CN111087570A - 聚氨酯泡沫及其制备方法、聚氨酯泡沫夹层部件及其制备方法和用途 - Google Patents

聚氨酯泡沫及其制备方法、聚氨酯泡沫夹层部件及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种半硬质聚氨酯泡沫，由包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分反应得到，所述异氰酸酯反应性组分包含：聚醚多元醇1，聚合物多元醇，聚酯多元醇1，由直链二元醇和直链二元酸反应得到；扩链剂为包含侧基的非直链二元醇，甲基含氢硅油，催化剂，发泡剂，表面活性剂。所述聚氨酯泡沫不需要额外添加黏合剂即可用于多层结构的制备，具有优异的力学性能、耐热老化性能、耐湿热老化性能、耐气候交变老化性能以及优异的爆破可靠性。本发明还提供了所述聚氨酯泡沫的制备方法，以及包含所述聚氨酯泡沫的夹层部件及其制备方法。

Description

聚氨酯泡沫及其制备方法、聚氨酯泡沫夹层部件及其制备方 法和用途
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯泡沫，特别是用于仪表板的半硬质聚氨酯泡沫，所述材料的制备方法，以及包含所述聚氨酯泡沫的夹层部件及其制备方法。
背景技术
汽车仪表板是汽车内饰中最重要的零部件之一，需要具备舒适的手感和良好的冲击吸收性能。半硬质聚氨酯泡沫由于其良好的硬度、弹性以及优异的吸能、防震、抗冲击等性能，广泛应用于市场上中高端车型仪表板的制备。近年来随着行业的发展、消费需求的升级和安全舒适性等方面需求提高，用于汽车仪表板的材料也需要进一步提升性能。
除常规性能外，对极端条件下仪表板的性能，尤其是耐老化、安全气囊爆破性能需要加强。
专利CN 105820303A公开了低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫及其制备方法和应用，该泡沫配方体系原料成本高，制备泡沫的力学性能、界面附着考量手段单一，且力学性能在老化后损失率过大。
因此，需要提供一种技术方案解决现有技术中存在的综合力学性能、综合界面附着性能、耐老化、安全气囊爆破等性能需要加强的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种聚氨酯泡沫，属于一种半硬质聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫不需要额外添加黏合剂即可用于多层结构的制备，具有优异的综合力学性能、界面附着性能、耐热老化性能、耐湿热老化性能、耐气候交变老化性能以及优异的爆破可靠性。本发明还提供了所述聚氨酯泡沫的制备方法，以及包含所述聚氨酯泡沫的夹层部件及其制备方法，该夹层部件可用于仪表板。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种聚氨酯泡沫，由包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分反应得到，所述异氰酸酯反应性组分包含：聚醚多元醇1，聚合物多元醇，聚酯多元醇1，由直链二元醇和直链二元酸反应得到；扩链剂为包含侧基的非直链二元醇，甲基含氢硅油，催化剂，发泡剂，表面活性剂。
优选地，一种聚氨酯泡沫，由包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分反应得到，所述异氰酸酯反应性组分包含：聚醚多元醇1，平均官能度为2～4.5，优选2～4，羟值为15～50mgKOH/g，优选20～45mgKOH/g，由环氧乙烷和环氧丙烷反应得到，环氧乙烷含量为5～50wt％，优选10～35wt％；聚合物多元醇，即接枝共聚型聚醚多元醇，平均官能度2～4.5，优选2～3，羟值为15～50mgKOH/g，优选20～40mgKOH/g，固含量20～50wt％，优选25～45wt％；聚酯多元醇1，羟值为20～300mgKOH/g，优选30～170mgKOH/g，由直链二元醇和直链二元酸反应得到；扩链剂，包含侧基的非直链二元醇；甲基含氢硅油；催化剂；发泡剂；表面活性剂。
本发明中，所述异氰酸酯组分指的是具有异氰酸酯基团的一类化合物，其实例包括但不限于甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、环己烷二亚甲基二异氰酸酯(HXDI)、三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NBDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)等，以及这类单体的预聚物、改性产物、多聚体等，这类异氰酸酯化合物可以单独或组合使用。优选地，所述异氰酸酯组分NCO含量为20～34wt％，优选25～32wt％。
