CN113980233A - 一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用 - Google Patents

一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113980233A
CN113980233A CN202111391381.7A CN202111391381A CN113980233A CN 113980233 A CN113980233 A CN 113980233A CN 202111391381 A CN202111391381 A CN 202111391381A CN 113980233 A CN113980233 A CN 113980233A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
flame
foamed polyurethane
catalyst
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111391381.7A
Other languages
English (en)
Inventor
杨冠涌
柳建华
唐阳贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Fuqiang Technology Co ltd
Original Assignee
Guangdong Fuqiang Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Fuqiang Technology Co ltd filed Critical Guangdong Fuqiang Technology Co ltd
Priority to CN202111391381.7A priority Critical patent/CN113980233A/zh
Publication of CN113980233A publication Critical patent/CN113980233A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6603—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6607—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/161—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
    • C08G18/163—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22
    • C08G18/165—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/24
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/1825—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof having hydroxy or primary amino groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/22—Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/24—Catalysts containing metal compounds of tin
    • C08G18/244—Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids
    • C08G18/246—Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids containing also tin-carbon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206—Polyhydroxy compounds aliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4018—Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4236—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups
    • C08G18/4238—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain containing only aliphatic groups derived from dicarboxylic acids and dialcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4854—Polyethers containing oxyalkylene groups having four carbon atoms in the alkylene group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477—Six-membered rings
    • C08K5/3492—Triazines
