CN114380972A - 一种软质慢回弹聚氨酯泡棉及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种软质慢回弹聚氨酯泡棉，其由A组分和B组分经发泡工艺制得，B组分为异氰酸酯；A组分包括如下原料：以甘油为起始剂、数均分子量为450～550的聚醚20～30％，以甘油为起始剂、数均分子量为5000～6000的聚醚55～65％，以丙二醇为起始剂、数均分子量为4000～5000的聚醚5～10％，助剂1～2％，交联剂1～2％，催化剂1～2％，水3～5％；催化剂包括质量比为1.0：0.2～1.0的非延迟性和延迟性胺类催化剂。本发明在不改变生产设备和工艺的条件下，通过对配方组分的整体优化，使得生产出的慢回弹聚氨酯泡棉具有熟化快、脱模时间短、生产效率高等优点，有利于汽车的降本增效。

Description

一种软质慢回弹聚氨酯泡棉及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于化工材料领域，具体涉及一种软质慢回弹聚氨酯泡棉及其制备方法和应用。
背景技术
聚氨酯泡沫具有绝热效果好，比强度大，电学性能、耐化学药品以及隔音效果优越等特点，广泛用作绝热保温材料、结构材料以及隔音材料等。今天，聚氨酯泡沫已渗透到建筑、石油化工、冷藏、造船、车辆、航空、机械、仪表等很多部门。聚氨酯泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，发泡而成的高分子聚合物。随着汽车行业对于轻量化、低油耗、低成本、低污染、高安全性和高舒适性的要求越来越严格，更多的新型材料被应用于汽车零件的制造中。慢回弹聚氨酯泡棉具有重量轻、声学性能好、生产效率高、设计灵活等优点，作为汽车隔音材料可节约零件制造成本和提高车内舒适性，符合降本增效的大趋势。在汽车结构中，慢回弹聚氨酯泡棉隔音垫可应用于地毯、前围、衣帽架、轮罩、备胎池等多个部位。慢回弹聚氨酯泡棉隔音垫一般采用模压发泡成型的工艺。操作过程是：将表皮放入预热的模具，由高压发泡机将A组分、B组分混合后浇注在表皮上，经模压反应约130秒左右成型后取出零件，修边。
慢回弹聚氨酯泡棉有优良的声学性能，但由于泡沫柔软，泡沫的后熟化较慢。如何提高泡沫后熟化性以加快生产节拍是一个需要持续改进的问题。为了妥善协调解决这些技术问题，发泡料配方的调节是关键。目前市场上的产品出现的问题多是泡沫熟化慢，生产节拍长，不适合用于快速脱模的慢回弹聚氨酯泡棉隔音垫零件的生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种熟化快，生产效率高的软质慢回弹聚氨酯泡棉及其制备方法和应用。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明一方面提供一种软质慢回弹聚氨酯泡棉，其由A组分和B组分经发泡工艺制得，其中，所述B组分为异氰酸酯，
按所述A组分的总质量为100％计，所述A组分包括如下原料：
Figure BDA0002732527190000011
Figure BDA0002732527190000021
其中，所述催化剂包括质量比为1.0：0.2～1.0的非延迟性胺类催化剂和延迟性胺类催化剂。
优选地，所述非延迟性胺类催化剂和所述延迟性胺类催化剂的质量比为1.0：0.3～0.9；进一步优选为1.0：0.35～0.8；更优选为1.0：0.4～0.8；再优选为1.0：0.4～0.75；再进一步优选为1.0：0.45～0.75；再进一步优选为1.0：0.5～0.7。
本发明通过采用不同比例的非延迟性胺类催化剂和延迟性胺类催化剂，并与配方中的其他原料复配，促进聚氨酯表面的熟化和成皮，使得慢回弹聚氨酯泡棉后熟化加快，从而生产效率得以提高。
优选地，所述的非延迟性胺类催化剂为A-1、ZF-10、NE 300、PC 15、DMEA、DMEE、DPA、A33中的一种或多种。
优选地，所述的延迟性胺类催化剂为A-300、A-400、BL-17、MP 601、MP 602、NE1066中的一种或多种。
优选地，所述的以甘油为起始剂、数均分子量为450～550的聚醚的聚合单体为环氧丙烷，以环氧丙烷封端。