本发明中，所述聚醚多元醇1指的是由多元醇起始、环氧烷聚合而成的一类化合物，采用起始剂的实例包括但不限于乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、戊二醇、己二醇、二乙二醇、三乙二醇、一缩二丙二醇，一缩二乙二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇等，采用的环氧烷的实例包括但不限于环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等。环氧烷单体可以是嵌段加成也可以是无规加成，但优选嵌段加成，进一步优选环氧丙烷聚合，末端进行环氧乙烷嵌段加成。
本发明中，所述聚合物多元醇指的是由聚醚多元醇、乙烯基单体反应得到的一类接枝共聚多元醇，其中，所述聚醚多元醇可以采用本领域常见的聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚多元醇等，所述乙烯基单体可以采用丙烯腈、苯乙烯、偏氯乙烯、羟烷基丙烯酸酯和烷基丙烯酸酯等，优选丙烯腈和/或苯乙烯。
本发明中，所述聚酯多元醇1中，所述直链二元醇指的是具有直链结构的二元醇，不含侧链，优选碳原子数为2～12的脂肪族二元醇，其实例包括但不限于乙二醇、1,3-丙二醇、1,4丁二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、1,5戊二醇、1,6己二醇、1,7庚二醇、1,8辛二醇、1,9壬二醇、1,10-癸二醇等，可以单独或组合使用。所述直链二元酸指的是具有直链结构的二元酸，不含侧链，优选碳原子数为2～12的脂肪族二元羧酸，其实例包括但不限于丁二酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等，可以单独或组合使用。聚酯多元醇1可以有效提高泡沫层的拉伸强度、撕裂强度等力学性能。
本发明中，所述包含侧基的非直链二元醇扩链剂为碳原子数为2～12的脂肪族二元醇，且所述侧基为甲基，其实例包括但不限于2-甲基-1,3丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,4丁二醇、3-甲基-1,5戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基戊-2-烯-1,5-二醇、三甲基-1,6-己二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、3,6-二甲基-3,6-辛二醇、2,7-二甲基-2,7-辛二醇、8-甲基-1,8-壬烷二醇、2-甲基-2,5-癸二醇等，可以单独或组合使用。包含侧基的非直链二元醇扩链剂可以有效提高泡沫层的力学性能(特别是抗变形能力)和部件中各层材料间的相容性。
本发明中，所述甲基含氢硅油，其结构包含甲基侧含氢硅油、甲基端含氢硅油、甲基端侧均含氢硅油。这类甲基含氢硅油可以单独或组合使用。
所述甲基侧含氢硅油的结构式为：
Figure BDA0002334766590000041
其中n为1-80，优选n为2-60，进一步优选n为3-40；其中m为1-20，优选为1-10，进一步优选为2-8。
所述甲基端含氢硅油时的结构式为：
Figure BDA0002334766590000051
其中m’为1-80，优选m’为2-60，进一步优选m’为3-30。
所述甲基端侧均含氢硅油的结构式为：
Figure BDA0002334766590000052
其中m”为1-80，优选为2-60，尤其优选为3-40；其中n”为1-20，优选为1-10，进一步优选为2-8。
所述甲基含氢硅油可以有效提高成型性和工艺宽容度，还可以有效提高泡沫层与部件中各层材料间的相容性。
本发明中，所述催化剂指的是对异氰酸酯和活性氢原子具有催化活性的一类化合物，其实例包括但不限于三乙基胺、三丁基胺、三亚乙基二胺、N-乙基吗啉、N,N,N’,N’-四甲基-乙二胺、五甲基二亚乙基-三胺、N,N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡、月桂酸锡、二丁基氧化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二乙酸锡、二丁基马来酸锡、二辛基二乙酸锡等，这类催化剂可以单独或组合使用。