    • C08K5/34928—Salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521—Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2101/00—Manufacture of cellular products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/321—Phosphates
    • C08K2003/322—Ammonium phosphate
    • C08K2003/323—Ammonium polyphosphate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明提供一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用。所述发泡聚氨酯的制备原料包括如下重量份数的组分：阻燃聚酯多元醇10～20份、聚醚多元醇60～80份、二异氰酸酯50～70份、扩链剂5～12份、发泡剂2～4份、阻燃剂1～4份和泡孔稳定剂2～8份。本发明提供的发泡聚氨酯具有较好的阻燃性能、较好的力学性能和较高的开孔率，适用于制作汽车地毯。

Description

一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于发泡聚氨酯技术领域，具体涉及一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用。
背景技术
汽车业的发展，推动了人们的消费，也带来了激烈的市场竞争。目前，在汽车制造工艺中分为四大工艺，分别为冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺和总装工艺；在整车制造过程中，当完成了冲压、焊接、涂装工艺后，进入总装车间，进行总装工艺。此时，汽车白车身都是采用钢板经冲压、焊接而成，为了更好的保护汽车底板，需要在汽车底板上铺设一层地毯。在汽车内饰件制造技术领域中，汽车地毯占据着较为重要的位置。汽车地毯既有提高车内美观和舒适的作用，也有遮盖、固定汽车线路的作用。
汽车内饰地毯在短短十几年的历史中进展异常迅速，特别是近几年，随着汽车款式的多样化、人性化的发展，作为汽车内饰地毯，形状变得越来越复杂，加上消费者对地毯的美观性、舒适性、光泽性、隔音性等性能提出了越来越高的要求，因此，具备不同性能的地毯引起了人们的关注。
CN108284778A公开了一种复合隔音可成型发泡汽车中央地毯。所述地毯包括地毯隔音座，所述地毯隔音座的底部两侧分别设有三棱柱状第一支撑座和第二支撑座，且第一支撑座和第二支撑座与地毯隔音座为一体成型结构，所述第一支撑座的侧面设有圆形储物槽，所述地毯隔音座的顶部设有多个螺纹孔，所述地毯隔音座的顶部中间矩形阵列方式排布有多个弹簧安装槽，所述弹簧安装槽的顶部设有按摩垫，所述按摩垫的底部固定有与弹簧安装槽相对应的弹簧，所述弹簧的下端放置在弹簧安装槽的内部，所述按摩垫通过螺栓固定在地毯隔音座的顶部，所述地毯隔音座的顶部通过螺栓安装有防水面料；所述地毯隔音座采用聚胺脂PU发泡材料。
CN203172493U公开了防震防滑汽车地毯。所述地毯包括地毯本体，所述地毯本体包括地毯上层、地毯下层、设在地毯上层与地毯下层之间的缓冲层；所述地毯上层的表面设有绒毛，所述缓冲层采用XPE材料，所述地毯下层采用海绵。在使用的过程中，当人们进入车内踩到地毯上后，随着脚部和汽车的移动，地毯上层上的绒毛能够起到减少鞋上垃圾的作用，在汽车行驶过程中，缓冲层也能够有效的减少汽车底盘上传出的震动感，使人在驾驶过程中更舒适。
CN212860669U公开了一种带声学性能的汽车行李箱地毯。所述地毯包括面层、PHC板层、复合在所述PHC板层底部的声学层以及将所述PHC板层和所述声学层包覆在所述面层上的底罩层；所述声学层与所述PHC板层通过胶层B胶合连接，所述底罩层与所述声学层远离所述PHC板层的一面通过胶层C胶合连接，所述PHC板层与所述面层通过胶层A胶合连接；所述底罩层包括槽型部和边沿部；所述槽型部的开口位置处、边沿部靠近所述面层的一面和所述PHC板层靠近所述面层的一面平齐。
随着社会的发展，消费者除了对地毯的美观性、舒适性、隔音性等性能提出了越来越高的要求，人们对乘用车整车的气味要求越来越高，而发泡聚氨酯材料作为地毯的制备原料之一，也引起了人们的广泛关注。
CN110734535A公开了聚氨酯发泡的乘用车地毯及其制备方法。所述乘用车地毯由以下重量份的原料制成：高活性聚醚40～60份、接枝聚醚40～60份、稳定剂0.4～0.8份、催化剂0.4～1.0份、交联剂1～3份、阻燃剂0.5～3.0份、除醛剂0.4～0.8份、开孔剂1～3份、改性MDI 50～70份。所述乘用车地毯的制备方法包括以下步骤：(1)将高活性聚醚、接枝聚醚、稳定剂、催化剂、交联剂、阻燃剂、除醛剂和开孔剂混合加入搅拌釜中，常温下搅拌1～2h后得组合聚醚备用；(2)将制得的组合聚醚和改性MDI分别抽入高压发泡生产线的两个材料预存罐内，罐温保持在15～25℃备用；(3)将步骤(2)中的组合聚醚和改性MDI通过压力为100～150bar的高压枪头混合注入模具中，模具温度为60～80℃，保压时间为60～180s，成型后开模得到产品。由该技术方案制备得到的聚氨酯的阻燃性较差，且制备方法较复杂。
因此，如何提供一种具有较好阻燃性和较高开孔率的发泡聚氨酯材料，使其适用作汽车地毯，已成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用。本发明通过对发泡聚氨酯制备原料组分的设计，并通过阻燃聚酯多元醇的使用，进一步通过阻燃聚酯多元醇与阻燃剂的配合使用，制备得到了具有较好阻燃性、较好的力学性能和较高的开孔率的发泡聚氨酯，适用于制作汽车地毯。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种发泡聚氨酯，所述发泡聚氨酯的制备原料包括如下重量份数的组分：
