CN106589309B - 汽车座椅用高性能全mdi聚氨酯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领域，具体涉及一种汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料及其制备方法。所述组合料由A组分和B组分按A组分：B组分＝100：65‑70的重量比混合制成，其中：A组分由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚四氢呋喃二醇、交联剂、发泡剂、泡沫稳定剂、开孔剂和催化剂制成；B组分由聚四氢呋喃二醇、纯MDI、MDI‑50和粗MDI制成。本发明组合料选用低挥发、低雾化类、反应型原料，采用较高分子量的聚醚作为交联剂，另外在A、B组分料中均引入了高性能的材料聚四氢呋喃二醇，制备的汽车座椅密度低、回弹性好、力学性能优异、坐感舒适性好、气味低、VOC含量低、环保无污染；所述的制备方法简单易行。

Description

汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料及其制备方法。
背景技术
高回弹冷熟化聚氨酯泡沫材料，具有优良的机械性能(高回弹性、低滞后损失)和较高的压缩负荷比值(sag因子)，故有显著的坐感舒适性、优良的抗疲劳性能、类似乳胶表面的手感、良好的透气性，同时，生产效率高、耗能低，已广泛地应用于汽车座椅上。
目前，汽车座椅用聚氨酯泡沫材料主要有以下几种类型：(1)TDI体系泡沫材料。该类型的泡沫材料虽然相对密度低、发泡体积大、手感舒适，但是其承载性低、回弹性差、使用的TDI原料毒性比较大，对人的身体危害比较大；目前，汽车座椅已经很少使用该类型的材料。(2)TM/MT体系泡沫材料。该类型的泡沫材料手感舒适，回弹性好，承载性也比较高，力学性能优异，是目前汽车座椅的常用材料；但是其原料中仍还有部分剧毒的TDI原料，对人体也有一定的危害性。(3)MDI体系泡沫材料。该类型的泡沫材料承载性高、原料气味小、环保无污染，因此得到了较大的发展；但是目前MDI体系汽车座椅的回弹性比较差，密度大，其撕裂强度、拉伸强度等性能比较差，使用过程中容易破裂，相应的降低了汽车座椅的使用寿命和坐感舒适性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料，采用其制得的汽车座椅具有密度低、回弹性好、力学性能优异、坐感舒适性好、气味低、VOC含量低、环保无污染的特点；本发明同时提供其简单易行的制备方法。
本发明所述的汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料，该组合料由A组分和B组分按A组分：B组分＝100：65-70的重量比混合制成，其中：以重量百分数计，
A组分由以下原料制成：
B组分由以下原料制成：
所述的聚醚多元醇A是以甘油为起始剂，伯羟基含量≥80％，数均分子量为6000-8000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三醇；优选荷兰皇家壳牌集团的MC28-02。
所述的聚醚多元醇B是苯乙烯或丙烯腈接枝共聚的聚醚多元醇，数均分子量为5000-6000，官能度为3，固含量为40-45％。优选上海高桥石油化工公司的GPOP-H45Y。
A组分中，所述的聚四氢呋喃二醇，羟值为70-120mgKOH/g，官能度为2。优选晓星集团的PTMG-1500。
所述的交联剂，羟值为500-600mgKOH/g，伯羟基含量≥90％，官能度为3。优选山东一诺威新材料有限公司的YNW-303A。
所述的发泡剂为水。
所述的泡沫稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物。优选赢创的EPK-127、江苏美思德化学股份有限公司的AK7713。
所述的催化剂为低雾催化剂、延迟性催化剂或反应性催化剂一种或几种的混合物。所述的催化剂优选优选亨斯迈公司的DPA或美国空气化工产品有限公司的NE300中的一种或两种的混合物。
B组分中，所述的聚四氢呋喃二醇，羟值为40-60mgKOH/g，官能度为2。优选Bayer公司的PTMG2000。
