CN114591710A - 一种双组分pu结构胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双组分PU结构胶，包含A组分与B组分；其步骤包括：S1、异氰酸酯与1，4‑丁二醇按照质量比加入反应釜，控制釜内温度为60±2℃，搅拌混合反应至少3h，取样分析，NCO质量分数为20.0％‑20.2％，出料得A组分；S2、将所述的B组分物质，按照质量比加入反应釜，于60±2℃搅拌混合均匀，2h后取样分析，羟值为146～155mgKOH/g，得B组分。在压缩强度和压缩模量上面有了非常大的提升，现有的产品几乎没有加强作用，通过碳纳米管的加入，减轻整体重量的同时，大大提升了使用的部位的支撑性能和抗冲击性能，在汽车碰撞过程中减少使用部位的变形量，大大提升了安全性能。

Description

一种双组分PU结构胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种双组分PU结构胶及其制备方法。
背景技术
针对汽车的空腔部位，在设计时一般采用加强钣金或者塑料进行增强，同时使用普通PU泡沫或发泡橡胶进行填充，但是这类材料几乎没有增强的功能，导致车辆在受到撞击时很容易发生变形，进而威胁乘客的生命安全，原因是这些普通PU泡沫均为软质材料，固化后模量较低，且材质较脆不能很好地提升钣金的耐冲击性。如何解决上述技术问题，是本领域技术人员致力于解决的事情。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种粘结性好，发泡后产品强度高，具有一定的支撑性的双组分PU结构胶。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种双组分PU结构胶，包含A组分与B组分；所述的A组分NCO质量分数为20.0％-20.2％；所述的 B组分羟值为146～155mgKOH/g；
所述的A组分为异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比为8～9:1形成的预聚物；所述的异氰酸酯为MDI、TDI、HMDI中的一种或多种；
所述的B组分，按照质量份数，聚四氢呋喃多元醇10-45份，己二酸系聚酯二元醇10-15份，聚己内酯多元醇5-10份，改性聚醚多元醇35-40份，三氧化二锑3-5份，有机硅匀泡剂2-6份，碳纳米管5-10份，叔胺类催化剂0.5-1 份，三乙烯二胺0.5-1份，去离子水1-3份，发泡剂2-3份，稳定剂0.3-0.6份，抗氧剂0.3-0.6份；
所述的己二酸系聚酯二元醇的制备步骤，包括：反应釜内用N2置换后升温至 60～80℃时，投入15.6Wt.％的EG、26.1％的DEG和58.2％的AA；再升温至9O℃时，N2改从上部通入；100℃时蒸馏塔送蒸汽；继续升温至140℃，稳定在140℃反应1h；逐渐升温至220℃，当无水馏出之后，在220-225℃保温反应1h，投入催化剂钛酸四异丙酯，混合反应0.5h,，减压真空反应170min，调整N2流速为8～ 12m3/h，取样分析，当酸值≤0.6mgKOH/g，黏度在75℃时为350～380mPa·s，羟值80～85mgKOH/g。
所述的A组分为异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比为8:1形成的预聚物；
所述的异氰酸酯为MDI、TDI、HMDI中的一种或多种；
所述的B组分，按照质量份数，聚四氢呋喃多元醇35-40份，己二酸系聚酯二元醇12-15份，聚己内酯多元醇8-10份，改性聚醚多元醇35-38份，三氧化二锑3-4份，有机硅匀泡剂3-5份，碳纳米管8-10份，叔胺类催化剂0.5-0.8 份，三乙烯二胺0.5-0.8份，去离子水2-3份，发泡剂2-2.5份，稳定剂0.3-0.5 份，抗氧剂0.5-0.6份。
所述的B组分，按照质量份数，聚四氢呋喃多元醇38份，己二酸系聚酯二元醇15份，聚己内酯多元醇10份，改性聚醚多元醇36份，三氧化二锑4 份，有机硅匀泡剂3份，碳纳米管10份，叔胺类催化剂0.6份，三乙烯二胺0.8 份，去离子水2份，发泡剂2.5份，稳定剂0.4份，抗氧剂0.6份。
所述改性聚醚多元醇的官能度为3，羟值为210±10mgKOH/g。
所述的稳定剂为无重金属离子的液态稳定剂。
所述的碳纳米管，直径为5～15nm。
所述的发泡剂为无机发泡剂。
本申请所要解决的第二个技术方案是：提供一种双组分PU结构胶的制备方法。
为解决第二个技术问题，采用的技术方案是：一种双组分PU结构胶的制备方法，其步骤包括：
S1、异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比加入反应釜，控制釜内温度为60± 2℃，搅拌混合反应至少3h，取样分析，NCO质量分数为20.0％-20.2％，出料得 A组分；
