CN110713587A - 一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法 - Google Patents

一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于聚氨酯仿真花技术领域，具体涉及一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，所述聚氨酯仿真花按异氰酸酯指数为1.3将组分B与组分A在温度为75‑80℃的条件下搅拌混合，然后倒入预热后的模具中，12‑15分钟后脱模，脱模后放置7天，即得。本发明相比现有技术具有以下优点：通过合理选择异氰酸酯原料和多元醇原料，合理控制异氰酸酯指数，在保证力学强度的情况下，通过增加游离‑NCO基团增加，在反应过程中与水交联生成脲键，增加链段中脲键含量，进而提高复合材料的疏水性；含苯环的聚酯多元醇通过合理复配，能保证聚氨酯的力学性能，避免所制得仿真花卉受空气中水分的影响，同时具有较强的耐黄变性能。

Description

一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯仿真花技术领域，具体涉及一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法。
背景技术
在生活中，为了美化生活环境，人们通常喜欢用植物来装点自己生活空间；而新鲜的植物，包括鲜花、树和果等经过一段时间后，就会因为体内的水分流失而变干枯，失去光泽及美观的外表，因此仿真花逐渐进入人们的生活；目前，人们对仿真花已经进行了大量的研究，仿真花在使用过程中主要有以下要求：易弯折、具有一定的力学性能，在加工、维护过程中不会被划伤或断裂；耐老化，在光照及其他自然条件下，不会出现发黄、开裂的情况；另外，在实际使用过程中，仿真花可能会落灰或污浊，需要进行简单清洗，因此，对其耐水性也有较高要求，聚氨酯仿真花具有色彩鲜明、耐弯折性好、不易变形的优点，但在阳光长期照射下，仍会有变化的现象，另外，水分子容易渗入聚氨酯大分子网中，与其中的极性基团形成氢键，降低相邻分子间的相互作用，从而使力学性能下降，因此，需要对如何提高聚氨酯仿真花的耐水性和耐黄变性进一步研究。
发明内容
本发明的目的是针对现有的聚氨酯仿真花耐水性和耐黄变性有待进一步提高的问题，提供了一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，所述聚氨酯仿真花按异氰酸酯指数为1.3将组分B与组分A在温度为75-80℃的条件下搅拌混合，然后倒入预热后的模具中，12-15分钟后脱模，脱模后放置7天，即得；
所述组分A的原料组分按重量份计包括，含苯环的复合聚酯多元醇75-80份、色母粒3-6份、发泡剂0.6-1.2份、扩链剂3-4份、有机铋催化剂1.2-1.8份、耐黄剂0.4-0.6份；
所述组分B由NCO含量为34.2-36.8%的二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯以重量比12-16:1混合得到。
具体的，所述含苯环的复合聚酯多元醇由聚邻苯二甲酸一缩二乙二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸-1,6-己二醇聚酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇聚酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇己二醇聚酯二醇中的至少两种混合得到；所述含苯环的复合聚酯多元醇的重量平均分子量为1000-2600。
其中，所述发泡剂为水；扩链剂为德国巴斯夫扩链剂ADR-4368CS；耐黄剂为2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮。
所述德国巴斯夫扩链剂ADR-4368CS能提高分子量，增加熔体粘度，尽可能的提高分子量和支链结构，具有水解稳定性，能够改善不同原料之间的加工稳定性。
具体的，所述有机铋催化剂为新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋、环烷酸铋中的一种或几种混合。
有机铋催化剂与锡催化剂相比，对NCO基团选择性更好，能够保证所得聚氨酯的力学性能，诱导时间短，粘度铸件增加，铋是元素周期表中最重的稳定元素，铋化合物成本低、易处理、安全等绿色特性，具有较好的耐水解稳定性，减少水浴NCO基的副反应，减少CO2的生成。
进一步优选的，所述有机铋催化剂为新癸酸铋与环烷酸铋以重量比4-6:1混合得到。
其中新癸酸铋的催化效果和耐水解性优于其他有机铋催化剂，与环烷酸铋协同作用能增强催化效果，同时能减少反应能耗。
具体的，所述组分A在与组分B混合前，需要将含苯环的复合聚酯多元醇在0.12kPa的真空度下脱水至水分低于0.05%，然后在搅拌器中按重量配比加入脱水后的含苯环的复合聚酯多元醇以及其他组分，调节温度为28-30℃，以转速为4500-5500转/分钟搅拌混合，然后在氮气氛围下保存备用。