本发明中，所述发泡剂可以选择本领域常用的物理发泡剂、化学发泡剂等，包括但不限于水、一氯二氟代甲烷、一氯一氟代甲烷、二氯二氟代甲烷、三氯氟代甲烷、丁烷、戊烷、环戊烷、己烷、环己烷、庚烷、空气、CO2和N2中的一种或多种，优选为水。
本发明中，所述表面活性剂，其实例包括但不限于例如主要结构为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物等，这类表面活性剂可以单独或组合使用。
本发明中，所述异氰酸酯反应性组分还可以包含交联剂，所述交联剂可以采用本领域常用的交联剂，如多元醇、多元胺等，可以列举的实例包括但不限于三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、苯二胺、山梨醇等，这类交联剂可以单独或组合使用。
本发明中，所述异氰酸酯反应性组分还可以包含阻燃剂，能够使反应得到的聚氨酯材料具有更佳阻燃的效果，可以列举的实例包括但不限于卤代磷酸酯类阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂、卤代烃类及其他含卤阻燃剂、三聚氰胺及其盐类、反应型阻燃剂、无机阻燃剂等，这类阻燃剂可以单独或组合使用。
本发明中，所述异氰酸酯反应性组分还可以包含其他本领域常用添加剂，包括但不限于偶联剂、色浆、填料、防烟剂、染料、颜料、抗静电剂、抗氧剂、UV稳定剂、稀释剂、表面润湿剂、流平剂、触变剂等。
本发明中，所述异氰酸酯组分中异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性组分中活性氢原子的摩尔比为90～120：100，优选98～108：100。
在一个优选实例中，以所述异氰酸酯反应性组分的总质量计：
聚醚多元醇1用量为40～80％，优选55～75％；
聚合物多元醇用量为3～30％，优选5～20％；
聚酯多元醇1用量为3～40％，优选5～20％；
扩链剂用量为1～20％，优选2～10％；
甲基含氢硅油用量为0.3～3％，优选0.5～2％；
催化剂用量为0.1～3％，优选0.3～2％；
发泡剂用量为1～5％，优选1.5～3.5％；
表面活性剂用量为0.1～1％，优选0.3～0.7％。
由包含所述聚醚多元醇1、聚合物多元醇、聚酯多元醇1、包含侧基的非直链二元醇扩链剂、甲基含氢硅油等组分得到的聚氨酯泡沫成型性优异，综合力学性能和基材界面附着性能优异，同时具有优异的耐老化性能。适合制备防震垫、挡板、扶手等产品，尤其适合仪表板部件，特别是汽车仪表板部件。
所述聚氨酯泡沫的制备方法，将所述异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分混合进行反应，反应结束得到聚氨酯泡沫。
在一个优选的实例中，所述制备方法步骤包括：
步骤一，分别控制异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的温度为22～28℃，优选24～26℃；
步骤二，将所述异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分通过高压浇注机注入模具进行反应，反应结束后开模得到聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫填充密度为100～250kg/m3，优选140～180kg/m3；其中高压浇注机的压力为100～180bar，优选130～170bar，模具温度为30～60℃，优选35～55℃，保压时间为50～180秒，优选60～140秒。
一种聚氨酯泡沫夹层部件，其包含外层基材、中间层和内层基材，所述的中间层为本发明所述的聚氨酯泡沫，优选中间层的厚度为0.3～1.2cm，更优选0.5～1.2cm；所述外层基材为改性聚氯乙烯，优选厚度为0.8～1.2mm，所述内层基材为改性聚丙烯，优选厚度为2.5～3.5mm。改性聚氯乙烯与改性聚丙烯采用常规制备汽车仪表板的改性聚氯乙烯与改性聚丙烯材料即可，无特别限定。
一种聚氨酯泡沫夹层部件制备方法，步骤包含：
步骤一，分别控制异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的温度为22～28℃，优选24～26℃；