优选地，所述的以甘油为起始剂、数均分子量为5000～6000的聚醚的聚合单体为质量比为70～100:0～30的环氧丙烷和环氧乙烷，以环氧乙烷封端。
优选地，以丙二醇为起始剂、数均分子量为4000～5000的聚醚的聚合单体为环氧乙烷，以环氧乙烷封端。
优选地，所述的交联剂为甘油、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺聚醚中的一种或多种；进一步优选为三乙醇胺，从而可以进一步提高慢回弹聚氨酯泡棉的后熟化。
优选地，所述的助剂包括着色剂。
进一步优选地，所述的着色剂占所述A组分总质量的0.5～1％。
进一步优选地，所述的着色剂为5U-506、3U-504、X41LV、X95AB中的一种或多种。
优选地，所述的助剂包括软质泡棉用表面活性剂。
进一步优选地，所述的软质泡棉用表面活性剂占所述A组分总质量的0.5～1％。
进一步优选地，所述的表面活性剂为L 580、L 3636、L 3639、DC 2525、DC 6080、B8715LF2、B 8724LF2、B 8727LF2、B 8734LF2、B 8738LF2、中的一种或多种。
优选地，所述异氰酸酯为改性MDI。
优选地，所述A组分和所述B组分的质量比为1:0.5～0.6。
本发明中的原料均可市购获得，各原料只需满足本专利所要求的指标，均可解决本发明的技术问题。例如，以甘油为起始剂的数均分子量为450～550的聚醚、以甘油为起始剂的数均分子量为5000～6000的聚醚和以丙二醇为起始剂的数均分子量为4000～5000的聚醚均可从市场上几家主流的聚醚生产厂家购得；改性MDI可以使用亨斯迈公司的Sup2412、东曹的C1333、和万华的W 8019等。
本发明第二方面提供一种所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉的制备方法，将所述A组分和所述B组分混合后，注入模具中进行发泡制得所述软质慢回弹聚氨酯泡棉。
本发明第三方面提供一种所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉在汽车配件中的应用。
优选地，所述汽车配件可以为汽车隔音、减震、阻尼、填充等功能性配件。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明在不改变生产设备和工艺的条件下，通过对配方组分的整体优化，使得生产出的慢回弹聚氨酯泡棉具有熟化快、脱模时间短、生产效率高等优点，有利于汽车的降本增效。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明以下实施例中未注明的实验手段或测试手段，在没有特别说明时，均为本领域常规手段。本发明以下实施例中未注明的用量及用量比均为质量及质量比。
以下实施例和对比例所涉及的原料：
(1)以甘油为起始剂，1,2-环氧丙烷为聚合单体，1,2-环氧丙烷封端的数均分子量为500的聚环氧丙烷聚醚多元醇；
(2)以甘油为起始剂，1,2-环氧丙烷为聚合单体，环氧乙烷封端的数均分子量为6000的聚环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；
(3)以丙二醇为起始剂，环氧乙烷为聚合单体，环氧乙烷封端的数均分子量为4400的聚环氧乙烷聚醚多元醇；
(4)用于软质聚氨酯泡沫的表面活性剂B 8734LF2；
(5)着色剂5U-506；
(6)交联剂三乙醇胺；
(7)非延迟性催化剂PC 15：延迟性催化剂MP 602＝1.0：0.0；
(8)非延迟性催化剂PC 15：延迟性催化剂MP 602＝1.0：0.15；
(9)非延迟性催化剂PC 15：延迟性催化剂MP 602＝1.0：0.3；
(10)非延迟性催化剂PC 15：延迟性催化剂MP 602＝1.0：0.45；
(11)非延迟性催化剂PC 15：延迟性催化剂MP 602＝1.0：0.6；
(12)非延迟性催化剂PC 15：延迟性催化剂MP 602＝1.0：0.75；
(13)非延迟性催化剂PC 15：延迟性催化剂MP 602＝1.0：0.9；
(14)水
用以上14种原料按表1的配方比例(重量份)分别配制成A组分，然后取A组分的重量100份，和55份异氰酸酯改性MDI反应，生成慢回弹聚氨酯泡棉。各配方在实验室用模具制成20mm厚度平板样件，观察在脱模时间100秒时的泡沫熟化状态。各实施例和对比例的检测结果见表1。