所述含苯环的复合聚酯多元醇具有较高的苯环含量，能够增强聚氨酯的耐水解性、耐热性和力学强度，性能稳定，无毒无腐蚀性，与大多数有机溶剂相溶性好。
所述NCO含量34.2-36.8%的二环己基甲烷二异氰酸酯常温下为无色或微黄色低粘度液体，具有一定的反应活性，较好的耐黄变性、耐候性和稳定性，同时还具有优异的力学性能；所述氢化苯二亚甲基二异氰酸酯制备的聚氨酯具有抗黄变性。
本发明相比现有技术具有以下优点：通过合理选择异氰酸酯原料和多元醇原料，在不加颜色调成成分的情况能使所得聚氨酯材料为透明色，便于颜色按需调整，加工性强；合理控制异氰酸酯指数，在保证力学强度的情况下，通过增加游离-NCO基团增加，在反应过程中与水交联生成脲键，增加链段中脲键含量，进而提高复合材料的疏水性；含苯环的聚酯多元醇通过合理复配，含有较多的苯环结构和酯键，能够保证聚合了分子体系内聚强度的同时，提高拉伸强度和抗冲击强度；选择德国巴斯夫扩链剂ADR-4368CS，含刚性苯环保证材料力学强度，还包括反应基团羟基，保证反应过程平稳，配合催化剂、消泡剂、耐黄剂能减少材料表面气孔数，进而避免所制得仿真花卉受空气中水分的影响，同时具有较强的耐黄变性能。
具体实施方式
为了有效研究含木质素的聚乙烯仿真花复合材料的力学性能以及耐光照性能，设置实施例，其中所述NCO含量34.2-36.8%的二环己基甲烷二异氰酸酯从万华化学集团股份有限公司采购；所述氢化苯二亚甲基二异氰酸酯从浙江丽水有邦新材料有限公司采购；在实施例中色母粒为，白色母粒中钛白粉的含量为62%，从东莞市惠天化工材料有限公司采购；所述有机铋催化剂由寿光市丽盛化工有限公司采购；所述含苯环的聚酯多元醇选购于Stepan公司的Stepanol系列芳香族聚酯多元醇，实施例中使用到的相关产品具体牌号为PD-56LV、PD-70LV、PHN-56、PS-2412、PS-2502A。
实施例1
一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，包括以下内容：
（1）原料准备
所述组分A的原料组分按重量份计包括，含苯环的复合聚酯多元醇78份、白色母粒4.5份、水0.9份、德国巴斯夫扩链剂ADR-4368CS 3.5份、有机铋催化剂1.5份、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮0.5份；
所述含苯环的聚酯多元醇由PD-56LV和PS-2412以重量比1:1混合得到；有机铋催化剂为新癸酸铋；
所述组分B由NCO含量为34.2-36.8%的二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯以重量比14:1混合得到；
（2）将含苯环的复合聚酯多元醇在0.12kPa的真空度下脱水至水分低于0.05%，然后在搅拌器中按重量配比加入脱水后的含苯环的复合聚酯多元醇以及其他组分，调节温度为29℃，以转速为5000转/分钟搅拌混合，然后在氮气氛围下保存备用；
（3）按异氰酸酯指数为1.3将组分B与组分A在温度为78℃的条件下搅拌混合，然后倒入预热至45℃的模具中，14分钟后脱模，脱模后放置7天，即得。
实施例2
一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，包括以下内容：
（1）原料准备
所述组分A的原料组分按重量份计包括，含苯环的复合聚酯多元醇75份、白色母粒3份、水0.6份、德国巴斯夫扩链剂ADR-4368CS 4份、有机铋催化剂1.8份、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮0.4份；
所述含苯环的聚酯多元醇由PD-70LV和PS-2502A以重量比1:1混合得到；有机铋催化剂为月桂酸铋、异辛酸铋以重量比3:1混合；
所述组分B由NCO含量为34.2-36.8%的二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯以重量比16:1混合得到；
（2）将含苯环的复合聚酯多元醇在0.12kPa的真空度下脱水至水分低于0.05%，然后在搅拌器中按重量配比加入脱水后的含苯环的复合聚酯多元醇以及其他组分，调节温度为28℃，以转速为5500转/分钟搅拌混合，然后在氮气氛围下保存备用；
（3）按异氰酸酯指数为1.3将组分B与组分A在温度为75℃的条件下搅拌混合，然后倒入预热至45℃的模具中，12分钟后脱模，脱模后放置7天，即得。
实施例3
一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，包括以下内容：
（1）原料准备
所述组分A的原料组分按重量份计包括，含苯环的复合聚酯多元醇80份、白色母粒6份、水1.2份、德国巴斯夫扩链剂ADR-4368CS 3份、有机铋催化剂1.2份、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮0.6份；
