CN107057019A - 一种聚氨酯及其制品和制备方法 - Google Patents

一种聚氨酯及其制品和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于聚氨酯制备与应用技术领域，提供的一种聚氨酯及其制品和制备方法，所述聚氨酯以聚醚多元醇混合物和异氰酸酯为原料制得，所述聚醚多元醇包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂、除醛剂A和除醛剂B，本发明提供的聚氨酯具有良好的环保性能和吸音性能，同时按照本发明提供的聚氨酯制备方法适用于大模具发泡，提高了聚氨酯的生产效率。

Description

一种聚氨酯及其制品和制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯制备与应用技术领域，具体涉及一种聚氨酯及其制品和制备方法。
背景技术
聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料，因具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性而被制成座椅、扶手和地毯衬里等汽车用品；对于聚氨酯类的汽车用品，人们除了关注汽车用品的应用性能外，对制品的安全性更加关注；其中的考察汽车用品的VOC(挥发性有机气体)含量是对其安全性检验的重要指标之一。2016年，中国《乘用车内空气质量评价指南》强制标准征求意见稿发布，对车内空气质量和汽车的内饰零部件的环保要求给出了更加严格的要求，因此使用环保的聚氨酯汽车制品已经成为主流，而市场上现有的聚氨酯产品的VOC通过率参差不齐，很难达到国家制定的标准，通时生产出来的汽车制品的硬摄氏度单一，因此以传统聚氨酯为原料的汽车制品种类比较单一。
专利一种聚氨酯半硬质泡沫组合物及其制备方法(公告号CN102942666B)，公开了一种聚氨酯半硬质泡沫组合物，所述聚氨酯半硬质泡沫组合物由组合聚醚A和异氰酸酯B组成，其重量份配比为100份组合聚醚、120～170份异氰酸酯。本发明还提供一种聚氨酯半硬质泡沫组合物的制备方法。该发明涉及的聚氨酯主要适用于成产具有吸音功能的汽车饰件，使用范围较为局限。
专利一种低VOC高回弹聚氨酯泡沫及其制备方法(公告号CN103087288B)，公开了一种低VOC高回弹聚氨酯泡沫及其制备方法，原料包括聚醚多元醇混合料和异氰酸酯混合料；其中，聚醚多元醇混合料：异氰酸酯混合料的重量比为(100：43)-(100：58)；所述聚醚多元醇混合料由包括如下重量份数的原料制成：聚醚多元醇：60份；聚合物多元醇：40份；水：3.0-3.8份；催化剂：0.7-0.9份；交联剂：0.8-2.0份；硅油：0.55-0.75份。该发明使用了硅油，在九十年代初，人们长时间接触硅油会使免疫力下降，甚至致癌，因此生产该发明设计的聚氨酯对于车间的长时间工作的工人来说具有一定的危险性。
本发明针对现有技术的不足，提供一种使用流动性好，适应大磨具发泡、吸音性能好且低VOC含量的聚氨酯及其制备方法。
发明内容
本发明为了针对上述技术问题，提供一种可抑制成不同硬摄氏度汽车地毯的，具有良好吸音性和隔音性的，低VOC含量的聚氨酯，因此本发明提供了如下的技术方案：
一种聚氨酯，所述聚氨酯以聚醚多元醇混合物和异氰酸酯为原料制得，所述聚醚多元醇包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂、除醛剂A和除醛剂B，上述原料组份比为：
高活性聚醚多元醇：30～50份；
接枝型聚醚多元醇：20～40份；
交联剂：1～3份；
开孔剂：2～6份；
催化剂：2～3.3份；
发泡剂：4～6份；
除醛剂A：0.2～0.8份；
除醛剂B：0.5～2.0份；
异氰酸酯：60～100份。
优选的，所述除醛剂A为反应类除醛剂，所述除醛剂B为催化分解类除醛剂，所述除醛剂A和所述除醛剂B可以在合成过程中吸收生成的VOC，提高本发明的安全环保性能。
一种聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
S1：预处理：将除醛剂混合物按比例加入水中加热融化，提高除醛剂与聚醚多元醇的相容性；
S2：制备聚醚多元醇混合物：将高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂和预处理好的除醛剂混合物依次加入反应釜中，然后边搅拌边加热，使反应持续1小时；
S3：终反应：取S2中反应完毕的聚醚多元醇混合物与异氰酸酯在20摄氏度的环境中进行反应，使反应依次经过启发、拉丝和止发的过程。
优选的，所述预处理中的除醛剂混合物包括反应类除醛剂和催化分解类除醛剂两种类型的除醛剂，加强除醛效果。
优选的，所述S2中加热温度为35～45摄氏度。
优选的，以本发明提供的聚氨酯为原料可以制成第VOC含量的汽车内饰件，也可以制成符合不同硬度需求的汽车地毯。
优选的，以本发明提供的聚氨酯为原料可抑制成具有低VOC含量的汽车内饰件。
优选的，以本发明提供的聚氨酯具有良好的吸音性能和隔音性能。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的聚氨酯VOC的含量低，具有安全性和环保型；