所述的开孔剂为上海高桥石油化工公司的GK-350D或韩国SKC株式会社的Yukol8331。
所述的纯MDI为44C；所述的MDI-50为0129M；所述的粗MDI为PM200。其中，44C和0129M为Bayer公司市售产品，PM200为万华化学集团股份有限公司市售产品。
所述的汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料，包括如下步骤：
A组分料：首先，将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚四氢呋喃二醇投入反应釜中搅拌均匀，然后依次加入交联剂、发泡剂、泡沫稳定剂、开孔剂和催化剂，在室温条件下，转速为50-60转/分钟，搅拌1-1.5小时，即得A组分产品；
B组分料：首先，将聚四氢呋喃二醇置于反应釜中，升温至110-120℃，真空条件下脱水1.5-2小时，然后，降温至40-50℃，加入纯MDI和MDI-50，升温至75-80℃保温反应1-1.5小时，再加入粗MDI，搅拌0.5-1小时，取样检测，-NCO的质量含量达到27.5-29.5％，降温到40-45℃出料，密封保存，即为B组分产品。
使用时，将A、B组分按A：B＝100：65-70的质量比混合均匀，浇入汽车座椅模具中，合模，4-6分钟后开模，即可得到聚氨酯汽车座椅。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明组合料选用低挥发、低雾化类、反应型原料，采用较高分子量的聚醚作为交联剂，另外在A、B组分料中均引入了高性能的材料聚四氢呋喃二醇，制备的汽车座椅不仅密度低、回弹性好、力学性能优异、坐感舒适性好，而且具有气味低、VOC含量低、环保无污染的优点。
(2)经检测该汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料的质量指标，VOC检测标准为NES M0402[2005-1]，低气味检测标准为PV3900-2000，可以达到：
密度(kg/m3)：40-45；
50％压馅硬度(kgf)：35-45；
回弹/％：≥55；
气味(80℃)：≤3级；
VOC值(ug/m3)：≤30；
拉伸强度(kPa)：≥150；
断裂伸长率(％)：≥120；
撕裂强度(N/cm)：≥3.0。
(3)本发明制备方法简单易行。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限定本发明。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
实施例1
A组分由以下重量百分数的原料制成：
B组分由以下重量百分数的原料制成：
其制备方法如下：
A组分：称取35kg的MC28-02、30kg的GPOPH45Y和20kg的PTMG1500投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入2kg的YNW-303A，4kg的H2O，0.5kg的EPK-127，3kg的GK-350D，0.5kg的NE300，在室温条件下，转速为55转/分钟，搅拌1小时，即得A组分产品；
B组分：取10kg的PTMG2000置于反应釜中，升温至115℃下真空(-0.09MPa)脱水1.8小时，然后降温至45℃，加入25kg的44C和30kg的0129M，缓慢升温至78℃，保温反应1.5小时，然后加入35kg的PM200，搅拌0.5小时，取样检测，-NCO的质量含量达到29.2±0.2％，降温至40℃出料，密封保存。
将所需汽车座椅模具升温至58℃，擦好脱模剂，备用。
使用时，将A、B组分料按A：B＝100：68的质量比混合均匀，注入汽车座椅模具中，合模，6分钟后开模，即可得汽车座椅产品。
实施例2
A组分由以下重量百分数的原料制成：
B组分由以下重量百分数的原料制成：
其制备方法如下：
A组分：称取40kg的MC28-02、25kg的GPOPH45Y和20.5kg的PTMG1500投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入4kg的YNW-303A，3.5kg的H2O，1kg的AK7713，5kg的Yukol8331，1kg的DPA，在室温条件下，转速为50转/分钟，搅拌1.5小时，即得A组分产品；