所述含苯环的聚酯多元醇由PHN-56和PS-2412以重量比1:1混合得到；有机铋催化剂为新癸酸铋和异辛酸铋以重量比2:1混合得到；
所述组分B由NCO含量为34.2-36.8%的二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯以重量比12:1混合得到；
（2）将含苯环的复合聚酯多元醇在0.12kPa的真空度下脱水至水分低于0.05%，然后在搅拌器中按重量配比加入脱水后的含苯环的复合聚酯多元醇以及其他组分，调节温度为30℃，以转速为4500转/分钟搅拌混合，然后在氮气氛围下保存备用；
（3）按异氰酸酯指数为1.3将组分B与组分A在温度为75-80℃的条件下搅拌混合，然后倒入预热至45℃的模具中，12-15分钟后脱模，脱模后放置7天，即得。
实施例4
本实施例如实施例1所述，其中有机铋催化剂为新癸酸铋与环烷酸铋以重量比5:1混合得到。
实施例5
本实施例如实施例1所述，其中扩链剂为聚氨基甲酸酯。
设置对照组，参考申请号为201410535942.X中实施例1中原料配比及制备方法，在A组分中添加4.5份白色母粒，制备规格为2mm×20mm×60mm规格的试样；
各实施例中试样规格与对照组中相同，主要原料及制备方法有所区别；对各组所得实验进行性能检测，拉伸性能按GB/T 528-2009的方法测试；将试件在水中浸泡100小时后，对其拉伸性能再次检测；
各组样品置于不同紫外线辐照环境下进行光老化试验，选择UVA进行辐照，辐照剂量为80kWh/m²，黄变指数（△YI）按GB 2409-80《塑料黄变指数试验方法》进行分析；每组检测10次后求平均值；
表1
Figure 219158DEST_PATH_IMAGE002
通过对照组可以看出，本发明中力学强度与对照组中基本相同，可以满足仿真花卉的力学要求，扩链剂和催化剂的合理选择，对耐水性能有一定程度的影响，对耐黄变性影响较小，聚氨酯主要原料多元醇以及异氰酸酯的选择对耐水性和耐黄变性有较大影响。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯仿真花按异氰酸酯指数为1.3将组分B与组分A在温度为75-80℃的条件下搅拌混合，然后倒入预热后的模具中，12-15分钟后脱模，脱模后放置7天，即得；
所述组分A的原料组分按重量份计包括，含苯环的复合聚酯多元醇75-80份、色母粒3-6份、发泡剂0.6-1.2份、扩链剂3-4份、有机铋催化剂1.2-1.8份、耐黄剂0.4-0.6份；
所述组分B由NCO含量为34.2-36.8%的二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯以重量比12-16:1混合得到。
2.如权利要求1所述一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，其特征在于，所述含苯环的复合聚酯多元醇由聚邻苯二甲酸一缩二乙二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸-1,6-己二醇聚酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇聚酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇己二醇聚酯二醇中的至少两种混合得到。
3.如权利要求2所述一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，其特征在于，所述含苯环的复合聚酯多元醇的重量平均分子量为1000-2600。
4.如权利要求1所述一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，其特征在于，所述发泡剂为水；扩链剂为德国巴斯夫扩链剂ADR-4368CS；耐黄剂为2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮。
5.如权利要求1所述一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，其特征在于，所述有机铋催化剂为新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋、环烷酸铋中的一种或几种混合。
6.如权利要求5所述一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，其特征在于，所述有机铋催化剂为新癸酸铋与环烷酸铋以重量比4-6:1混合得到。
7.如权利要求1所述一种耐黄变聚氨酯仿真花的制备方法，其特征在于，所述组分A在与组分B混合前，需要将含苯环的复合聚酯多元醇在0.12kPa的真空度下脱水至水分低于0.05%，然后在搅拌器中按重量配比加入脱水后的含苯环的复合聚酯多元醇以及其他组分，调节温度为28-30℃，以转速为4500-5500转/分钟搅拌混合，然后在氮气氛围下保存备用。
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