表1
Figure BDA0002732527190000041
Figure BDA0002732527190000051
Figure BDA0002732527190000061
从表1可见，由于对比例配方中非延迟性催化剂和延迟性催化的比例没有优化，软质慢回弹泡沫的反应性、熟化程度和泡孔结构都不理想。在非延迟性催化剂较多的情况下造成泡沫反应性快，流动性比较差，泡孔结构比较闭孔，影响了软质慢回弹泡棉隔音垫的生产工艺和外观；而在延迟性催化剂较多的情况下泡沫熟化较慢，泡沫在脱模时脱皮，泡孔结构比较开孔，泡孔比较粗大，影响了软质慢回弹泡棉隔音垫的生产效率和外观。由此可见，实施例1的配方是最佳配方，软质慢回弹泡棉隔音垫的生产效率和外观都能到达最佳状态。
需要说明的是，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种软质慢回弹聚氨酯泡棉，其由A组分和B组分经发泡工艺制得，其中，所述B组分为异氰酸酯，其特征在于：
按所述A组分的总质量为100％计，所述A组分包括如下原料：
Figure FDA0002732527180000011
其中，所述催化剂包括质量比为1.0：0.2～1.0的非延迟性胺类催化剂和延迟性胺类催化剂。
2.根据权利要求1所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉，其特征在于：所述非延迟性胺类催化剂和所述延迟性胺类催化剂的质量比为1.0：0.4～0.8。
3.根据权利要求1或2所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉，其特征在于：所述的非延迟性胺类催化剂为A-1、ZF-10、NE 300、PC 15、DMEA、DMEE、DPA、A33中的一种或多种；所述的延迟性胺类催化剂为A-300、A-400、BL-17、MP 601、MP 602、NE 1066中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉，其特征在于：所述的以甘油为起始剂、数均分子量为450～550的聚醚的聚合单体为环氧丙烷，以环氧丙烷封端；所述的以甘油为起始剂、数均分子量为5000～6000的聚醚的聚合单体为质量比为70～100:0～30的环氧丙烷和环氧乙烷，以环氧乙烷封端；以丙二醇为起始剂、数均分子量为4000～5000的聚醚的聚合单体为环氧乙烷，以环氧乙烷封端。
5.根据权利要求1所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉，其特征在于：所述的交联剂为甘油、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺聚醚中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉，其特征在于：所述的助剂包括软质泡棉用表面活性剂和/或着色剂。
7.根据权利要求6所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉，其特征在于：所述的表面活性剂为L580、L 3636、L 3639、DC 2525、DC 6080、B 8715LF2、B 8724LF2、B 8727LF2、B 8734LF2、B8738LF2、中的一种或多种；所述的着色剂为5U-506、3U-504、X41LV、X95AB中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉，其特征在于：所述异氰酸酯为改性MDI，所述A组分和所述B组分的质量比为1:0.5～0.6。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉的制备方法，其特征在于：将所述A组分和所述B组分混合后，注入模具中进行发泡制得所述软质慢回弹聚氨酯泡棉。
10.一种如权利要求1至8中任一项所述的软质慢回弹聚氨酯泡棉在汽车配件中的应用。
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