2、本发明合成所需的原料相对安全；
3、本发明提供的聚氨酯的制备方法适用于大模具发泡生产，具有较高的生产效率；
4、提供的聚氨酯具有良好的吸音和隔音性能；
5、是本发明提供的聚氨酯可以制得不同硬摄氏度的汽车地毯。
具体实施方式
实施例1
一种聚氨酯，所述聚氨酯以聚醚多元醇混合物和异氰酸酯为原料制得，所述聚醚多元醇包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂、除醛剂A和除醛剂B，上述原料组份比为：
高活性聚醚多元醇：30～50份；
接枝型聚醚多元醇：20～40份；
交联剂：1～3份；
开孔剂：2～6份；
催化剂：2～3.3份；
发泡剂：4～6份；
除醛剂A：0.2～0.8份；
除醛剂B：0.5～2.0份；
异氰酸酯：60～100份。
具体的，制备步骤：
S1：预处理：将除醛剂A与除醛剂B混合，按比例(除醛剂混合物：水)＝1:1加入水中加热融化；
S2：制备聚醚多元醇混合物：将高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂和预处理好的除醛剂混合物按上述份数依次加入反应釜中，然后边搅拌边加热，加热温度为40摄氏度，反应持续1小时；
S3：终反应：取S2中反应完毕的聚醚多元醇混合物与异氰酸酯60～100份在20摄氏度的环境中进行反应，使反应依次经过启发、拉丝和止发的过程。
实施例2
一种聚氨酯，所述聚氨酯以聚醚多元醇混合物和异氰酸酯为原料制得，所述聚醚多元醇包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂、除醛剂A和除醛剂B，上述原料组份比为：
高活性聚醚多元醇：40份；
接枝型聚醚多元醇：30份；
交联剂：2份；
开孔剂：4份；
催化剂：2.7份；
发泡剂：5份；
反应类除醛剂：0.5份；
除醛剂B：1.4份；
异氰酸酯：80份。
具体的，制备步骤：
S1：预处理：将反应类除醛剂与除醛剂B混合，按比例(除醛剂混合物：水)＝1:1加入水中加热融化；
S2：制备聚醚多元醇混合物：将高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂和预处理好的除醛剂混合物按上述份数依次加入反应釜中，然后边搅拌边加热，加热温度为40摄氏度，反应持续1小时；
S3：终反应：取S2中反应完毕的聚醚多元醇混合物与异氰酸酯80份在20摄氏度的环境中进行反应，使反应依次经过启发、拉丝和止发的过程。
实施例3
一种聚氨酯，所述聚氨酯以聚醚多元醇混合物和异氰酸酯为原料制得，所述聚醚多元醇包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂、除醛剂A和除醛剂B，上述原料组份比为：
高活性聚醚多元醇：30份；
接枝型聚醚多元醇：20份；
交联剂：1份；
开孔剂：2份；
催化剂：2份；
发泡剂：4份；
反应类除醛剂：0.2份；
催化分解类除醛剂：0.5份；
异氰酸酯：60份。
具体的，制备步骤：
S1：预处理：将反应类除醛剂与催化分解类除醛剂混合，按比例(除醛剂混合物：水)＝1:1加入水中加热融化；
S2：制备聚醚多元醇混合物：将高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂和预处理好的除醛剂混合物按上述份数依次加入反应釜中，然后边搅拌边加热，加热温度为38摄氏度，反应持续1小时；
S3：终反应：取S2中反应完毕的聚醚多元醇混合物与异氰酸酯60份在20摄氏度的环境中进行反应，使反应依次经过启发、拉丝和止发的过程。
实施例4
一种聚氨酯，所述聚氨酯以聚醚多元醇混合物和异氰酸酯为原料制得，所述聚醚多元醇包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂、除醛剂A和除醛剂B，上述原料组份比为：
高活性聚醚多元醇：50份；
接枝型聚醚多元醇：40份；
交联剂：3份；
开孔剂：6份；
催化剂：3.3份；
发泡剂：4份；
反应类除醛剂：0.2份；
催化分解类除醛剂：0.5份；
异氰酸酯：60份。
具体的，制备步骤：
S1：预处理：将反应类除醛剂与催化分解类除醛剂混合，按比例(除醛剂混合物：水)＝1:1加入水中加热融化；
S2：制备聚醚多元醇混合物：将高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂和预处理好的除醛剂混合物按上述份数依次加入反应釜中，然后边搅拌边加热，加热温度为45摄氏度，反应持续1小时；
S3：终反应：取S2中反应完毕的聚醚多元醇混合物与异氰酸酯60份在20摄氏度的环境中进行反应，使反应依次经过启发、拉丝和止发的过程。
对比例1
一种聚氨酯，所述聚氨酯以聚醚多元醇混合物和异氰酸酯为原料制得，所述聚醚多元醇包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂、除醛剂A和除醛剂B，上述原料组份比为：
高活性聚醚多元醇：50份；
接枝型聚醚多元醇：40份；
交联剂：3份；
开孔剂：6份；
催化剂：3.3份；
发泡剂：4份；