步骤二，预先在模具上下模中分别装配内层基材和外层基材，将所述异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分通过高压浇注机注入模具进行反应，反应结束后开模得到夹层部件；其中，聚氨酯泡沫填充密度为100～250kg/m3，优选140～180kg/m3，高压浇注机的压力为100～180bar，优选130～170bar，模具温度为30～60℃，优选35～55℃，保压时间为50～180秒，优选60～140秒。
需要说明的是，所述聚氨酯泡沫填充密度指的是在模具中成型的聚氨酯泡沫的密度。
关于本发明所述聚氨酯泡沫中所涉及的具体组分，例如多元醇、助剂等，除特别说明的之外，均可以单独或组合使用。此外，所述各组分制备所需要的原料、工艺、方法、参数等，未经说明或未记载的部分均可参考本领域常用的技术，不影响本发明的实施，例如聚醚多元醇的制备、聚酯多元醇的制备、聚合物多元醇的制备、聚氨酯泡沫的制备等。
本发明中出现的“羟值”，未经特别说明的，均指该组分的平均羟值。
本发明有益效果在于：提供一种半硬质聚氨酯泡沫，具有优异的力学性能和优异的耐老化性能，特别适合应用于汽车仪表板。当用于汽车仪表板时，由于其初始力学性能和极端条件下仪表板的综合力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、压缩变形等)足够优异，且与内、外层基材均保持优异的界面附着力(剥离性能体现)，可有效减少安全气囊爆破时产生的飞溅物，从而提高爆破可靠性，提高乘车人员的安全性。
具体实施方式
下面列举部分实施例，以便公众更好地理解本发明的技术方案。
实施例和对比例所用原料如下：
二苯甲烷二异氰酸酯，WANANTE MDI-50，NCO含量为33.6wt％，25℃下粘度为12mPa·s，万华化学；
多亚甲基多苯基多异氰酸酯，WANNATE PM-200，NCO含量为31.4wt％，25℃下粘度为200mPa·s，万华化学；
改性MDI，WANNATE 80693，NCO含量28.7wt％，万华化学；
聚醚多元醇1-1，季戊四醇起始，环氧丙烷聚合、环氧乙烷末端嵌段加成，环氧乙烷含量10wt％，羟值20mgKOH/g；
聚醚多元醇1-2，二甘醇起始，环氧丙烷聚合、环氧乙烷末端嵌段加成，环氧乙烷含量35wt％，羟值45mgKOH/g；
聚醚多元醇1-3，三羟甲基丙烷起始，环氧丙烷聚合、环氧乙烷末端嵌段加成，环氧乙烷含量20wt％，羟值34mgKOH/g；
聚醚多元醇3，甘油起始，环氧丙烷聚合、环氧乙烷末端嵌段加成，环氧乙烷含量15wt％，羟值28mgKOH/g；
聚醚多元醇4，蔗糖起始，环氧丙烷聚合、环氧乙烷末端嵌段加成，环氧乙烷含量20wt％，羟值28mgKOH/g；
聚醚多元醇5，甘油起始，环氧丙烷聚合、环氧乙烷末端嵌段加成，环氧乙烷含量20wt％，羟值34mgKOH/g；
聚醚多元醇6，甘油起始，环氧丙烷聚合、环氧乙烷末端嵌段加成，环氧乙烷含量10wt％，羟值110mgKOH/g；
聚合物多元醇1-1，乙二醇起始，羟值20mgKOH/g，固含量25wt％；
聚合物多元醇1-2，三羟甲基丙烷起始，羟值40mgKOH/g，固含量30wt％；
聚合物多元醇1-3，甘油起始，羟值30mgKOH/g，固含量45wt％；
聚合物多元醇2，季戊四醇起始，羟值28mgKOH/g，固含量30wt％；
聚合物多元醇3，三羟甲基丙烷起始，羟值69mgKOH/g，固含量30wt％；
聚酯多元醇1-1，己二酸和1,4-丁二醇反应得到，羟值170mgKOH/g；
聚酯多元醇1-2，质量比3:5的丁二酸、葵二酸和二甘醇反应得到，羟值30mgKOH/g；
聚酯多元醇1-3，己二酸和质量比5:2的乙二醇、一缩二丙二醇反应得到，羟值60mgKOH/g；
聚酯多元醇2，己二酸和乙二醇反应得到，羟值11mgKOH/g；
扩链剂1，2-甲基-1,4-丁二醇；
扩链剂2，2-甲基-2.4-戊二醇；
扩链剂3，3,6-二甲基-3,6-辛二醇；
扩链剂4，1,4-丁二醇；
甲基侧含氢硅油D1；
甲基端含氢硅油D2；
甲基端侧均含氢硅油D3；
催化剂1，KC102，万华化学；
催化剂2，KC101，万华化学；
催化剂3，双(N，N-二甲基氨基-2-乙基)醚的70％二甘醇溶液；
发泡剂，水；
表面活性剂1，SC815，万华化学；
表面活性剂2，B8715，赢创公司。
异氰酸酯组分1的制备方法为：在45℃反应釜中，按照质量份计，将30份WANANTEMDI-50和70份WANNATE PM-200投入反应釜，搅拌均匀后出料；NCO含量为32wt％，25℃下粘度为70mPa·s。
异氰酸酯组分2的制备方法为：在45℃反应釜中，按照质量份计，将55份WANANTEMDI-50和22份聚醚多元醇3投入反应釜，搅拌均匀后升温至70℃，再投入23份WANNATE PM-200，搅拌均匀后出料；NCO含量为25wt％，25℃下粘度为300mPa·s。