阻燃聚酯多元醇10～20份、聚醚多元醇60～80份、二异氰酸酯50～70份、扩链剂5～12份、发泡剂2～4份、阻燃剂1～4份和泡孔稳定剂2～8份。
本发明中，通过对发泡聚氨酯制备原料组分的设计，并通过阻燃聚酯多元醇的使用，进一步通过阻燃聚酯多元醇与阻燃剂的配合使用，制备得到了具有较好阻燃性、较好的力学性能、较高的开孔率的发泡聚氨酯，适用于制作汽车地毯。
本发明中，阻燃聚酯多元醇中含有阻燃元素，其直接参与化学发泡聚氨酯的形成过程，从而将阻燃元素直接链接到泡沫结构中，成为泡沫的一部分，因此，不会在泡沫保存过程中发生迁移，从而达到永久阻燃的效果；当阻燃聚酯多元醇、聚醚多元醇、二异氰酸酯和发泡剂发生反应形成发泡聚氨酯的过程中，阻燃剂将混在发泡聚氨酯基体中，从而起到阻燃效果。本发明中，通过阻燃聚酯多元醇与阻燃剂的配合使用，制备得到了具有较好阻燃性的发泡聚氨酯。
本发明中，所述阻燃聚酯多元醇的重量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
所述聚醚多元醇的重量份数可以是60份、62份、64份、66份、68份、70份、72份、74份、76份、78份或80份等。
所述二异氰酸酯的重量份数可以是50份、52份、54份、56份、58份、60份、62份、64份、66份、68份或70份等。
所述扩链剂的重量份数可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份或12份等。
所述发泡剂的重量份数可以是2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份、3份、3.2份、3.4份、3.6份、3.8份或4份等。
所述阻燃剂的重量份数可以是1份、1.2份、1.5份、1.7份、2份、2.2份、2.5份、2.8份、3份、3.3份、3.5份、3.7份或4份等。
所述泡孔稳定剂的重量份数可以是2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份或8份等。
以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。
作为本发明的优选技术方案，所述阻燃聚酯多元醇的粘度为3000～5000mPa·s，例如可以是3000mPa·s、3200mPa·s、3400mPa·s、3600mPa·s、3800mPa·s、4000mPa·s、4200mPa·s、4400mPa·s、4600mPa·s、4800mPa·s或5000mPa·s等。
优选地，所述阻燃聚酯多元醇的羟值为54～58mg KOH/g，例如可以是54mg KOH/g、54.5mg KOH/g、55mg KOH/g、55.5mg KOH/g、56mg KOH/g、56.5mg KOH/g、57mg KOH/g、57.5mg KOH/g或58mg KOH/g等。
优选地，所述聚醚多元醇的数均分子量为400～3000，例如可以是400、600、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800或3000等。
优选地，所述聚醚多元醇的羟值为34～88mg KOH/g，例如可以是34mg KOH/g、40mgKOH/g、46mg KOH/g、52mg KOH/g、58mg KOH/g、64mg KOH/g、70mg KOH/g、76mg KOH/g、82mgKOH/g或88mg KOH/g等。
作为本发明的优选技术方案，所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯。
优选地，所述扩链剂选自1,4-丁二醇、丙三醇或丙二醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述发泡剂为水。
作为本发明的优选技术方案，所述阻燃剂选自磷酸三乙酯、聚磷酸铵、甲基膦酸二甲酯、三聚氰胺磷酸盐或三聚氰胺脲酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述泡孔稳定剂选自泡沫稳定剂选自聚醚改性硅油、氨基改性硅油或羟基改性硅油中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明的优选技术方案，所述发泡聚氨酯的制备原料中还包括催化剂0.5～1份，例如可以是0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份和1份等。
优选地，所述催化剂选自胺类催化剂和/或有机锡类催化剂，进一步优选为胺类催化剂和有机锡类催化剂的组合。
优选地，所述胺类催化剂选自三乙醇胺和/或N,N-二甲基乙醇胺。
优选地，所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡。
优选地，所述胺类催化剂和有机锡类催化剂的质量比为1:(0.5～0.8)，例如可以是1:0.5、1:0.55、1:0.6、1:0.65、1:0.7、1:0.75或1:0.8等。
在发泡聚氨酯的形成过程中包含着复杂的化学反应，其中凝胶反应和气体发生反应最为重要，其不仅影响着发泡聚氨酯中孔洞的大小和均一，还影响着最终制备得到的发泡聚氨酯的力学性能。其中，有机锡类催化剂可调节凝胶反应，胺类催化剂可控制气体发生反应，控制二氧化碳的产生速率。如果凝胶反应速率过快，则产品发泡效果不明显，不能充分发挥泡沫材料的结构特点；如果气体发生反应速率过快，则发泡聚氨酯的力学性能大大降低。