B组分：取15kg的PTMG2000置于反应釜中，升温至110℃下真空(-0.09MPa)脱水1.5小时，然后降温至45℃，加入30kg的44C和25kg 0129M，缓慢升温至75℃，保温反应1.5小时，然后加入30kg的PM200，搅拌1小时，取样检测，-NCO的质量含量达到27.5±0.2％，降温至42℃出料，密封保存。
将所需汽车座椅模具升温至55℃，擦好脱模剂，备用。
使用时，将A、B组分料按A：B＝100：65的质量比混合均匀，注入汽车座椅模具中，合模，6分钟后开模，即可得汽车座椅产品。
实施例3
A组分由以下重量百分数的原料制成：
B组分由以下重量百分数的原料制成：
其制备方法如下：
A组分：称取30kg的MC28-02、30kg的GPOPH45Y和25kg的PTMG1500投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入4kg的YNW-303A，4kg的H2O，1kg的AK7713，5kg的Yukol 8331，1kg的DPA，在室温条件下，转速为60转/分钟，搅拌1小时，即得A组分产品；
B组分：取10kgPTMG2000置于反应釜中，升温至110℃下真空(-0.09MPa)脱水2小时，然后降温至50℃，加入30kg的44C和30kg的0129M，缓慢升温至80℃，保温反应1.5小时，然后加入30kg的PM200，搅拌1.2小时，取样检测，-NCO的质量含量达到29.4±0.2％，降温至42℃出料，密封保存。
将所需汽车座椅模具升温至60℃，擦好脱模剂，备用。
使用时，将A、B组分料按A：B＝100：70的质量比混合均匀，注入汽车座椅模具中，合模，5分钟后开模，即可得汽车座椅产品。
实施例4
A组分由以下重量百分数的原料制成：
B组分由以下重量百分数的原料制成：
其制备方法如下：
A组分：称取39kg的MC28-02、29kg的GPOPH45Y和20kg的PTMG1500投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入3.5kg的YNW-303A，3.8kg的H2O，1kg的AK7713，3kg的GK-350D，0.4kg的DPA，0.3kg的NE300，在室温条件下，转速为56转/分钟，搅拌1小时，即得A组分产品；
B组分：取12kg的PTMG2000置于反应釜中，升温至115℃下真空(-0.09MPa)脱水1.6小时，然后降温至46℃，加入28kg的44C和28kg的0129M，缓慢升温至78℃，保温反应1.5小时，然后加入32kg的PM200，搅拌1小时，取样检测，-NCO的质量含量达到28.5±0.2％，降温至43℃出料，密封保存。
将所需汽车座椅模具升温至57℃，擦好脱模剂，备用。
使用时，将A、B组分料按A：B＝100：66的质量比混合均匀，注入汽车座椅模具中，合模，5分钟后开模，即可得汽车座椅产品。
实施例5
A组分由以下重量百分数的原料制成：
B组分由以下重量百分数的原料制成：
其制备方法如下：
A组分：称取35.5kg的MC28-02、30kg的GPOPH45Y和20kg的PTMG1500投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入4kg的YNW-303A，3.5kg的H2O，0.5kg的AK7713，0.5kg的EPK-127，3kg的GK-350D，2kg的Yukol8331，0.5kg的DPA，0.5kg的NE300，在室温条件下，转速为59转/分钟，搅拌1小时，即得A组分产品；
B组分：取13kg的PTMG2000置于反应釜中，升温至112℃下真空(-0.09MPa)脱水1.6小时，然后降温至49℃，加入25kg44C和27kg0129M，缓慢升温至79℃，保温反应1.5小时，然后加入35kg的PM200，搅拌0.7小时，取样检测，-NCO的质量含量达到28.2±0.2％，降温至45℃出料，密封保存。
将所需汽车座椅模具升温至59℃，擦好脱模剂，备用。
使用时，将A、B组分料按A：B＝100：65的质量比混合均匀，注入汽车座椅模具中，合模，4分钟后开模，即可得汽车座椅产品。
实施例6
A组分由以下重量百分数的原料制成：
