CN104151524A - 用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料及其制备方法。由A组分和B组分组成，A组分：聚醚多元醇、聚合物多元醇、丙烯酸酯、扩链剂、发泡剂、泡沫稳定剂、开孔剂、催化剂，B组分：聚醚多元醇、异氰酸酯、小分子醇。本发明组合料不含TDI、重金属催化剂、141B等有毒物质或污染物质，挥发性低，环保，模温低；得到的制品表面平整性、耐用性较好，表层皮革和内层泡沫之间的粘合能力比较强、缺陷少。

Description

用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料及其制备方法。
背景技术
聚氨酯发泡座椅材料应用的非常广泛，在常用的交通工具如自行车、电动车、汽车等上都有非常大的应用。但是目前市场上用的聚氨酯座椅材料，一般都是先做好泡沫芯材，然后在外面包一层皮革，有的甚至还要在泡沫和皮革之间涂一层胶水，以便于表层和内层之间的粘合。不仅工艺复杂，制品的平整性、耐用性较差；而且表层皮革和内层芯材的结合也不是很牢固，很容易裂开。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，不含有毒物质或污染物质，挥发性低，环保，模温低；本发明同时提供了用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料的制备方法，科学合理、成本低、简单易实施、无三废。
本发明所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，由A组分和B组分组成，以重量份数计：
A组分：
B组分：
聚醚多元醇  15-30份
异氰酸酯    20-80份
小分子醇    1-5份
将A组分与B组分按100：30-55的重量比例混合，用于吸塑座椅的制备。
所述的A组分中聚醚多元醇为高伯羟基含量、低不饱和度聚醚多元醇，数均分子量8000-12000，官能度2-3，伯羟基质量含量≥80％，不饱和度≤0.010meq/g；优选黎明化工设计研究院有限公司的LM390H。
所述的A组分中聚合物多元醇为丙烯腈接枝改性的聚醚多元醇，数均分子量6000-8000，官能度2-3，伯羟基质量含量≥65％，不饱和度≤0.010meq/g；优选黎明化工设计研究院有限公司的LM220H。
所述的A组分中发泡剂为水。
所述的A组分中丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种，优选丙烯酸羟乙酯。
所述的A组分中扩链剂为乙二醇、丙二醇、1、4-丁二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二乙醇胺、1.6己二醇或液体莫卡中的一种或几种，优选一缩二丙二醇。
所述的A组分中泡沫稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物；优选迈图的L-3150(市售产品)。
所述的A组分中催化剂为三亚乙基二胺(A-33)、双(二甲氨基乙基)醚(A-1)或复合胺类催化剂中的一种或几种，优选迈图的A-33、A-1和复合胺类催化剂A300。
所述的A组分中开孔剂为高不饱和度聚醚多元醇，数均分子量4000-8000，官能度2-3，伯羟基质量含量≥60％，1.000meq/g≥不饱和度≥0.100meq/g；优选蓝星东大化工有限公司的DK-12。
所述的B组分中异氰酸酯为纯MDI、碳化二亚胺改性MDI和聚醚改性MDI，优选巴斯夫的纯MDI，万华的液化MDI、MDI-50。
所述的B组分中聚醚多元醇为数均分子量为6000-8000，官能度2，不饱和度≤0.008meq/g，伯羟基质量含量在75％以上的聚醚多元醇；优选山东蓝星东大化工有限公司产品EP-3600。
所述的B组分中小分子醇为1、4-丁二醇、1，3-丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、1，3-戊二醇中的一种或几种，优选一缩二乙二醇。
本发明所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料的制备方法，步骤如下：
A组分：先将聚醚多元醇、聚合物多元醇投入应釜中搅拌，然后依次加入计量好的扩链剂、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、开孔剂、丙烯酸酯，在室温条件下，转速为60-100转/分钟，搅拌0.5-1小时，取样进行发泡实验；乳白时间为6-12S，凝胶时间为40-65S，脱粘时间为68-120，不塌泡，泡孔细腻，即得A组份合格产品；