S2、将所述的B组分物质，按照质量比加入反应釜，于60±2℃搅拌混合均匀，2h后取样分析，羟值为146～155mgKOH/g，得B组分。
本发明技术效果：在压缩强度和压缩模量上面有了非常大的提升，现有的产品几乎没有加强作用，通过碳纳米管的加入，减轻整体重量的同时，大大提升了使用的部位的支撑性能和抗冲击性能，在汽车碰撞过程中减少使用部位的变形量，大大提升了安全性能。
所述的改性聚醚多元醇的官能度为3，与异氰酸酯反应后，形成立体网状结构，增强了聚氨酯的支撑性，同时也增加了PU的粘结性能和填充性。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明技术方案进行进一步描述：
实施例1
一种双组分PU结构胶，包含A组分与B组分；所述的A组分NCO质量分数为20.0％-20.2％；所述的B组分羟值为146～155mgKOH/g；
所述的A组分为异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比为9:1形成的预聚物；所述的异氰酸酯为MDI；
所述的B组分，按照质量份数，聚四氢呋喃多元醇45份，己二酸系聚酯二元醇12份，聚己内酯多元醇10份，改性聚醚多元醇38份，三氧化二锑4 份，有机硅匀泡剂5份，碳纳米管9份，叔胺类催化剂0.5份，三乙烯二胺1 份，去离子水3份，发泡剂2份，稳定剂0.5份，抗氧剂0.6份；
所述的己二酸系聚酯二元醇的制备步骤，包括：反应釜内用N2置换后升温至 60～80℃时，投入15.6Wt.％的EG、26.1％的DEG和58.2％的AA；再升温至9O℃时，N2改从上部通入；100℃时蒸馏塔送蒸汽；继续升温至140℃，稳定在140℃反应1h；逐渐升温至220℃，当无水馏出之后，在220-225℃保温反应1h，投入催化剂钛酸四异丙酯，混合反应0.5h,，减压真空反应170min，调整N2流速为8～ 12m3/h，取样分析，当酸值≤0.6mgKOH/g，黏度在75℃时为350～380mPa·s，羟值80～85mgKOH/g。
双组分PU结构胶的制备方法，其步骤包括：
S1、异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比加入反应釜，控制釜内温度为60± 2℃，搅拌混合反应至少3h，取样分析，NCO质量分数为20.0％-20.2％，出料得 A组分；
S2、将所述的B组分物质，按照质量比加入反应釜，于60±2℃搅拌混合均匀，2h后取样分析，羟值为146～155mgKOH/g，得B组分。
实施例2
一种双组分PU结构胶，包含A组分与B组分；所述的A组分NCO质量分数为20.0％-20.2％；所述的B组分羟值为146～155mgKOH/g；
所述的A组分为异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比为8:1形成的预聚物；
所述的异氰酸酯为TDI；
所述的B组分，按照质量份数，聚四氢呋喃多元醇38份，己二酸系聚酯二元醇15份，聚己内酯多元醇10份，改性聚醚多元醇36份，三氧化二锑4 份，有机硅匀泡剂3份，碳纳米管10份，叔胺类催化剂0.6份，三乙烯二胺0.8 份，去离子水2份，发泡剂2.5份，稳定剂0.4份，抗氧剂0.6份。
所述改性聚醚多元醇的官能度为3，羟值为210±10mgKOH/g。
双组分PU结构胶的制备方法，其步骤包括：
S1、异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比加入反应釜，控制釜内温度为60± 2℃，搅拌混合反应至少3h，取样分析，NCO质量分数为20.0％-20.2％，出料得 A组分；
S2、将所述的B组分物质，按照质量比加入反应釜，于60±2℃搅拌混合均匀，2h后取样分析，羟值为146～155mgKOH/g，得B组分。
实施例3
一种双组分PU结构胶，包含A组分与B组分；所述的A组分NCO质量分数为20.0％-20.2％；所述的B组分羟值为146～155mgKOH/g；
所述的A组分为异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比为8.5:1形成的预聚物；所述的异氰酸酯为HMDI；
所述的B组分，按照质量份数，聚四氢呋喃多元醇25份，己二酸系聚酯二元醇12份，聚己内酯多元醇10份，改性聚醚多元醇36份，三氧化二锑4 份，有机硅匀泡剂3份，碳纳米管10份，叔胺类催化剂1份，三乙烯二胺0.8 份，去离子水1份，发泡剂3份，稳定剂0.5份，抗氧剂0.4份；
所述的己二酸系聚酯二元醇的制备步骤，包括：反应釜内用N2置换后升温至 60～80℃时，投入15.6Wt.％的EG、26.1％的DEG和58.2％的AA；再升温至9O℃时，N2改从上部通入；100℃时蒸馏塔送蒸汽；继续升温至140℃，稳定在140℃反应1h；逐渐升温至220℃，当无水馏出之后，在220-225℃保温反应1h，投入催化剂钛酸四异丙酯，混合反应0.5h,，减压真空反应170min，调整N2流速为8～ 12m3/h，取样分析，当酸值≤0.6mgKOH/g，黏度在75℃时为350～380mPa·s，羟值80～85mgKOH/g。
