CN113045732A - 一种低密度轻质泡沫及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明还提供一种低密度轻质泡沫的制备方法，包括如下步骤：将聚合MDI27％‑33％注入注料箱内，通过搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌5‑10s；将石墨5.5％‑7％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌15‑30s；组合聚醚59％‑65％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌15‑30s；将聚氨酯反应添加剂1.8％‑3％注入注料箱内，用于加快反应速度，所述搅拌盘以第二搅拌速度机械搅拌10s；所述搅拌盘保持以第二搅拌速度机械搅拌15‑30s后取出；保温发泡，待发泡反应结束，对注料箱压盖保压5‑10min，得到泡沫块；根据实际需求，切割所述泡沫块成不同尺寸片材，以降低生产难度。
Description
技术领域
本发明涉及化学技术领域，特别地，涉及一种低密度轻质泡沫及其制备方法。
背景技术
随着我国汽车工业的发展以及人们生活水平的不断提高，人们对汽车的外观，舒适性，安全性，节能性等要求的不断提高，更轻的重量、更高的质量、更低的成本、更少的排放和更少的挥发性有机化合物(VOC)是行业关键驱动因素。目前国家和原始设备制造商(OEM)大力提倡汽车零部件轻量化，物理性能优化，其中轻量化是汽车零部件发展的重要方向。
泡沫塑料是以塑料为基本组分并含有大量气泡的聚合物材料，因此也可以说是以气体为填料的复合塑料。与纯塑料相比，它具有很多优良的性能，如质轻、比强度高、可吸收冲击载荷、隔热和隔音性能好等。因而在工业、农业、建筑、交通运输等领域得到了广泛应用。泡沫塑料自问世以来，其用途日益广泛，品种不断丰富。其中轻质泡沫是一种半硬质聚氨酯塑料，具有不溶性、耐热性、强度高等特点，而目前广泛应用的是15kg/m3体系轻质泡沫。
然而，由于生产成本的增加，需开发低密度轻质泡沫，在保证噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能稳定不变的前提下，改善产品的物理性能。达到在不增加生产成本的情况下，降低产品密度和产品质量，减少生产投料量，以技术优势产生成本效应，丰富企业产品类型，提高企业产品知名度，提升市场竞争力。
发明内容
本申请的目的在于提供一种低密度轻质泡沫及其制备方法，制得的低密度轻质泡沫，密度低，质量轻，以实现技术优势产生成本效应，提升市场竞争力。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请实施例的第一方面提供一种低密度轻质泡沫，包含如下重量份的组成材料：
聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(聚合MDI)：27％-33％；石墨：5.5％-7％；组合聚醚：59％-65％；聚氨酯反应添加剂：1.8％-3％。其中聚氨酯反应添加剂是催化剂，以加快反应速度；石墨用于阻燃。在所述重量份的组成材料中，制得的低密度轻质泡沫性能最优，超出所述重量份的组成材料，制得的低密度轻质泡沫片太软，或者太硬，或泡沫塌泡，不成型，泡孔大。
本申请实施例的第二方面提供一种低密度轻质泡沫制备方法，该方法包括如下步骤：
S01，将聚合MDI27％-33％注入注料箱内，通过搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌5-10s；
S02，将石墨5.5％-7％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌15-30s；
S03，将组合聚醚59％-65％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌15-30s；
S04，将聚氨酯反应添加剂1.8％-3％注入注料箱内，用于加快反应速度，所述搅拌盘以第二搅拌速度机械搅拌10s；
S05，所述搅拌盘保持以第二搅拌速度机械搅拌15-30s后取出；
搅拌盘是使原料混合更均匀，同时搅拌盘不是一次性物品。在搅拌的过程中已经开始发泡。
S06，保温发泡，待发泡反应结束，对注料箱压盖保压5-10min，得到泡沫块；
正常发泡上部为圆弧性，压盖是为了把圆弧部分压平，四角位置填平，增加得材率。
S07，根据实际需求，切割所述泡沫块成不同尺寸片材，以实现方便生产。
一些实施例中，在上述的低密度轻质泡沫制备方法中，所述S01中聚合MDI的温度为25-30℃，所述第一搅拌速度为8-15r/min。
温度对组分有影响。不同的料温下聚合MDI的粘度不同，会影响注射量，料温越高粘度越小，相同的时间内注射量会增多。在所述料温的温度为25-30℃内，发泡反应最优。
一些实施例中，在上述的低密度轻质泡沫制备方法中，所述S04中第二搅拌速度为15-25r/min。