B组分：将聚醚多元醇置于反应釜中，升温至100-110℃，﹣0.06-﹣0.09MPa真空脱水1.5-2小时，然后降温至30-50℃，加入纯MDI、聚醚改性MDI和小分子醇，升温至80-85℃下保温反应1.5-2小时，然后加入碳化二亚胺改性MDI，搅拌0.5-1小时，取样检测，-NCO的质量含量达到15-30％，降温至40-60℃出料，密封保存。
聚氨酯吸塑座椅利用发泡过程中聚氨酯的流动性以及其自身的粘合能力，将表层皮革和泡沫芯材粘合起来，形成座椅制品。本发明充分利用聚氨酯和丙烯酸酯类流动性好和粘合力强的特性，制品的表面平整性、耐用性较好，表层皮革和内层泡沫之间的粘合能力比较强、缺陷少。可广泛应用于汽车座椅、电动车座椅、自行车座椅等，是未来聚氨酯座椅组合料的发展方向。此外，本发明还采用了改性MDI体系，具有模温低、工艺宽容度高、所得制品气味低等优点，是一种健康环保的新型材料。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明组合料不含TDI、重金属催化剂、141B等有毒物质或污染物质，挥发性低，环保，模温低；得到的制品表面平整性、耐用性较好，表层皮革和内层泡沫之间的粘合能力比较强、缺陷少。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
A组份：
B组分：
A组份：称取55kg的LM390H，32kg的LM220H，4kg的丙烯酸羟乙酯投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入2kg的DK-12，0.9kg的L-3150，3kg的一缩二丙二醇，0.15kg的A-1，0.25kg的A-33，0.1kg的A300，3.6kg的H2O，于室温下搅拌混合1小时后，取样进行检验，乳白时间为8S，凝胶时间为55S，脱粘时间为90S，不塌泡，泡孔细腻，即得A组份合格产品。
B组份：取25kg EP-3600置于反应釜中，升温至100～110℃下真空(-0.09MPa左右)脱水1.5～2小时，然后降温至30～50℃，加入40kg纯MDI、8kg MDI-50和2kg一缩二乙二醇，缓慢升温至80～85℃下保温反应1～1.5小时，然后加入25kg液化MDI，搅拌0.5小时，取样检测，-NCO的质量含量达到21.3±0.2％，降温至40℃出料，密封保存。
所需模具擦好脱模剂，接着将皮革放入模具内，然后放入硫化机内加热，备用。
使用时，将A组份和B组份温度维持在20～25℃，A、B料按100:48的重量比快速混合均匀，放入硫化机内加压硫化，模温50-55℃，5min后开模即得。
实施例2
A组份：
B组分：
A组份：称取57kg的LM390H，25kg的LM220H，8kg的丙烯酸羟乙酯投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入4kg的DK-12，0.9kg的L-3150，1.5kg的一缩二丙二醇，0.2kg的A-1，0.4kg的A-33，0.2kg的A300，2.8kg的H2O，于室温下搅拌混合1小时后，取样进行检验。乳白时间为6S，凝胶时间为42S，脱粘时间为69S，不塌泡，泡孔细腻，即得A组份合格产品。
B组份：取30kg EP-3600置于反应釜中，升温至100～110℃下真空(-0.09MPa左右)脱水1.5～2小时，然后降温至30～50℃，加入45kg纯MDI、9kg MDI-50和3kg一缩二乙二醇，缓慢升温至80～85℃下保温反应1～1.5小时，然后加入13kg液化MDI，搅拌0.5小时，取样检测，-NCO的质量含量达到18.9±0.2％，降温至40℃出料，密封保存。
所需模具擦好脱模剂，接着将皮革放入模具内，然后放入硫化机内加热，备用。
使用时，将A组份和B组分温度维持在20～25℃，A、B料按100:53的重量比快速混合均匀，放入硫化机内加压硫化，模温50-55℃，5min后开模即得。
实施例3
A组份：
B组分为：
A组份：称取60kg的LM390H，28kg的LM220H，4kg的丙烯酸投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入2kg的DK-12，0.5kg的L-3150，1kg的一缩二乙二醇，0.15kg的A-1，0.25kg的A-33，0.3kg的A300，3.8kg的H2O，于室温下搅拌混合1小时后，取样进行检验。乳白时间为7S，凝胶时间为50S，脱粘时间为86S，不塌泡，泡孔细腻，，即得A组份合格产品。