本发明中，通过胺类催化剂和有机锡类催化剂的配合使用，并控制二者的质量比在特定的比例下，制备得到的发泡聚氨酯具有较好的发泡效果和较好的力学性能。若二者的质量比过小，则气体的产生速率过慢，制备得到的发泡聚氨酯的发泡效果较差；若二者的质量比过大，气体的产生速率过快，发泡聚氨酯的力学性能较差。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的发泡聚氨酯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将阻燃聚酯多元醇、聚醚多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、发泡剂、阻燃剂、泡孔稳定剂和催化剂混合，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物置于模具中，浇注成型，得到所述发泡聚氨酯。
作为本发明的优选技术方案，所述混合的方法为使用发泡机进行混合。
优选地，所述混合的温度为20～30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等。
优选地，所述混合的时间为20～30min，例如可以是20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min或30min等。
作为本发明的优选技术方案，所述混合前还包括预处理的步骤。
优选地，所述预处理的方法为将阻燃聚酯多元醇、聚醚多元醇、扩链剂、发泡剂、阻燃剂、泡孔稳定剂和催化剂进行混合。
优选地，所述预处理中混合的温度为20～40℃，例如可以是20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃、38℃或40℃等。
优选地，所述预处理中混合的时间为30～40min，例如可以是30min、31min、32min、33min、34min、35min、36min、37min、38min、39min或40min等。
作为本发明的优选技术方案，所述浇注成型后还包括后处理的步骤。
优选地，所述后处理的方法为脱模。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的发泡聚氨酯在汽车地毯中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过对发泡聚氨酯制备原料组分的设计，并通过阻燃聚酯多元醇与阻燃剂的配合使用以及特定催化剂的使用，制备得到的发泡聚氨酯具有较好的阻燃性能、较好的力学性能和较高的开孔率，点火燃烧20s后，其燃烧长度为73～79mm，拉伸强度为172～182kPa，断裂伸长率为47～52％，开孔率为71～75％。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例和对比例中部分组分来源如下：
阻燃聚酯多元醇：青岛瑞诺化工有限公司，RAYNOL PF-5605；
聚四氢呋喃醚二醇：BASF公司，PTMG1000；
聚四亚甲基醚二醇：美国杜邦公司，数均分子量为1000；
聚己二酸丁二醇酯二醇：济宁华凯树脂有限公司，数均分子量为2000；
聚醚改性硅油：青岛兴业有机硅新材料有限公司；
氨基改性硅油：广东翁江化学试剂有限公司；
羟基改性硅油：张家港科道化学有限公司。
实施例1
本实施例提供一种发泡聚氨酯及其制备方法，所述发泡聚氨酯的制备原料包括如下重量份数的组分：
阻燃聚酯多元醇15份、聚四氢呋喃醚二醇70份、二苯甲烷二异氰酸酯60份、1,4-丁二醇10份、水3份、磷酸三乙酯2份、聚醚改性硅油5份和催化剂0.8份；
所述催化剂由三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按质量比1:0.7组成。
上述发泡聚氨酯的制备方法如下：
(1)在30℃下，将阻燃聚酯多元醇、聚四氢呋喃醚二醇、1,4-丁二醇、水、磷酸三乙酯、聚醚改性硅油和催化剂混合35min后，降温至25℃，将其与二苯甲烷二异氰酸酯混合25min，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物置于模具中，浇注成型后，进行脱模，得到所述发泡聚氨酯。
实施例2
本实施例提供一种发泡聚氨酯及其制备方法，所述发泡聚氨酯的制备原料包括如下重量份数的组分：
阻燃聚酯多元醇10份、聚四亚甲基醚二醇80份、二苯甲烷二异氰酸酯65份、丙三醇8份、水2份、聚磷酸铵4份、聚醚改性硅油5份和催化剂0.5份；
所述催化剂由N,N-二甲基乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按质量比1:0.6组成。
上述发泡聚氨酯的制备方法如下：
(1)在40℃下，将阻燃聚酯多元醇、聚四亚甲基醚二醇、丙三醇、水、聚磷酸铵、聚醚改性硅油和催化剂混合30min后，降温至30℃后，将其与二苯甲烷二异氰酸酯混合20min，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物置于模具中，浇注成型后，进行脱模，得到所述发泡聚氨酯。
实施例3
本实施例提供一种发泡聚氨酯及其制备方法，所述发泡聚氨酯的制备原料包括如下重量份数的组分：
阻燃聚酯多元醇20份、聚四氢呋喃醚二醇60份、二苯甲烷二异氰酸酯50份、丙二醇5份、水4份、三聚氰胺磷酸盐1份、氨基改性硅油2份和催化剂1份；
所述催化剂由三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按质量比1:0.7组成。
上述发泡聚氨酯的制备方法如下：