异氰酸酯组分3采用WANNATE 80693。
甲基含氢硅油D1的制备方法为：将434.4g八甲基环四硅氧烷、91.9g六甲基二硅氧烷和73.7g硅油MHX-1107(陶氏化学)加入到带油浴加热、氮气保护、冷凝管回流以及机械搅拌的四口玻璃烧瓶中。设置反应温度为30℃，控制转速为200r/min，打开氮气保护和冷凝管回流。加入48g离子交换树脂LEWATIT K2621(德国朗盛)，反应24h后使用抽滤瓶真空抽滤。在50℃下使用蒸馏装置对过滤后的产品进行减压蒸馏2h得到558gD1。使用核磁氢谱测试含氢量为0.20wt％。
甲基含氢硅油D2的制备方法为：将471.5g八甲基环四硅氧烷与28.5g四甲基二氢二硅氧烷加入到带油浴加热、氮气保护、冷凝管回流以及机械搅拌的四口玻璃烧瓶中。设置反应温度为90℃，控制转速为200r/min，打开氮气保护和冷凝管回流。加入10g酸性白土，反应24h后使用抽滤瓶真空抽滤。在80℃下使用蒸馏装置对过滤后的产品进行减压蒸馏2h得到464gD2。使用核磁氢谱测试含氢量为0.08wt％。
甲基端侧均含氢硅油D3的制备方法为：将411.7g八甲基环四硅氧烷、46.6g四甲基二氢二硅氧烷和41.7g四甲基四氢环四硅氧烷加入到带油浴加热、氮气保护、冷凝管回流以及机械搅拌的四口玻璃烧瓶中。设置反应温度为50℃，控制转速为200r/min，打开氮气保护和冷凝管回流。加入10g浓硫酸，反应10h后在搅拌状态下缓慢加入30g碳酸氢钠，继续搅拌2小时后使用抽滤瓶真空抽滤。在80℃下使用蒸馏装置对过滤后的产品进行减压蒸馏2h得到454.5gD3。使用核磁氢谱测试含氢量为0.25wt％。
实施例和对比例聚氨酯泡沫样品的制备方法：
步骤一，分别控制异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的温度为25℃；
步骤二，将所述异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分通过高压浇注机注入模具进行反应，反应结束后开模得到聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫填充密度为160kg/m3；其中高压浇注机的压力为150bar，模具温度为45℃，保压时间为100秒。
实施例和对比例夹层部件的制备方法：
步骤一，分别控制异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的温度为25℃；
步骤二，预先在模具上下模中分别装配3mm厚改性聚丙烯基材(购自金发科技购得)和1mm厚改性聚氯乙烯基材(购自常熟瑞华，型号DSY 300/25)，将所述异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分通过高压浇注机注入模具进行反应，反应结束后开模得到夹层部件；其中，聚氨酯泡沫填充密度为160kg/m3，填充厚度为0.7cm，高压浇注机的压力为150bar，模具温度为45℃，保压时间为100秒。
实施例和对比例所用原料列于表1、表2。
表1(质量份)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
聚醚多元醇1-1 75
聚醚多元醇1-2 60 64.5
聚醚多元醇1-3 55 70
聚合物多元醇1-1 20
聚合物多元醇1-2 11.5 10
聚合物多元醇1-3 5 12
聚酯多元醇1-1 14.5 9
聚酯多元醇1-2 5
聚酯多元醇1-3 20 13
扩链剂1 2 5
扩链剂2 6
扩链剂3 10 5.5
甲基含氢硅油D1 2 1
甲基含氢硅油D2 1 1.5
甲基含氢硅油D3 0.5
水 3.5 1.5 2 2.5 3
SC815 0.7 0.3 0.5 0.4 0.6
KC102 0.3 1.7 2 1.1 0.9
异氰酸酯组分1 60 58 65
异氰酸酯组分2 61 76
NCO与活性氢原子的摩尔比 98:100 103:100 108:100 101:100 105:100
表2(质量份)
Figure BDA0002334766590000131
Figure BDA0002334766590000141
注：对比例4，按照专利201480070198.9(三洋)的实施例做的对比例
对实施例和对比例得到的泡沫和夹层部件样品进行测试，所用测试标准和方法为：
拉伸性能测试标准：ISO 1798；