异氰酸酯：60份。
一种聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
S1：制备聚醚多元醇混合物：将高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂和发泡剂依次加入反应釜中，然后边搅拌边加热，加热温度40摄氏度，使反应持续1小时；
S2：终反应：取S2中反应完毕的聚醚多元醇混合物与异氰酸酯进行在20摄氏度的环境中反应，使反应依次经过启发、拉丝和止发的过程。
对比例2
一种聚氨酯，所述聚氨酯以聚醚多元醇混合物和异氰酸酯为原料制得，所述聚醚多元醇包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂、除醛剂A和除醛剂B，上述原料组份比为：
高活性聚醚多元醇：50份；
接枝型聚醚多元醇：40份；
交联剂：3份；
开孔剂：6份；
催化剂：3.3份；
发泡剂：4份；
反应类除醛剂：0.3份；
异氰酸酯：60份。
一种聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
S1：预处理：将反应类除醛剂按比例(除醛剂：水)＝1:1加入水中加热融化；
S2：制备聚醚多元醇混合物：将高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂和预处理好的除醛剂混合物按上述份数依次加入反应釜中，然后边搅拌边加热，加热温度为45摄氏度，反应持续1小时；
S3：终反应：取S2中反应完毕的聚醚多元醇混合物与异氰酸酯60份在20摄氏度的环境中进行反应，使反应依次经过启发、拉丝和止发的过程。
按照实施例2-4，对比例1-2的原料配比和制作方法制作聚氨酯，然后对制得的聚氨酯进行安全性检测和性能检测，检测结果如表1所示：
注释：表1为聚氨酯的VOC含量和常规性能的检测结果；
表1
由表1中的数据可以显示出本发明提供的聚氨酯具有良好的弹性和吸音性能，同时还具有低VOC含量的环保安全性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚氨酯，所述聚氨酯以聚醚多元醇混合物和异氰酸酯为原料制得，其特征在于，所述聚醚多元醇包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂、除醛剂A和除醛剂B，上述原料组份比为：
高活性聚醚多元醇：30～50份；
接枝型聚醚多元醇：20～40份；
交联剂：1～3份；
开孔剂：2～6份；
催化剂：2～3.3份；
发泡剂：4～6份；
除醛剂A：0.2～0.8份；
除醛剂B：0.5～2.0份；
异氰酸酯：60～100份。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯，其特征在于，所述除醛剂A为反应类除醛剂，所述除醛剂B为催化分解类除醛剂。
3.一种根据权利要求1所述的聚氨酯的制备方法，其特征在于，原料包括聚醚多元醇混合物、除醛剂混合物和异氰酸酯，具体步骤如下：
S1：预处理：将除醛剂混合物按比例加入水中加热融化；
S2：制备聚醚多元醇混合物：将高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂、发泡剂和预处理好的除醛剂混合物依次加入反应釜中，然后边搅拌边加热，使反应持续1小时；
S3：终反应：取S2中反应完毕的聚醚多元醇混合物与异氰酸酯在20摄氏度的环境中进行反应，使反应依次经过启发、拉丝和止发的过程。
4.根据权利要求3所述的一种聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述预处理中的除醛剂混合物包括反应类除醛剂和催化分解类除醛剂两种类型的除醛剂。
5.根据权利要求4所述的一种聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述聚醚多元醇混合物包括高活性聚醚多元醇、接枝型聚醚多元醇、交联剂、开孔剂、催化剂和发泡剂。
6.根据权利要求4所述的一种聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述原料的组份为：
高活性聚醚多元醇：30～50份；
接枝型聚醚多元醇：20～40份；
交联剂：1～3份；
开孔剂：2～6份；
催化剂：2～3.3份；
发泡剂：4～6份；
除醛剂A：0.2～0.8份；
除醛剂B：0.5～2.0份；
异氰酸酯：60～100份。
7.根据权利要求3所述的一种聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述S2中加热温度为35～45摄氏度。
8.根据权利要求3所述的一种聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述S2中加热温度为40摄氏度。
9.一种以权利要求1或3提供的聚氨酯为原料制成的汽车内饰件。
10.一种以权利要求1或3提供的聚氨酯为原料制成的汽车地毯。
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