B组份：取25kg EP-3600置于反应釜中，升温至100～110℃下真空(-0.09MPa左右)脱水1.5～2小时，然后降温至30～50℃，加入45kg纯MDI、7kg MDI-50和3kg一缩二丙二醇，缓慢升温至80～85℃下保温反应1～1.5小时，然后加入20kg液化MDI，搅拌0.5小时，取样检测，-NCO的质量含量达到20.4±0.2％，降温至40℃出料，密封保存。
所需模具擦好脱模剂，接着将皮革放入模具内，然后放入硫化机内加热，备用。
使用时，将A组份和B组份温度维持在20～25℃，A、B料按100:45的重量比快速混合均匀，放入硫化机内加压硫化，模温50-55℃，5min后开模即得。
实施例4
A组份：
B组分：
A组份：称取42kg的LM390H，40kg的LM220H，8kg的丙烯酸羟乙酯投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入3kg的DK-12，1.0g的L-3150，2.5kg的一缩二丙二醇，0.17kg的A-1，0.33kg的A-33，0.1kg的A300，2.9kg的H2O，于室温下搅拌混合1小时后，取样进行检验。乳白时间为9S，凝胶时间为57S，脱粘时间为95S，不塌泡，泡孔细腻，，即得A组份合格产品。
B组份：取20kg EP-3600置于反应釜中，升温至100～110℃下真空(-0.09MPa左右)脱水1.5～2小时，然后降温至30～50℃，加入60kg纯MDI、5kg MDI-50和1kg一缩二丙二醇，缓慢升温至80～85℃下保温反应1～1.5小时，然后加入14kg液化MDI，搅拌0.5小时，取样检测，-NCO的质量含量达到24.7±0.2％，降温至40℃出料，密封保存。
所需模具擦好脱模剂，接着将皮革放入模具内，然后放入硫化机内加热，备用
使用时，将A组份和B组份温度维持在20～25℃，A、B料按100:38的重量比快速混合均匀，放入硫化机内加压硫化，模温50-55℃，5min后开模即得。
实施例5
A组份：
B组分：
A组份：称取53kg的LM390H，30kg的LM220H，7kg的丙烯酸羟乙酯投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入5kg的DK-12，1.1kg的L-3150，1kg的一缩二丙二醇，0.1kg的A-1，0.2kg的A-33，0.1kg的A300，2.5kg的H2O，于室温下搅拌混合1小时后，取样进行检验。乳白时间为12S，凝胶时间为64S，脱粘时间为115S，不塌泡，泡孔细腻，即得A组份合格产品。
B组份：取20kg EP-3600置于反应釜中，升温至100～110℃下真空(-0.09MPa左右)脱水1.5～2小时，然后降温至30～50℃，加入50kg纯MDI、10kg MDI-50和1kg一缩二丙二醇，缓慢升温至80～85℃下保温反应1～1.5小时，然后加入19kg液化MDI，搅拌0.5小时，取样检测，-NCO的质量含量达到23.9±0.2％，降温至40℃出料，密封保存。
所需模具擦好脱模剂，接着将皮革放入模具内，然后放入硫化机内加热，备用
使用时，将A组份和B组份温度维持在20～25℃，A、B料按100:33的重量比快速混合均匀，放入硫化机内加压硫化，模温50-55℃，5min后开模即得。
实施例6
A组份：
B组分：
A组份：称取45kg的LM390H，40kg的LM220H，6kg的丙烯酸羟乙酯投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入1kg的DK-12，0.7kg的L-3150，3kg的一缩二丙二醇，0.2kg的A-1，0.4kg的A-33，0.1kg的A300，3.6kg的H2O，于室温下搅拌混合1小时后，取样进行检验。乳白时间为9S，凝胶时间为55S，脱粘时间为95S，不塌泡，泡孔细腻，即得A组份合格产品。
B组份：取19kg EP-3600置于反应釜中，升温至100～110℃下真空(-0.09MPa)脱水1.5～2小时，然后降温至30～50℃，加入61kg纯MDI、10kg MDI-50和1kg一缩二丙二醇，缓慢升温至80～85℃下保温反应1～1.5小时，然后加入9kg液化MDI，搅拌0.5小时，取样检测，-NCO的质量含量达到24.6±0.2％，降温至40℃出料，密封保存。
所需模具擦好脱模剂，接着将皮革放入模具内，然后放入硫化机内加热，备用。