撕裂性能测试标准：ISO 8067；
压缩变形测试标准：GB/T 6669，压缩50％，70℃/30％RH放置22小时；
初始成型性：样品开模后确认外观、填充情况；其中，“A”表示无缺陷；“B”表示有小气泡可修补；“C”表示有气泡不易修补；“D”表示小缺料可修补；“E”表示有缺料不易修补；
老化后成型性：“F”表示无新增缺陷；“G”表示有鼓包；“H”表示有变形；
剥离性能1测试标准：测试聚氯乙烯基材与聚氨酯泡沫剥离时的力值，剥离角度180°，剥离速度200mm/min，剥离长度100mm；
剥离性能2测试标准：测试聚丙烯基材与聚氨酯泡沫剥离时泡沫剥离质量，取样宽度2.5cm，剥离角度90°，剥离速度50mm/min。
上述测试项目中，成型性能、剥离性能采用夹层部件样品进行测试，拉伸性能、撕裂性能、压缩变形性能采用泡沫样品进行测试。
长周期热老化实验条件：样品在120℃/30％RH下放置500小时；
长周期湿热老化实验条件：样品在70℃、95％RH下放置500小时；
气候循环老化实验条件：样品经过15个标准循环；一个标准循环：样品需依次经历100℃±2℃/30％RH(15.5小时)、23℃±2℃/30％RH(0.5小时)、-40℃±2℃/30％RH(7.5小时)、23℃±2℃/30％RH(0.5小时)、55℃±2℃/95％RH(15.5小时)、23℃±2℃/30％RH(0.5小时)、-40℃±2℃/30％RH(7.5小时)、23℃±2℃/30％RH(0.5小时)。
测试结果列于下表。
表3初始状态实施例、对比例各项性能
Figure BDA0002334766590000151
表4长周期热老化后实施例、对比例各项性能
Figure BDA0002334766590000152
表5长周期湿热老化后实施例、对比例各项性能
Figure BDA0002334766590000161
表6气候循环老化后实施例、对比例各项性能
Figure BDA0002334766590000162
通过实施例与对比例性能对比可以看出，实施例在初始状态成型性更好，拉伸、撕裂、压缩变形等力学性能更高，且聚氨酯泡沫与内外层基材界面附着力更为优异；经历长周期热老化、长周期湿热老化、气候循环老化后，实施例成型性更好，拉伸、撕裂、压缩变形等力学性能和聚氨酯泡沫与内外层基材界面附着力损失率更小，展现更优异的耐老化性能。

Claims (11)

1.一种聚氨酯泡沫，其特征在于，由包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分反应得到，所述异氰酸酯反应性组分包含：聚醚多元醇1，聚合物多元醇，聚酯多元醇1，由直链二元醇和直链二元酸反应得到；扩链剂为包含侧基的非直链二元醇，甲基含氢硅油，催化剂，发泡剂，表面活性剂；
优选地，所述异氰酸酯反应性组分包含：聚醚多元醇1，平均官能度为2～4.5，优选2～4，羟值为15～50mgKOH/g，优选20～45mgKOH/g，由环氧乙烷和环氧丙烷反应得到，环氧乙烷含量为5～50wt％，优选10～35％；聚合物多元醇，平均官能度2～4.5，优选2～3，羟值为15～50mgKOH/g，优选20～40mgKOH/g，固含量20～50wt％，优选25～45％；聚酯多元醇1，羟值为20～300mgKOH/g，优选30～170mgKOH/g；扩链剂为包含侧基的非直链二元醇；甲基含氢硅油；催化剂；发泡剂；表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯组分NCO含量为20～34wt％，优选25～32wt％。
3.根据权利要求1～2任一项所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述直链二元醇不含侧链，为碳原子数为2～12的脂肪族二元醇，所述直链二元酸不含侧链，为碳原子数为2～12的脂肪族二元羧酸。
4.根据权利要求1～3任一项所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述包含侧基的非直链二元醇为碳原子数为2～12的脂肪族二元醇，且所述侧基为甲基，优选2-甲基-1,3丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,4丁二醇、3-甲基-1,5戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基戊-2-烯-1,5-二醇、三甲基-1,6-己二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、3,6-二甲基-3,6-辛二醇、2,7-二甲基-2,7-辛二醇、8-甲基-1,8-壬烷二醇、2-甲基-2,5-癸二醇中的一种或多种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述甲基含氢硅油包含甲基侧含氢硅油、甲基端含氢硅油、甲基端侧均含氢硅油；
