CN110862675A - 一种低透气率聚酯海绵及其制备方法 - Google Patents

一种低透气率聚酯海绵及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低透气率聚酯海绵及其制备方法，属于高分子材料技术领域。按质量百分比计量，低透气率聚酯海绵在高压机头内的混合原料由65％～71.5％的聚酯多元醇、0.01％～0.023％的高纯水、0.005％～0.01％的阻燃硅油类表面活性剂、0.007～0.01％的胺类催化剂、0.0005％～0.001％的有机金属助剂、23％～39％的甲苯二异氰酸酯组成，在TDI喷嘴前注氮气，注入量为30～80ml/min，制得PPI在72～85之间的聚酯海绵。本发明涉及的海绵具有泡孔细、成核点多等优点。

Description

一种低透气率聚酯海绵及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种低透气率聚酯海绵其制备方法。
背景技术
硅胶及橡胶件在汽车空调密封件中有着成熟的应用，基于降低整车重量以及降低成本的考虑，高发泡倍率及高力学性能的的聚酯海绵是优良的替代材料，难点在于海绵本是相对开孔的结构，如不做闭孔，降低海绵的透气率，则满足不了止水件的要求，目前市场上低透气聚酯海绵90％及以上被外企垄断。
如上所述，本专利涉及的低透气率聚酯海绵的生产难点是：1 做闭孔，降低海绵的透气率，可能温度下降的时候，海绵收缩；2 太闭孔，海绵出模后即收缩。为解决上述难题，必要的稳定剂及发泡工艺改动是有必要的。
申请号201811326534.8的专利阐述了陶瓷过滤片用粗孔聚酯绵的及其制备方法，其工艺的重要特征是对原料进行抽真空脱气处理，本专利所涉低透气率聚酯海绵，不需进行脱气处理，另， 201811326534.8专利阐述的是粗孔聚酯绵，每平方英寸的孔数为15个(即15PPI)，本专利所涉产品孔径相对要细，可达 50-80PPI；本专利所涉产品工艺、特别是应用上明显有别于上述专利；申请号201410452269.3专利，描述了用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺，属于海绵后续加工处理工艺，与聚酯海绵制备方法不相关；目前国内在低透气率聚酯绵上暂未见相关专利申请。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种低透气率聚酯海绵及其制备方法，本发明所要解决的技术问题是提供一种低透气率聚酯海绵配方，同时提供其成品工艺。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种低透气率聚酯海绵，其特征在于，按质量百分比计量，所述低透气率聚酯海绵在高压机头内的混合原料由65％～71.5％的聚酯多元醇、 0.01％～0.023％的高纯水、0.005％～0.01％的阻燃硅油类表面活性剂、0.007～0.01％的胺类催化剂、0.0005％～0.001％的有机金属助剂、23％～39％的甲苯二异氰酸酯组成。
在上述的一种低透气率聚酯海绵中，聚酯多元醇特指羟值 60mgKOH/g，优选市场牌号为科意173R、173R-LF的聚酯多元醇，但不限于此，也可以是斯泰潘的PF-601；
表面活性剂为聚硅氧烷类表面活性剂，亦称为硅油，应能使泡孔具有更高的稳定性，提高泡孔骨架强度，能把原料混合均匀，优选B-8300，EM，L-530，L-580、L-636S的一种或多种；
胺类催化剂为三亚乙烯二胺、n-乙基吗啉、四甲基丁二胺、 N,N’-二甲基吡啶的一种或多种，优选市场牌号为A33、DB、2039、 DM70、A30、B9的一种或多种；
有机金属助剂包括辛酸亚锡、二月桂酸二丁锡、新葵酸铋；
甲苯二异氰酸酯优选市场牌号T-80和T-65的一种或两种混用。