(1)在20℃下，将阻燃聚酯多元醇、聚四氢呋喃醚二醇、丙二醇、水、三聚氰胺磷酸盐、氨基改性硅油和催化剂混合40min后，在20℃下，将其与二苯甲烷二异氰酸酯混合30min，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物置于模具中，浇注成型后，进行脱模，得到所述发泡聚氨酯。
实施例4
本实施例提供一种发泡聚氨酯及其制备方法，所述发泡聚氨酯的制备原料包括如下重量份数的组分：
阻燃聚酯多元醇18份、聚四氢呋喃醚二醇75份、二苯甲烷二异氰酸酯70份、丙三醇12份、水3份、三聚氰胺脲酸盐2、羟基改性硅油8份和催化剂0.9份；
所述催化剂由N,N-二甲基乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按质量比1:0.7组成。
上述发泡聚氨酯的制备方法如下：
(1)在30℃下，将阻燃聚酯多元醇、聚四氢呋喃醚二醇、丙三醇、水、聚氰胺脲酸盐、羟基改性硅油和催化剂混合30min后，在30℃下，将其与二苯甲烷二异氰酸酯混合30min，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物置于模具中，浇注成型后，进行脱模，得到所述发泡聚氨酯。
实施例5
本实施例一种发泡聚氨酯及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述催化剂由三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按质量比1:0.5组成，其他条件与实施例1相同。
实施例6
本实施例一种发泡聚氨酯及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述催化剂由三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按质量比1:0.8组成，其他条件与实施例1相同。
实施例7
本实施例一种发泡聚氨酯及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述催化剂由三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按质量比1:1组成，其他条件与实施例1相同。
实施例8
本实施例一种发泡聚氨酯及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述催化剂由三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡按质量比1:0.3组成，其他条件与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种发泡聚氨酯及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，将阻燃聚酯多元醇替换为聚己二酸丁二醇酯二醇，其他条件与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种发泡聚氨酯及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述发泡聚氨酯的制备原料中不含磷酸三乙酯，阻燃聚酯多元醇的重量份数为17份，其他条件与实施例1相同。
对上述实施例和对比例提供的发泡聚氨酯的性能进行测试，测试方法如下：
阻燃性能：根据GB/T 8626-2007的测试标准，记录点火后，燃烧20s时的燃烧长度；
拉伸强度：DIN EN ISO 1798；
断裂伸长率：DIN EN ISO 1798；
开孔率：使用HX-TP聚氨酯开闭孔率测试仪进行测试。
上述实施例和对比例提供的发泡聚氨酯性能的测试结果如表1所示：
表1
燃烧长度/mm 拉伸强度/kPa 断裂伸长率/％ 开孔率/％
实施例1 73 182 52 75
实施例2 75 179 50 72
实施例3 78 172 51 71
实施例4 77 175 47 74
实施例5 79 173 48 73
实施例6 76 176 51 72
实施例7 80 167 45 62
实施例8 79 153 43 81
对比例1 132 171 46 73
对比例2 125 169 47 69
由表1的内容可知，本发明通过对发泡聚氨酯制备原料组分的设计，并通过阻燃聚酯多元醇与阻燃剂的配合使用以及特定催化剂的使用，制备得到的发泡聚氨酯具有较好的阻燃性能、较好的力学性能和较高的开孔率，点火燃烧20s后其燃烧长度为73～79mm，拉伸强度为172～182kPa，断裂伸长率为47～52％，开孔率为71～75％。
与实施例1相比，若胺类催化剂和有机锡类催化剂的质量比过小(实施例7)，则制备得到的发泡聚氨酯的开孔率较低为62％；若胺类催化剂和有机锡类催化剂的质量比过大(实施例8)，则制备得到的发泡聚氨酯的力学性能较差，其拉伸强度为153kPa，断裂伸长率为43％。由此可知，本发明通过胺类催化剂和有机锡类催化剂的配合使用，并控制二者的质量比在特定的比例范围内，制备得到了具有较高开孔率和较好力学性能的发泡聚氨酯。
与实施例1相比，若发泡聚氨酯的原料组分中未采用阻燃聚酯多元醇(对比例1)，则制备得到的发泡聚氨酯的阻燃性能较差，在点火燃烧20s后其燃烧长度为132mm；若发泡聚氨酯的原料组分中不含阻燃剂(对比例2)，则制备得到的发泡聚氨酯的阻燃性能较差，在点火燃烧20s后其燃烧长度为125mm。由此可知，本发明通过阻燃聚酯多元醇与阻燃剂的配合使用，制备得到的发泡聚氨酯具有较好的阻燃性。
综上所述，本发明通过对发泡聚氨酯制备原料组分的设计，并通过阻燃聚酯多元醇与阻燃剂的配合使用以及特定催化剂的使用，制备得到的发泡聚氨酯具有较好的阻燃性能、较好的力学性能和较高的开孔率。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种发泡聚氨酯，其特征在于，所述发泡聚氨酯的制备原料包括如下重量份数的组分：
