CN117024701B - 一种聚氨酯发泡抛光材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚氨酯发泡抛光材料及其制备方法和应用，所述聚氨酯发泡抛光材料包括如下组分：A组分、B组分和C组分；以重量份计，所述A组分包括：聚醚多元醇20～60重量份，扩链剂40～60重量份，发泡剂0.5～3重量份，催化剂0.1～0.3重量份；所述B组分包括异氰酸酯预聚物51～145重量份；所述C组分包括抛光粉40～70重量份和分散剂20.5～51.5重量份；本发明提供的聚氨酯发泡抛光材料，耐水解性能好，受温度影响小，柔韧性好，使用寿命长，采用本发明提供的聚氨酯发泡抛光材料可制备得到不同抛光粉含量、硬度为40～85°、密度为400～800kg/m3的抛光片，制得的抛光片性能优异，良品率高。

Description

一种聚氨酯发泡抛光材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯发泡抛光材料及其制备方法和应用。
背景技术
抛光片作为抛光工艺的主要耗材之一，对最终的抛光效果起着决定性的影响，属于高性能、高附加值的产品。微孔聚氨酯弹性体是介于泡沫与弹性体之间的新型材料，具有强度高、韧性好、耐磨和抗疲劳性能好等优异的力学性能，还具有密度和硬度调节范围宽的特点，因而广泛用于各种类型的抛光片的制备。
光学玻璃用抛光片一般含有18％-30％的抛光剂，一般用氧化铈或氧化锆等固体粉末作为抛光剂，以增加抛光片的磨削力。这类抛光剂与抛光片的原材料多元醇和异氰酸酯(常温下一般为液体)相容性差，造成抛光片的良品率普遍较低，而抛光片成品必须具有开孔且泡孔均匀、抛光剂分散均匀的特性。
国内外制作聚氨酯抛光片的现有的工艺有3种，一步法、两步法和快速三步法。“一步法”是将各种原材料一次性加入容器内短时间高速搅拌后注入模具发泡熟化后得到产品，操作简易、设备要求不高、生产效率高，但对原料要求严格、发泡和凝胶反应机理复杂，反应过程难以控制，工艺重复性差，制品的泡孔均匀度一般，良品率低；“两步法”又称为“预聚体法”，先将聚醚多元醇和异氰酸酯在一定条件下合成预聚物，然后在预聚体中加入水、匀泡剂、扩链剂、催化剂和抛光粉等高速搅拌后注入模具发泡熟化后得到产品，但预聚体粘度高，储存性差易变质，导致良品率也不高。因此提高抛光剂在抛光材料的分散度，改进聚氨酯抛光材料的制备工艺，使聚氨酯抛光材料的泡孔均匀，制备得到的抛光片良品率高是一个不容忽视的问题。
CN101899207A提供了一种聚氨酯抛光片的制作方法，制作方法为“两步法”，CN103333313A一种聚氨酯抛光材料的制造方法，采用“快速三步法”工艺制造聚氨酯抛光材料，以上聚氨酯抛光材料的制备方法中，普遍存在预聚体的粘度高，并且直接将抛光粉加入到预聚体中，抛光粉在材料中的分散不均匀，因此得到的抛光材料泡孔不均匀，并且使用其制得的抛光片良品率较低。
现有的聚氨酯抛光材料的制备工艺式存在诸多不足，使制得的聚氨酯抛光材料的泡孔分布不均匀，使用其制得的抛光片良品率较差，因此改进聚氨酯抛光材料的制备工艺，使聚氨酯抛光材料的泡孔均匀，提高抛光片的良品率，是一个关键问题。
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聚氨酯发泡抛光材料及其制备方法和应用，所述聚氨酯发泡抛光材料通过各个组分的筛选和复配，使其具有泡孔分布均匀、水解性能好、受温度影响小、柔韧性好、使用寿命长的优点，使用其制得的抛光片良品率高并且性能优异。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种聚氨酯发泡抛光材料，所述聚氨酯发泡抛光材料包括如下组分：A组分、B组分和C组分；以重量份计，所述A组分包括：聚醚多元醇20～60重量份，扩链剂40～60重量份，发泡剂0.5～3重量份，催化剂0.1～0.3重量份；所述B组分包括异氰酸酯预聚物51～145重量份；所述C组分包括抛光粉40～70重量份和分散剂20.5～51.5重量份。
本发明提供的聚氨酯发泡抛光材料，通过A组分和B组分的设置，可以更好的控制反应热和反应速度，有利于发泡稳定，C组分使用分散剂对抛光粉进行分散处理，可以使抛光粉在所述聚氨酯发泡抛光材料的分布更加均匀，提高聚氨酯发泡抛光材料的泡孔均匀度，使制得的抛光片良品率较高性能更加优异。
A组分中，所述聚醚多元醇为20～60重量份，例如可以为20重量份、25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份、50重量份、55重量份或60重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
A组分中，所述扩链剂为40～60重量份，例如可以为40重量份、42重量份、44重量份、46重量份、48重量份、50重量份、52重量份、54重量份、56重量份、58重量份或60重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
A组分中，所述发泡剂为0.5～3重量份，例如可以为0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份或3重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
A组分中，所述催化剂为0.1～0.3重量份，例如可以为0.1重量份、0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份或0.3重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
B组分中，所述异氰酸酯预聚物为51～145重量份，例如可以为51重量份、60重量份、70重量份、80重量份、90重量份、100重量份、110重量份、120重量份、130重量份、140重量份或145重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
C组分中，所述抛光粉为40～70重量份，例如可以为40重量份、45重量份、50重量份、55重量份、60重量份、65重量份或70重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
C组分中，所述分散剂为20.5～51.5重量份，例如可以为20.5重量份、25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份、50重量份或51.5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
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。