一种双组分PU结构胶的制备方法，其步骤包括：
S1、异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比加入反应釜，控制釜内温度为60± 2℃，搅拌混合反应至少3h，取样分析，NCO质量分数为20.0％-20.2％，出料得 A组分；
S2、将所述的B组分物质，按照质量比加入反应釜，于60±2℃搅拌混合均匀，2h后取样分析，羟值为146～155mgKOH/g，得B组分。
实施例的性能指标测试：
性能 实施例1 实施例2 实施例3
闪点℃ 195 203 198
凝胶时间s 38 40 36
体积膨胀率％ 280 290 270
压缩强度kPa 9700 9900 9600
压缩模量kPa 383000 395000 386000

Claims (9)

1.一种双组分PU结构胶，包含A组分与B组分；所述的A组分NCO质量分数为20.0％-20.2％；所述的B组分羟值为146～155mgKOH/g；
所述的A组分为异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比为8～9:1形成的预聚物；所述的异氰酸酯为MDI、TDI、HMDI中的一种或多种；
所述的B组分，按照质量份数，聚四氢呋喃多元醇10-45份，己二酸系聚酯二元醇10-15份，聚己内酯多元醇5-10份，改性聚醚多元醇35-40份，三氧化二锑3-5份，有机硅匀泡剂2-6份，碳纳米管5-10份，叔胺类催化剂0.5-1份，三乙烯二胺0.5-1份，去离子水1-3份，发泡剂2-3份，稳定剂0.3-0.6份，抗氧剂0.3-0.6份；
所述的己二酸系聚酯二元醇的制备步骤，包括：反应釜内用N2置换后升温至60～80℃时，投入15.6Wt.％的EG、26.1％的DEG和58.2％的AA；再升温至9O℃时，N2改从上部通入；100℃时蒸馏塔送蒸汽；继续升温至140℃，稳定在140℃反应1h；逐渐升温至220℃，当无水馏出之后，在220-225℃保温反应1h，投入催化剂钛酸四异丙酯，混合反应0.5h,，减压真空反应170min，调整N2流速为8～12m3/h，取样分析，当酸值≤0.6mgKOH/g，黏度在75℃时为350～380mPa·s，羟值80～85mgKOH/g。
2.根据权利要求1所述的双组分PU结构胶，其特征在于：所述的A组分为异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比为8:1形成的预聚物；
所述的异氰酸酯为MDI、TDI、HMDI中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的双组分PU结构胶，其特征在于：所述的B组分，按照质量份数，聚四氢呋喃多元醇35-40份，己二酸系聚酯二元醇12-15份，聚己内酯多元醇8-10份，改性聚醚多元醇35-38份，三氧化二锑3-4份，有机硅匀泡剂3-5份，碳纳米管8-10份，叔胺类催化剂0.5-0.8份，三乙烯二胺0.5-0.8份，去离子水2-3份，发泡剂2-2.5份，稳定剂0.3-0.5份，抗氧剂0.5-0.6份。
4.根据权利要求3所述的双组分PU结构胶，其特征在于：所述的B组分，按照质量份数，聚四氢呋喃多元醇38份，己二酸系聚酯二元醇15份，聚己内酯多元醇10份，改性聚醚多元醇36份，三氧化二锑4份，有机硅匀泡剂3份，碳纳米管10份，叔胺类催化剂0.6份，三乙烯二胺0.8份，去离子水2份，发泡剂2.5份，稳定剂0.4份，抗氧剂0.6份。
5.根据权利要求1～4任一项所述的双组分PU结构胶，其特征在于：所述改性聚醚多元醇的官能度为3，羟值为210±10mgKOH/g。
6.根据权利要求1～4任一项所述的双组分PU结构胶，其特征在于：所述的稳定剂为无重金属离子的液态稳定剂。
7.根据权利要求1～4任一项所述的双组分PU结构胶，其特征在于：所述的碳纳米管，直径为5～15nm。
8.根据权利要求1～4任一项所述的双组分PU结构胶，其特征在于：所述的发泡剂为无机发泡剂。
9.权利要求1～8所述的一种双组分PU结构胶的制备方法，其步骤包括：
S1、异氰酸酯与1，4-丁二醇按照质量比加入反应釜，控制釜内温度为60±2℃，搅拌混合反应至少3h，取样分析，NCO质量分数为20.0％-20.2％，出料得A组分；
S2、将所述的B组分物质，按照质量比加入反应釜，于60±2℃搅拌混合均匀，2h后取样分析，羟值为146～155mgKOH/g，得B组分。
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