CN105646820B - 一种微孔聚氨酯材料 - Google Patents

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Abstract

一种微孔聚氨酯材料，其原料组成及其重量份比为：异氰酸酯20～50、聚醚多元醇70～90、水1～5、稳定剂0.7～2、催化剂0.01～0.05、扩链剂5～15，聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分别按百分比含量45%～65%、10%～50%、5%～25%混合而成，聚醚多元醇A为羟值在250～350的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇B为羟值在25～80的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇C为羟值在25～80的二官能团聚醚多元醇。本发明不仅具有高压缩比、抗冲击性能和密封性能以及慢回弹性能良好，而且实现了产品的超薄化。

Description

一种微孔聚氨酯材料
技术领域
本发明属于聚氨酯材料领域，具体涉及一种微孔聚氨酯材料。
背景技术
微孔聚氨酯泡棉即市场通称的Poron泡棉是由美国罗杰斯公司首创，主要应用于手机等手持设备。随着手机的快速普及，微孔聚氨酯泡棉得到广泛的应用。
目前市场上的泡棉产品泡孔较大，肉眼可见，使它不具备高压缩比，低压缩负荷形变，良好的回弹性等性能。
中国专利：申请公布号为CN104987702A，申请公布日为2015年10月21日的发明专利公开了一种聚氨酯泡棉，该聚氨酯泡棉由组分A和组分B聚合形成，组分A包括含有两个或两个以上的异氰酸酯基团的异氰酸酯，组分B包括聚乙烯和多元醇。虽然该发明通过在异氰酸酯和多元醇中添加聚乙烯，使得异氰酸酯和多元醇聚合形成的聚氨酯泡棉的微观结构的强度提高，从而改善聚氨酯泡棉的耐磨性，但其压缩比、抗冲击性能、密封性能以及回弹性还需要进一步改善。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的压缩比、抗冲击性能、密封性能以及回弹性不足的问题，提供一种可有效改善压缩比、抗冲击性能、密封性能以及回弹性的微孔聚氨酯材料。
为实现以上目的，本发明的技术方案如下：
一种微孔聚氨酯材料，所述材料的原料组成及其重量份比为：异氰酸酯20～50、聚醚多元醇70～90、水1～5、稳定剂0.7～2、催化剂0.01～0.05、扩链剂5～15；
所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分别按百分比含量45%～65%、10%～50%、5%～25%混合而成，其中，聚醚多元醇A为羟值在250～350的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇B为羟值在25～80的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇C为羟值在25～80的二官能团聚醚多元醇。
所述聚醚多元醇A为SK Y-1030聚醚多元醇，所述聚醚多元醇B为POP3628聚醚多元醇，所述聚醚多元醇C为聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇。
所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述稳定剂为二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，所述催化剂为三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，所述水为离子交换水或蒸馏水。
所述稳定剂为硅油。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明一种微孔聚氨酯材料的原料组成及其重量份比为：异氰酸酯20～50、聚醚多元醇70～90、水1～5、稳定剂0.7～2、催化剂0.01～0.05、扩链剂5～15，其中，聚醚多元醇由羟值在250～350的三官能团聚醚多元醇A、羟值在25～80的三官能团聚醚多元醇B、羟值在25～80的二官能团聚醚多元醇C分别按百分比含量45%～65%、10%～50%、5%～25%混合而成，一方面，本发明通过配方的优化使得聚氨酯材料内部泡孔呈孔径在70～120um的半开孔结构，具有高压缩比，抗冲击性能和密封性能良好，同时还能保持慢回弹的特性，另一方面，本发明通过选用三种不同黏度的聚醚多元醇来控制反应体系的黏度，使得整个体系的初始黏度很低，便于在制备过程中进行涂敷，保证了聚氨酯材料在未压缩状态的厚度可达0.1mm以下，实现了产品的超薄化。因此，本发明不仅具有高压缩比、抗冲击性能和密封性能以及慢回弹性能良好，而且实现了产品的超薄化。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种微孔聚氨酯材料，所述材料的原料组成及其重量份比为：异氰酸酯20～50、聚醚多元醇70～90、水1～5、稳定剂0.7～2、催化剂0.01～0.05、扩链剂5～15；
所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分别按百分比含量45%～65%、10%～50%、5%～25%混合而成，其中，聚醚多元醇A为羟值在250～350的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇B为羟值在25～80的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇C为羟值在25～80的二官能团聚醚多元醇。