阻燃聚酯多元醇10～20份、聚醚多元醇60～80份、二异氰酸酯50～70份、扩链剂5～12份、发泡剂2～4份、阻燃剂1～4份和泡孔稳定剂2～8份。
2.根据权利要求1所述的发泡聚氨酯，其特征在于，所述阻燃聚酯多元醇的粘度为3000～5000mPa·s；
优选地，所述阻燃聚酯多元醇的羟值为54～58mg KOH/g；
优选地，所述聚醚多元醇的数均分子量为400～3000；
优选地，所述聚醚多元醇的羟值为34～88mg KOH/g。
3.根据权利要求1或2所述的发泡聚氨酯，其特征在于，所述二异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯；
优选地，所述扩链剂选自1,4-丁二醇、丙三醇或丙二醇中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述发泡剂为水。
4.根据权利要求1-3任一项所述的发泡聚氨酯，其特征在于，所述阻燃剂选自磷酸三乙酯、聚磷酸铵、甲基膦酸二甲酯、三聚氰胺磷酸盐或三聚氰胺脲酸盐中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述泡孔稳定剂选自泡沫稳定剂选自聚醚改性硅油、氨基改性硅油或羟基改性硅油中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4任一项所述的发泡聚氨酯，其特征在于，所述发泡聚氨酯的制备原料中还包括催化剂0.5～1份；
优选地，所述催化剂选自胺类催化剂和/或有机锡类催化剂，进一步优选为胺类催化剂和有机锡类催化剂的组合；
优选地，所述胺类催化剂选自三乙醇胺和/或N,N-二甲基乙醇胺；
优选地，所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡；
优选地，所述胺类催化剂和有机锡类催化剂的质量比为1:(0.5～0.8)。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的发泡聚氨酯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将阻燃聚酯多元醇、聚醚多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、发泡剂、阻燃剂、泡孔稳定剂和催化剂混合，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物置于模具中，浇注成型，得到所述发泡聚氨酯。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合的方法为使用发泡机进行混合；
优选地，所述混合的温度为20～30℃；
优选地，所述混合的时间为20～30min。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述混合前还包括预处理的步骤；
优选地，所述预处理的方法为：将阻燃聚酯多元醇、聚醚多元醇、扩链剂、发泡剂、阻燃剂、泡孔稳定剂和催化剂进行混合；
优选地，所述预处理中混合的温度为20～40℃；
优选地，所述预处理中混合的时间为30～40min。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述浇注成型后还包括后处理的步骤；
优选地，所述后处理的方法为脱模。
10.一种如权利要求1-5任一项所述的发泡聚氨酯在汽车地毯中的应用。
CN202111391381.7A 2021-11-23 2021-11-23 一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用 Pending CN113980233A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111391381.7A CN113980233A (zh) 2021-11-23 2021-11-23 一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111391381.7A CN113980233A (zh) 2021-11-23 2021-11-23 一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113980233A true CN113980233A (zh) 2022-01-28

Family

ID=79749934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111391381.7A Pending CN113980233A (zh) 2021-11-23 2021-11-23 一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113980233A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015024820A1 (de) * 2013-08-20 2015-02-26 Basf Se Verbesserte polyurethan- und polyisocyanurat-hartschaumstoffe auf basis von fettsäuremodifizierten polyetherpolyolen
CN105199069A (zh) * 2015-10-09 2015-12-30 上海应用技术学院 一种结构阻燃聚氨酯软泡的制备方法
CN107254029A (zh) * 2017-06-28 2017-10-17 江苏绿源新材料有限公司 客车内饰用高效阻燃环保聚氨酯软质泡沫塑料及制备方法