B组分由以下重量百分数的原料制成：
其制备方法如下：
A组分：称取30kg的MC28-02、30kg的GPOPH45Y和25kg的PTMG1500投入反应釜中搅拌，然后分别依次加入4kg的YNW-303A，4kg的H2O，0.5kg的AK7713，0.5kg的EPK-127，2kg的GK-350D，3kg的Yukol8331，0.4kg的DPA，0.6kg的NE300，在室温条件下，转速为52转/分钟，搅拌1小时，即得A组分产品；
B组分：取10kgPTMG2000置于反应釜中，升温至119℃下真空(-0.09MPa)脱水1.9小时，然后降温至46℃，加入30kg的44C和30kg的0129M，缓慢升温至76℃，保温反应1.5小时，然后加入30kg的PM200，搅拌0.8小时，取样检测，-NCO的质量含量达到29.4±0.2％，降温至45℃出料，密封保存。
将所需汽车座椅模具升温至59℃，擦好脱模剂，备用。
使用时，将A、B组分料按A：B＝100：70的质量比混合均匀，注入汽车座椅模具中，合模，4分钟后开模，即可得汽车座椅产品。
分别对实施例1-6制得的得汽车座椅产品进行性能测试，测试结果见表1。
表1产品性能测试结果
注：VOC检测标准为：NES M0402[2005-1]，低气味检测标准为：PV3900-2000。

Claims (4)

1.一种汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料，其特征在于：该组合料由A组分和B组分按A组分：B组分=100：65-70的重量比混合制成，其中：以重量百分数计，
A组分由以下原料制成：
聚醚多元醇A 30-40%；
聚醚多元醇B 25-30%；
聚四氢呋喃二醇 20-25%；
交联剂 2-4%；
发泡剂 3.5-4%；
泡沫稳定剂 0.5-1%；
开孔剂 3-5%；
催化剂 0.5-1%；
B组分由以下原料制成：
聚四氢呋喃二醇 10-15%；
纯MDI 20-30%；
MDI-50 20-30%；
粗MDI 30-35%；
所述的聚醚多元醇A是以甘油为起始剂，伯羟基含量≥ 80%，数均分子量为6000-8000，用氧化乙烯封端的聚氧化丙烯三醇；
所述的聚醚多元醇B是苯乙烯或丙烯腈接枝共聚的聚醚多元醇，数均分子量为5000-6000，官能度为3，固含量为40-45%；
A组分中，所述的聚四氢呋喃二醇，羟值为70-120mgKOH/g，官能度为2；
所述的发泡剂为水；
所述的交联剂为YNW-303A；
所述的催化剂为DPA或NE300中的一种或两种的混合物；
B组分中，所述的聚四氢呋喃二醇，羟值为40-60mgKOH/g，官能度为2；
所述的纯MDI为44C；所述的MDI-50为0129M；所述的粗MDI为PM200。
2.根据权利要求1所述的汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料，其特征在于：所述的泡沫稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述的汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料，其特征在于：所述的开孔剂为GK-350D或Yukol 8331。
4.一种权利要求1-3任一所述的汽车座椅用高性能全MDI聚氨酯组合料，其特征在于：包括如下步骤：
A组分料：首先，将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚四氢呋喃二醇投入反应釜中搅拌均匀，然后依次加入交联剂、发泡剂、泡沫稳定剂、开孔剂和催化剂，在室温条件下，转速为50-60转/分钟，搅拌1-1.5小时，即得A组分产品；
B组分料：首先，将聚四氢呋喃二醇置于反应釜中，升温至110-120℃，真空条件下脱水1.5-2小时，然后，降温至40-50℃，加入纯MDI和MDI-50，升温至75-80℃保温反应1-1.5小时，再加入粗MDI，搅拌0.5-1小时，取样检测，-NCO的质量含量达到27.5-29.5%，降温到40-45℃出料，密封保存，即为B组分产品。
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