所述聚醚多元醇A为SK Y-1030聚醚多元醇，所述聚醚多元醇B为POP3628聚醚多元醇，所述聚醚多元醇C为聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇。
所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述稳定剂为二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，所述催化剂为三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，所述水为离子交换水或蒸馏水。
所述稳定剂为硅油。
本发明的原理说明如下：
本发明提供了一种微孔聚氨酯材料，该产品在未压缩状态下的厚度可达0.1mm以下，且产品的泡孔孔径仅为70～120um，具有高压缩比，抗冲击性能、密封性能和慢回弹性能良好。
聚醚多元醇：本发明配方中，羟值在250～350的三官能团聚醚多元醇，尤其是SKY-1030聚醚多元醇的加入使得聚氨酯泡沫同时具有软段和硬段，在室温下呈现两个状态（软段——高弹态；硬段——玻璃态），当受到外力时，泡沫的硬段部分可阻止其自身的变形，从而使得产品具有良好的慢回弹性能。
稳定剂：本发明配方中，稳定剂采用二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，该类物质，特别是硅油的选用促使整个体系的泡沫成核较好，且对控制泡孔孔径起着重要的作用，保证了泡孔孔径在70～120um。
实施例1：
一种微孔聚氨酯材料，所述材料的原料组成及其重量份比为：异氰酸酯20、聚醚多元醇70、水1、稳定剂0.7、催化剂0.01、扩链剂5，其中，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分别按百分比含量45%、30%、25%混合而成，所述聚醚多元醇A为SK Y-1030聚醚多元醇，所述聚醚多元醇B为POP3628聚醚多元醇，所述聚醚多元醇C为聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇，所述稳定剂为硅油，所述催化剂为三亚乙基二胺，所述水为离子交换水。
制备时，依次按照以下步骤进行：
步骤一、将聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂按所需比例于40～70℃、15～30MPa下进行高精度计量混合15～30min以得到混合料；
步骤二、先向混合料中加入异氰酸酯以大于等于4000r/min的转速搅拌1～5min以形成反应物，再将反应物真空脱泡，随后采用反应式精密涂布技术或注模脱模干燥即可制备得到微孔聚氨酯材料。
实施例2：
步骤同实施例1，不同之处在于：
所述材料的原料组成及其重量份比为：异氰酸酯50、聚醚多元醇90、水5、稳定剂2、催化剂0.05、扩链剂15，所述聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C的百分比含量分别为65%、10%、25%，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
实施例3：
步骤同实施例1，不同之处在于：
所述材料的原料组成及其重量份比为：异氰酸酯35、聚醚多元醇80、水3、稳定剂1.5、催化剂0.03、扩链剂10，所述聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C的百分比含量分别为45%、50%、5%，所述催化剂为辛酸亚锡，所述水为蒸馏水。
上述实施例得到的超薄聚氨酯产品的泡孔孔径为70～120um，且分布均匀，其50%压缩负荷为0.025Mpa以下，75%压缩负荷为0.4Mpa以下，对其进行压缩力偏转测试，结果表明：所述产品压缩至10%厚度时所受的压强不大于0.1N/mm2，在25℃下的压缩永久变形不大于3%（25℃下压缩50%，保持22小时），同时，该产品可以保持至少90%的初始厚度(70℃下压缩50%，保持22小时)。

Claims (3)

1.一种微孔聚氨酯材料，其特征在于：
所述材料的原料组成及其重量份比为：异氰酸酯20～50、聚醚多元醇70～90、水1～5、稳定剂0.7～2、催化剂0.01～0.05、扩链剂5～15；
所述聚醚多元醇由SK Y-1030聚醚多元醇、POP3628聚醚多元醇、聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇分别按百分比含量45%～65%、10%～50%、5%～25%混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种微孔聚氨酯材料，其特征在于：所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述稳定剂为二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，所述催化剂为三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，所述水为离子交换水或蒸馏水。
3.根据权利要求1所述的一种微孔聚氨酯材料，其特征在于：所述稳定剂为硅油。
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