脱模,制得平板型或管型的半成品。
(3)硫化加工:将上述平板型或管型的半成品放入硫化烘箱中硫化,硫化温度为55℃~105℃,优选的温度值区间为:55℃~79℃或者82℃~105℃。硫化时间为6~48小时,优选地,所述硫化时间为6~12小时、13~24小时、25~36小时或37~48小时。
(4)切割成型:采用冷光源激光切割机或者水刀切割机对硫化后的半成品进行切割加工制得缓冲圈产品,其中平板型的半成品是进行切圈加工,而管型的半成品是进行机械切断加工。
在该方案中,所述交联剂包括三乙胺、三乙烯二胺、1,6一已二胺、三亚基乙二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的任意一种、两种或多种混合而成。所述冷光源激光切割机的功率为30W~300W,优选地,所述冷光源激光切割机的功率为30W~90W、100W~160W、180W~245W或者245W~298W。所述缓冲圈产品的厚度为3~50mm;长度为1~100mm。在本实施例中,所述缓冲圈产品的内径为Φ5~9.8mm,公差为±0.15mm;外径为Φ10~14.2mm公差为±0.3mm;长度为5.5±0.3mm,如图1所示。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种聚氨酯PUR弹性体的制造方法,其特征在于,按以下步骤进行:
(一)弹性体预聚体的聚合反应制造,有以下三种情况:
(1)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇与NDI在70℃~85℃或145℃下聚合反应3~5小时,形成NDI聚合预聚体;
其中-NCO基含量满足:11%≤-NCO基含量≤50%;
(2)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇与MDI在91℃、109℃或130℃聚合反应3~5小时,形成MDI聚合预聚体;
其中-NCO基含量满足:11%≤-NCO基含量≤50%;
(3)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇与XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI中的任意一种或多种,在70℃~135℃区间聚合反应1~5小时,形成XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体;
其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%或者11%≤-NCO基含量≤50%;
(二)将以上聚合预聚体配比,有以下两种情况:
(1)NDI聚合预聚体与MDI聚合预聚体重量配比100:5、100:11或100:16,在70℃~95℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;
(2)NDI聚合预聚体与XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体
重量配比100:(5~98),在70℃~130℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;
(三)聚合辅料的制作
将交联剂或扩链剂、有机锡与胺催化剂搅拌混合均匀,形成聚合辅料;
(四)灌注成型
将混合均匀的原料聚合混合预聚体与聚合辅料分别加入聚氨酯灌注机的反应釜中,按电脑计重量比100:21,经聚氨酯灌注机混合头高速混合并灌注到金属模具中,金属模具的温度控制恒温,温度区间在75℃或145℃;熟化后脱模出弹性体半成品;
(五)硫化加工
弹性体半成品脱模出来后经修边整理后放进硫化箱中硫化加工,温度控制在75℃~99℃区间,硫化时间为6~12小时、25~36小时或者37~48小时。
2.一种聚氨酯PUR汽车部件发泡阻尼环缓冲圈的制造方法,其特征在于,按如下步骤进行:
(一)聚氨酯PUR微孔发泡预聚体的聚合反应制造,有以下三种情况:
(1)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇与NDI在80℃或95℃下聚合反应1~3小时,形成NDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:11%≤-NCO基含量≤50%;
(2)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇与MDI在100℃、105℃、110℃或119℃下聚合反应1或5小时,形成MDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:11%≤-NCO基含量≤50%;
(3)用聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇与XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI中的任意一种或多种,在55℃~135℃区间聚合反应1~5小时,形成XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体,其中-NCO基含量满足:1%≤-NCO基含量≤9%或者11%≤-NCO基含量≤50%;
(二)将以上聚合预聚体配比,有以下两种情况:
(1)NDI聚合预聚体与MDI聚合预聚体重量配比100:8或100:12,在50℃~95℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;
(2)NDI聚合预聚体与XDI、PPDI、HDI、PAPI、IPDI或HTDI聚合预聚体重量配比100:(5~98),在50℃~130℃的温度下搅拌混合均匀,形成原料聚合混合预聚体;
(三)聚合辅料的制作
将交联剂、有机锡与胺催化剂、硅油匀泡剂、阻燃剂、发泡剂搅拌混合均匀,形成聚合辅料;
(四)浇注成型
将混合均匀的原料聚合混合预聚体与聚合辅料分别加入聚氨酯发泡机的反应釜中,按电脑计重量比100:5或100:98,经聚氨酯发泡机混合头高速混合并浇注到金属模具中,金属模具的温度控制恒温,温度区间在50℃或115℃;熟化后脱模出发泡体半成品;
(五)硫化加工
发泡体半成品脱模出来后经修边整理后放进硫化箱中硫化加工,温度控制在55℃~105℃区间,硫化时间为6~12小时、25~36小时或者37~48小时;
(六)切割成型
采用冷光源激光切割机或者水刀切割机对硫化后的发泡体成品进行切割加工制得聚氨酯PUR汽车部件发泡阻尼环缓冲圈产品,其中平板型的发泡体成品是进行切圈加工,而管型的发泡体成品是进行机械切断加工。
3.根据权利要求2所述的制造方法,其特征在于:所述聚醚多元醇或聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇包括聚碳酸酯二醇、聚丙二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯、聚己内酯多元醇、聚四氢呋喃醚二醇中的任意一种或多种混合而成。
4.根据权利要求2所述的制造方法,其特征在于:所述催化剂包括三乙胺、三乙烯二胺、1,6-已二胺、三亚基乙二胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的任意一种或多种混合而成。
5.根据权利要求2所述的制造方法,其特征在于:所述冷光源激光切割机的功率为30W~300W。
6.根据权利要求2所述的制造方法,其特征在于:所述制造方法所生产出的聚氨酯PUR汽车部件缓冲圈产品的内径为1~50mm、外径为6~100mm、长度为1~500mm。
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