CN110734535A (zh) * 2019-10-31 2020-01-31 长春一汽富晟汽车毯业有限公司 一种聚氨酯发泡的乘用车地毯及其制备方法
CN113637142A (zh) * 2021-07-13 2021-11-12 广东图恩新材料有限公司 一种喷涂型阻燃聚氨酯组合料及其制备方法与使用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015024820A1 (de) * 2013-08-20 2015-02-26 Basf Se Verbesserte polyurethan- und polyisocyanurat-hartschaumstoffe auf basis von fettsäuremodifizierten polyetherpolyolen
CN105199069A (zh) * 2015-10-09 2015-12-30 上海应用技术学院 一种结构阻燃聚氨酯软泡的制备方法
CN107254029A (zh) * 2017-06-28 2017-10-17 江苏绿源新材料有限公司 客车内饰用高效阻燃环保聚氨酯软质泡沫塑料及制备方法
CN110734535A (zh) * 2019-10-31 2020-01-31 长春一汽富晟汽车毯业有限公司 一种聚氨酯发泡的乘用车地毯及其制备方法
CN113637142A (zh) * 2021-07-13 2021-11-12 广东图恩新材料有限公司 一种喷涂型阻燃聚氨酯组合料及其制备方法与使用方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周惠久主编: "《新材料辞典》", 31 December 1996, 上海科学技术文献出版社 *
方禹声等: "《聚氨酯泡沫塑料 第二版》", 31 August 1994, 化学工业出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10815613B2 (en) Artificial leather with three-dimensional pattern and manufacturing method thereof
Suh et al. Lightweight cellular plastics
CN104059213B (zh) 有碳纳米管的发泡聚氨酯泡沫的车用吸音材料及制备方法
US20070151652A1 (en) Method for making automotive headliners
US7540985B2 (en) Method of producing a polyurethane foam molded article
US20120285612A1 (en) Delayed action polyurethane catalyst
MX2007015169A (es) Espuma de poliuretano para vehiculo y metodo para fabricar la misma.
US6419863B1 (en) Method of moulding fillings and seats comprising such fillings
US20080050574A1 (en) Lower density, thermoformable, sound absorbing polyurethane foams
KR20110095663A (ko) 압축 성형을 이용한 자동차용 내장재의 제조방법
CN102083656A (zh) 使用阻燃性聚氨酯泡沫的车辆用缓冲材料和车辆用罩
RU2166516C2 (ru) Полиольная композиция, эластичный латексоподобный пенополиуретан и формованное изделие
US20150322194A1 (en) Isocyanate-based polymer foam having improved flame retardant properties
CA2750220C (en) Foam laminate product and process for production thereof
CN111909355A (zh) 一种耐疲劳低密度高回弹海绵及其制备方法
CN107266656B (zh) 用于制造聚氨酯泡沫及其模塑制品的组合物
CN111518252A (zh) 一种聚氨酯自结皮泡沫及其制备方法
CN108250392B (zh) 用于吸音材料的聚氨酯泡沫组合物
EP1651430B1 (en) Foam laminate product and process for production thereof
CN114835873A (zh) 一种汽车内饰用高回弹聚氨酯海绵及其制备方法
CN113980233A (zh) 一种发泡聚氨酯及其制备方法和应用
EP2519558B1 (en) Method for making low density polyurethane foam for sound and vibration absorption
KR20100054284A (ko) 자동차 플로어매트 흡음재용 폴리우레탄 발포체의 제조방법
KR102094731B1 (ko) 폴리우레탄을 이용한 브이오급 난연 일체형 엔진커버와 그 제조방법
CN110760053A (zh) 一种聚氨酯发泡的商用车地毯及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220128