一种低透气率聚酯海绵的制备方法，其特征在于，在密度为 40D的低透气率聚酯海绵制备过程中，配备质量97～104kg的聚酯多元醇、T-80型的甲苯二异氰酸酯19～21kg、T-65型的甲苯二异氰酸酯17.3～18.5kg、高纯水2.4～2.8kg、复配胺1.4～ 1.6kg、复配硅油0.92～1.1kg、有机金属助剂0.09～0.11kg在高压机头内搅拌混合后平流式进入水平输送带，经乳白和烘烤成型，高压机头的压力为2.5Bar，搅拌速度为5000rpm，发泡速度为5m/min，在TDI喷嘴前注氮气，注入量为30～80ml/min，制得 PPI在72～85之间的、透气率低于80(l/m2/s)的聚酯海绵；
在密度为30D的低透气率聚酯海绵制备过程中，配备质量 97～104kg的聚酯多元醇、T-80型的甲苯二异氰酸酯33～39kg、 T-65型的甲苯二异氰酸酯13.2～14.5kg、高纯水3.4～4.2kg、复配胺1.2～1.4kg、复配硅油1.2～1.4kg、有机金属助剂0.17～ 0.24kg在高压机头内搅拌混合后平流式进入水平输送带，经乳白和烘烤成型，高压机头的压力为2.3Bar，搅拌速度为5000rpm，发泡速度为5.5m/min，在TDI喷嘴前注氮气，注入量为30～80ml/min，制得PPI在72～85之间的、透气率低于80(l/m2/s) 的聚酯海绵；
低透气率的的标准是低于80(l/m2/s)；所谓30D和40D是海绵密度的表述方法，单位立方海绵的质重，30D为单位立方海绵质重为30kg；所谓PPI，即每英寸海绵内的孔数。
本方案所涉低透气率聚酯海绵在工艺上有别于粗孔聚酯绵的核心点，其一：在TDI喷嘴前注氮气，使得海绵在乳白过程中，具有更多的成核点，使海绵泡孔变细，注气量控制在 30-80ml/min；其二：在于使用高稳定性硅油，使泡孔具有更高的稳定性，提高泡孔骨架强度，抵御气温下降时，泡孔的收缩力；其三：在于使用了有机锡催化剂，使聚酯绵泡孔结构具备更多未破的泡膜，使海绵更不容易透气的同时也不容易透水。
平流式入料是利用缓和入料的方式，对混合物料进行多级承接、入带前缓冲等方式，避免物料在进入输送带时冲击力较大，以免其影响乳白时间非常短暂的前端半成品的均匀性，物料冲击力较大，也是PPI稳定性的原因之一。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步 的描述，但本发明并不限于这些实施例。
按质量百分比计量，所述低透气率聚酯海绵在高压机头内的混合原料由65％～71.5％的聚酯多元醇、0.01％～0.023％的高纯水、 0.005％～0.01％的阻燃硅油类表面活性剂、0.007～0.01％的胺类催化剂、0.0005％～0.001％的有机金属助剂、23％～39％的甲苯二异氰酸酯组成。
聚酯多元醇特指羟值60mgKOH/g，优选市场牌号为科意173R、 173R-LF的聚酯多元醇，但不限于此，也可以是斯泰潘的PF-601；
表面活性剂为聚硅氧烷类表面活性剂，亦称为硅油，应能使泡孔具有更高的稳定性，提高泡孔骨架强度，能把原料混合均匀，优选B-8300，EM，L-530，L-580、L-636S的一种或多种；
胺类催化剂为三亚乙烯二胺、n-乙基吗啉、四甲基丁二胺、 N,N’-二甲基吡啶的一种或多种，优选市场牌号为A33、DB、2039、DM70、A30、B9的一种或多种；
有机金属助剂包括辛酸亚锡、二月桂酸二丁锡、新葵酸铋；
甲苯二异氰酸酯优选市场牌号T-80和T-65的一种或两种混用。
在密度为40D的低透气率聚酯海绵制备过程中，配备质量 97～104kg的聚酯多元醇、T-80型的甲苯二异氰酸酯19～21kg、 T-65型的甲苯二异氰酸酯17.3～18.5kg、高纯水2.4～2.8kg、复配胺1.4～1.6kg、复配硅油0.92～1.1kg、有机金属助剂0.09～0.11kg在高压机头内搅拌混合后平流式进入水平输送带，经乳白和烘烤成型，高压机头的压力为2.5Bar，搅拌速度为5000rpm，发泡速度为5m/min，在TDI喷嘴前注氮气，注入量为30～80ml/min，制得PPI在72～85之间的、透气率低于80(l/m2/s) 的聚酯海绵；