一些实施例中，在上述的低密度轻质泡沫制备方法中，所述S05中取出所述搅拌盘时，保持以第二搅拌速度旋转甩干搅拌盘。
甩干搅拌盘是为了让搅拌盘上的残留物质减少，避免影响下个发泡反应。而且搅拌盘上的残留物是可以发泡的，把其甩干到箱体中，箱体内发泡物质变多，搅拌盘上变少，节约发泡料。
一些实施例中，在上述的低密度轻质泡沫制备方法中，所述S06中保温发泡的温度为25-30℃。
本发明的优点在于：本发明提供的一种低密度轻质泡沫及其制备方法，本发明制得的低密度轻质泡沫，在NVH性能稳定不变的前提下，密度降至13kg/m3，使产品减重约13％。本发明的所述的一种低密度轻质泡沫制备方法，可降低整体投料量15％，以灵活重量份的组成材料，制得满足不同性能零部件的成型要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例一种低密度轻质泡沫的制备方法流程示意图；
图2A示出了本申请实施例一种低密度轻质泡沫未压盖的结构示意图；
图2B示出了本申请实施例一种低密度轻质泡沫压盖后的结构示意图。
具体实施方式
本说明书通篇提及的″多个实施例″、″一些实施例″、″一个实施例″或″实施例″等，意味着结合该实施例描述的具体特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，本说明书通篇出现的短语″在多个实施例中″、″在一些实施例中″、″在至少另一个实施例中″或″在实施例中″等并不一定都指相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，具体特征、结构或特性可以任何合适的方式进行组合。因此，在无限制的情形下，结合一个实施例示出或描述的具体特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其他实施例的特征、结构或特性进行组合。这种修改和变型旨在包括在本发明的范围之内。
请参考附图1、，附图2A、附图2B，附图1本申请实施例一种低密度轻质泡沫的制备方法流程示意图；附图2A示出了本申请实施例一种低密度轻质泡沫未压盖的结构示意图；附图2B示出了本申请实施例一种低密度轻质泡沫压盖后的结构示意图。下述具体实施例的描述均以附图1、，附图2A、附图2B为基础。
实施例1
实施例1取的数值为组成材料重量份、温度、时间、搅拌速度等参数区间值的上限值。
本申请实施例提供一种低密度轻质泡沫，包含如下重量份的组成材料：
聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(聚合MDI)：33％；石墨：7％；组合聚醚：65％；聚氨酯反应添加剂：3％。
本申请实施例提供一种低密度轻质泡沫的制备方法，包括如下步骤：
S01，将聚合MDI33％注入注料箱内，通过搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌10s。
二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)是芳烃下游主要产品，广泛应用于聚氨酯弹性体，制造合成纤维、人造革、无溶剂涂料等聚氨酯材料的生产领域。
S02，将石墨7％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌30s。
组合聚醚是聚氨酯硬泡的主要原料之一，又称白料，与聚合MDI共称黑白料。适用于建筑保温、保冷、太阳能、热水器、冷库、恒温库、啤酒罐、冷藏等需要保温保冷的各种场合。
S03，将组合聚醚65％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌30s。
S04，将聚氨酯反应添加剂3％注入注料箱内，用于加快反应速度，所述搅拌盘以第二搅拌速度机械搅拌10s。
注料箱具有的特点是方便操作，可灵活调整大小。安全可靠，劳动强度低、生产效率高。聚氨酯(PU)，全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物，广泛应用于家居领域、建筑领域、日用品领域、交通领域、家电领域等。
S05，所述搅拌盘保持以第二搅拌速度机械搅拌30s后取出。
搅拌盘主要是使原料混合更均匀，同时在搅拌的过程中，已经开始进行发泡反应。
S06，保温发泡，待发泡反应结束，对注料箱压盖保压10min，得到泡沫块。
发泡反应在恒温中反应最优，制得泡沫块的性能也最优，以满足产品的型面要求。
S07，根据实际需求，切割所述泡沫块成不同尺寸片材，以降低生产难度。
本实施例提供的一种低密度轻质泡沫的制备方法制得的低密度轻质泡沫可用于引擎盖隔热垫产品，例如汽车的引擎盖隔热垫。引擎盖隔热垫产品的产品特点大且没有明显的变化型面，其中产品型面高度落差约为2倍。选择将组合聚醚含量调整为65％和聚合MDI含量调整为33％，以保证产品的硬挺度。
实施例2
实施例2取的数值为组成材料重量份、温度、时间、搅拌速度等参数区间值的下限值。
实施例2是基于实施例1，相同部分不详细赘述，请参照实施例1；仅就不同部分进行详细讨论。
本申请实施例提供一种低密度轻质泡沫，包含如下重量份的组成材料：
聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(聚合MDI)：27％；石墨：5.5％；组合聚醚：59％；聚氨酯反应添加剂：1.8％。
本申请实施例提供一种低密度轻质泡沫的制备方法，包括如下步骤：
S01，将聚合MDI27％注入注料箱内，通过搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌5s。
S02，将石墨5.5％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌15s。
S03，将组合聚醚59％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌15s。
S04，将聚氨酯反应添加剂1.8％注入注料箱内，用于加快反应速度，所述搅拌盘以第二搅拌速度机械搅拌10s。
S05，所述搅拌盘保持以第二搅拌速度机械搅拌15s后取出。
S06，保温发泡，待发泡反应结束，对注料箱压盖保压5min，得到泡沫块。
S07，根据实际需求，切割所述泡沫块成不同尺寸片材，以降低生产难度。
本实施例提供的一种低密度轻质泡沫的制备方法制得的低密度轻质泡沫可用于发动机舱隔热垫产品。发动机舱隔热垫产品的产品特点有较明显的变化型面，其中产品型面高度落差约3-4倍。选择将组合聚醚含量调整为59％和聚合MDI含量调整为27％，以满足产品型面要求。
实施例3
实施例3取的数值为组成材料重量份、温度、时间、搅拌速度等参数区间值的中间值。
实施例3是基于实施例1，相同部分不详细赘述，请参照实施例1；仅就不同部分进行详细讨论。
本申请实施例提供一种低密度轻质泡沫，包含如下重量份的组成材料：
聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(聚合MDI)：31％；石墨：6％；组合聚醚：62％；聚氨酯反应添加剂：2.5％。
本申请实施例提供一种低密度轻质泡沫的制备方法，包括如下步骤：
S01，将聚合MDI31％注入注料箱内，通过搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌8s。
S02，将石墨6％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌20s。
S03，将组合聚醚62％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌20s。
S04，将聚氨酯反应添加剂2.5％注入注料箱内，用于加快反应速度，所述搅拌盘以第二搅拌速度机械搅拌10s。
S05，所述搅拌盘保持以第二搅拌速度机械搅拌25s后取出。
S06，保温发泡，待发泡反应结束，对注料箱压盖保压8min，得到泡沫块。
S07，根据实际需求，切割所述泡沫块成不同尺寸片材，以降低生产难度。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求书指出。
应当理解的是，诸如″第一″和″第二″等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由权利要求书来限制。
Claims (6)
1.一种低密度轻质泡沫，其特征在于，包含如下重量份的组成材料：
聚合二苯基甲烷二异氰酸酯(聚合MDI)：27％-33％；石墨：5.5％-7％；组合聚醚：59％-65％；聚氨酯反应添加剂：1.8％-3％。
2.一种低密度轻质泡沫的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将聚合MDI27％-33％注入注料箱内，通过搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌5-10s；
将石墨5.5％-7％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌15-30s；
将组合聚醚59％-65％注入注料箱内，所述搅拌盘以第一搅拌速度机械搅拌15-30s；
将聚氨酯反应添加剂1.8％-3％注入注料箱内，用于加快反应速度，所述搅拌盘以第二搅拌速度机械搅拌10s；
所述搅拌盘保持以第二搅拌速度机械搅拌15-30s后取出；
保温发泡，待发泡反应结束，对注料箱压盖保压5-10min，得到泡沫块；
根据实际需求，切割所述泡沫块成不同尺寸片材，以降低生产难度。
3.根据权利要求2所述的低密度轻质泡沫的制备方法，其特征在于，所述聚合MDI的温度为25-30℃，所述第一搅拌速度为8-15r/min。
4.根据权利要求2所述的低密度轻质泡沫的制备方法，其特征在于，所述＝第二搅拌速度为15-25r/min。
5.根据权利要求2所述的低密度轻质泡沫的制备方法，其特征在于，取出所述搅拌盘时，保持以第二搅拌速度旋转甩干搅拌盘。
6.根据权利要求2所述的低密度轻质泡沫的制备方法，其特征在于，所述保温发泡的温度为25-30℃。
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