所述甲基侧含氢硅油的结构式为：
Figure FDA0002334766580000021
其中n为1-80，优选n为2-60，进一步优选n为3-40；其中m为1-20，优选为1-10，进一步优选为2-8；
所述甲基端含氢硅油时的结构式为：
Figure FDA0002334766580000022
其中m’为1-80，优选m’为2-60，进一步优选m’为3-30。
所述甲基端侧均含氢硅油的结构式为：
Figure FDA0002334766580000023
其中m”为1-80，优选为2-60，尤其优选为3-40；其中n”为1-20，优选为1-10，进一步优选为2-8。
6.根据权利要求1～5任一项所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯组分中异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性组分中活性氢原子的摩尔比为90～120：100，优选98～108：100。
7.根据权利要求1～6任一项所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，以所述异氰酸酯反应性组分的总质量计：
聚醚多元醇1用量为40～80％，优选55～75％；
聚合物多元醇用量为3～30％，优选5～20％；
聚酯多元醇1用量为3～40％，优选5～20％；
扩链剂用量为1～20％，优选；2～10％；
甲基含氢硅油用量为0.3～3％，优选0.5～2％；
催化剂用量为0.1～3％，优选0.3～2％；
发泡剂用量为1～5％，优选1.5～3.5％；
表面活性剂用量为0.1～1％，优选0.3～0.7％。
8.根据权利要求1～7任一项所述的聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，所述制备方法步骤包括：
步骤一，分别控制异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的温度为22～28℃，优选24～26℃；
步骤二，将所述异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分通过高压浇注机注入模具进行反应，反应结束后开模得到聚氨酯泡沫，聚氨酯泡沫填充密度为100～250kg/m3，优选140～180kg/m3；其中高压浇注机的压力为100～180bar，优选130～170bar，模具温度为30～60℃，优选35～55℃，保压时间为50～180秒，优选60～140秒。
9.一种聚氨酯泡沫夹层部件，其特征在于，其包含外层基材、中间层和内层基材，所述的中间层为权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯泡沫或权利要求8制备方法制得的聚氨酯泡沫，优选中间层的厚度为0.3～1.2cm；所述外层基材为改性聚氯乙烯，优选厚度为0.8～1.2mm，所述内层基材为改性聚丙烯，优选厚度为2.5～3.5mm。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯泡沫夹层部件的制备方法，其特征在于，步骤包含：
步骤一，分别控制异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的温度为22～28℃，优选24～26℃；
步骤二，预先在模具上下模中分别装配内层基材和外层基材，将所述异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分通过高压浇注机注入模具中进行反应，反应结束后开模得到夹层部件；其中，聚氨酯泡沫填充密度为100～250kg/m3，优选140～180kg/m3，高压浇注机的压力为100～180bar，优选130～170bar，模具温度为30～60℃，优选35～55℃，保压时间为50～180秒，优选60～140秒。
11.根据权利要求9所述的聚氨酯泡沫夹层部件用于仪表板的用途。
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