使用时，将A组份和B组份温度维持在20～25℃，A、B料按100：55的重量比快速混合均匀，放入硫化机内加压硫化，模温50-55℃，5min后开模即得。
实施例1-6所得吸塑座椅性能见表1。
表1实施例1-6所得吸塑座椅性能

Claims (10)

1.一种用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，由A组分和B组分组成，其特征在于以重量份数计：
A组分：
B组分：
聚醚多元醇  15-30份
异氰酸酯    20-80份
小分子醇    1-5份
将A组分与B组分按100：30-55的重量比例混合，用于吸塑座椅的制备。
2.根据权利要求1所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，其特征在于所述的A组分中聚醚多元醇为高伯羟基含量、低不饱和度聚醚多元醇，数均分子量8000-12000，官能度2-3，伯羟基质量含量≥80％，不饱和度≤0.010meq/g；A组分中聚合物多元醇为丙烯腈接枝改性的聚醚多元醇，数均分子量6000-8000，官能度2-3，伯羟基质量含量≥65％，不饱和度≤0.010meq/g。
3.根据权利要求1所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，其特征在于所述的A组分中发泡剂为水；A组分中丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，其特征在于所述的A组分中扩链剂为乙二醇、丙二醇、1、4-丁二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二乙醇胺、1.6己二醇或液体莫卡中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，其特征在于所述的A组分中泡沫稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物；A组分中催化剂为三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚或复合胺类催化剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，其特征在于所述的A组分中开孔剂为高不饱和度聚醚多元醇，数均分子量4000-8000，官能度2-3，伯羟基质量含量≥60％，1.000meq/g≥不饱和度≥0.100meq/g。
7.根据权利要求1所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，其特征在于所述的B组分中异氰酸酯为纯MDI、碳化二亚胺改性MDI和聚醚改性MDI。
8.根据权利要求1所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，其特征在于所述的B组分中聚醚多元醇为数均分子量为6000-8000，官能度2，不饱和度≤0.008meq/g，伯羟基质量含量在75％以上的聚醚多元醇。
9.根据权利要求1所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料，其特征在于所述的B组分中小分子醇为1、4-丁二醇、1，3-丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、1，3-戊二醇中的一种或几种。
10.一种权利要求1-9任一所述的用于吸塑座椅的环保型聚氨酯发泡组合料的制备方法，其特征在于步骤如下：
A组分：先将聚醚多元醇、聚合物多元醇投入应釜中搅拌，然后依次加入计量好的扩链剂、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、开孔剂、丙烯酸酯，在室温条件下，转速为60-100转/分钟，搅拌0.5-1小时，取样进行发泡实验；乳白时间为6-12S，凝胶时间为40-65S，脱粘时间为68-120，不塌泡，泡孔细腻，即得A组份合格产品；
B组分：将聚醚多元醇置于反应釜中，升温至100-110℃，﹣0.06-﹣0.09MPa真空脱水1.5-2小时，然后降温至30-50℃，加入纯MDI、聚醚改性MDI和小分子醇，升温至80-85℃下保温反应1.5-2小时，然后加入碳化二亚胺改性MDI，搅拌0.5-1小时，取样检测，-NCO的质量含量达到15-30％，降温至40-60℃出料，密封保存。
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