在密度为30D的低透气率聚酯海绵制备过程中，配备质量97～104kg的聚酯多元醇、T-80型的甲苯二异氰酸酯33～39kg、 T-65型的甲苯二异氰酸酯13.2～14.5kg、高纯水3.4～4.2kg、复配胺1.2～1.4kg、复配硅油1.2～1.4kg、有机金属助剂0.17～ 0.24kg在高压机头内搅拌混合后平流式进入水平输送带，经乳白和烘烤成型，高压机头的压力为2.3Bar，搅拌速度为5000rpm，发泡速度为5.5m/min，在TDI喷嘴前注氮气，注入量为30～80ml/min，制得PPI在72～85之间的、透气率低于80(l/m2/s) 的聚酯海绵。
具体而言，可选的制备30D和40D海绵的具体配比和成品性能如下：
Figure BDA0002290539800000051
由上表可知，通过注气、采用特殊稳定性硅油、加锡催化剂的方式，生产了低透气率的聚酯绵。
相同密度聚酯及低透气率海绵透气率对比表如下：
Figure BDA0002290539800000061
上表中，透气率测试采用锡莱亚太拉斯(深圳)有限公司生产的M021A型设备。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种低透气率聚酯海绵，其特征在于，按质量百分比计量，所述低透气率聚酯海绵在高压机头内的混合原料由65％～71.5％的聚酯多元醇、0.01％～0.023％的高纯水、0.005％～0.01％的阻燃硅油类表面活性剂、0.007～0.01％的胺类催化剂、0.0005％～0.001％的有机金属助剂、23％～39％的甲苯二异氰酸酯组成。
2.根据权利要求1所述一种低透气率聚酯海绵，其特征在于，聚酯多元醇特指羟值60mgKOH/g，可选市场牌号为科意173R、173R-LF的聚酯多元醇，也可选斯泰潘的PF-601；
表面活性剂可选B-8300，EM，L-530，L-580、L-636S的一种或多种；
胺类催化剂为三亚乙烯二胺、n-乙基吗啉、四甲基丁二胺、N,N’-二甲基吡啶的一种或多种；
有机金属助剂包括辛酸亚锡、二月桂酸二丁锡、新葵酸铋中的一种或多种；
甲苯二异氰酸酯优选市场牌号T-80和T-65的一种或两种混用。
3.一种低透气率聚酯海绵的制备方法，其特征在于，在密度为40D的低透气率聚酯海绵制备过程中，配备质量97～104kg的聚酯多元醇、T-80型的甲苯二异氰酸酯19～21kg、T-65型的甲苯二异氰酸酯17.3～18.5kg、高纯水2.4～2.8kg、复配胺1.4～1.6kg、复配硅油0.92～1.1kg、有机金属助剂0.09～0.11kg在高压机头内搅拌混合后平流式进入水平输送带，经乳白和烘烤成型，高压机头的压力为2.5Bar，搅拌速度为5000rpm，发泡速度为5m/min，在TDI喷嘴前注氮气，注入量为30～80ml/min，制得PPI在72～85之间的、透气率低于80(l/m2/s)的聚酯海绵；
在密度为30D的低透气率聚酯海绵制备过程中，配备质量97～104kg的聚酯多元醇、T-80型的甲苯二异氰酸酯33～39kg、T-65型的甲苯二异氰酸酯13.2～14.5kg、高纯水3.4～4.2kg、复配胺1.2～1.4kg、复配硅油1.2～1.4kg、有机金属助剂0.17～0.24kg在高压机头内搅拌混合后平流式进入水平输送带，经乳白和烘烤成型，高压机头的压力为2.3Bar，搅拌速度为5000rpm，发泡速度为5.5m/min，在TDI喷嘴前注氮气，注入量为30～80ml/min，制得PPI在72～85之间的、透气率低于80(l/m2/s)的聚酯海绵。
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