作为一个优选的技术方案，所述A组分的粘度为800～1000cps/25℃，例如可以为800cps/25℃、850cps/25℃、900cps/25℃、950cps/25℃或1000cps/25℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚醚多元醇包括第一聚醚多元醇和第一聚四亚甲基醚二醇的组合。
优选地，以重量份计，所述第一聚醚多元醇为10～30重量份，例如可以为10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份或30重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述第一聚四亚甲基醚二醇为10～30重量份，例如可以为10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份或30重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第一聚醚多元醇的数均分子量为400～7500，例如可以为400、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000或7500，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第一聚醚多元醇的官能度为2～4，例如可以为2、3或4。
优选地，所述第一聚醚多元醇包括氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇、氧化丙烯聚醚多元醇或氧化乙烯聚醚多元醇中的任意一种，进一步优选氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇。
本发明所述第一聚醚多元醇可通过现有技术获得，示例性的，所述第一聚醚多元醇可选自隆华化工的ED-28、隆华化工的4110、国都化工的DP-400或国都化工的GY-7500E中的三种以上的组合物，四者质量比为1:(0.1～0.3):(0～0.2):(0.1～0.3)。
优选地，所述第一聚四亚甲基醚二醇的数均分子量为650～3000，例如可以为650、1000、1500、2000、2500或3000，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
本发明所述第一聚四亚甲基醚二醇可通过现有技术获得，示例性的，所述第一聚四亚甲基醚二醇可选自晓星化工公司生产的PTMG-650、PTMG-1000、PTMG-2000或PTMG-3000中的任意一种或至少两种的组合物。
优选地，所述扩链剂包括乙二醇和1,4-丁二醇的组合。
优选地，所述乙二醇和1,4-丁二醇的质量比为1:(0.2～0.8)，例如可以为1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7或1:0.8，以及上述比值之间的具体比值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体比值。
优选地，所述扩链剂还包括亚甲基双邻氯苯胺和/或二甲硫基甲苯二胺。
优选地，以所述乙二醇的质量为1重量份计，所述亚甲基双邻氯苯胺的质量≤0.3重量份，例如可以为0重量份、0.1重量份、0.2重量份或0.3重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，以所述乙二醇的质量为1重量份计，所述二甲硫基甲苯二胺的质量≤0.2重量份，例如可以为0重量份、0.05重量份、0.1重量份、0.15重量份或0.2重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述发泡剂包括水。
优选地，所述催化剂包括叔胺催化剂。
优选地，所述催化剂包括三乙烯二胺和双(二甲氨基乙基)醚的组合。
本发明所述催化剂可通过现有技术获得，示例性的，所述催化剂可选自旭川化学公司生产的C-2(三乙烯二胺的乙二醇溶液)和赢创公司生产的BL-11(双(二甲氨基乙基)醚与一缩二丙二醇组成的溶液)的组合物，所述C-2中三乙烯二胺与乙二醇溶液的质量比为1:2，所述BL-11中双(二甲氨基乙基)醚与一缩二丙二醇的质量比为7:3，C-2与BL-11二者质量比为1:(0.5～0.8)。
作为一个优选的技术方案，以重量份计，所述A组分还包括匀泡剂0.5～1.5重量份，例如可以为0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1.0重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份或1.5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述匀泡剂包括聚醚改性硅氧烷。
优选地，所述匀泡剂包括聚醚改性二甲基硅氧烷。
本发明所述匀泡剂可通过现有技术获得，示例性的，所述匀泡剂可选自赢创公司生产的DC3043、B8946或B2025中的至少两种的组合物。
优选地，以重量份计，所述A组分还包括热稳定剂0.5～3重量份，例如可以为0.5重量份、0.8重量份、1.0重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份或3重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述热稳定剂包括硫酯类热氧稳定剂。
优选地，所述硫酯类热氧稳定剂包括季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)。
作为一个优选的技术方案，以重量份计，所述B组分的制备原料包括：异氰酸酯30～90重量份、第二聚醚多元醇10～20重量份、第二聚四亚甲基醚二醇10～30重量份和增塑剂1～5重量份。
B组分的制备原料中，所述异氰酸酯的用量可以为30重量份、40重量份、50重量份、60重量份、70重量份、80重量份或90重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
B组分的制备原料中，所述第二聚醚多元醇的用量可以为10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
B组分的制备原料中，所述第二聚四亚甲基醚二醇的含量可以为10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份、28重量份或30重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
B组分的制备原料中，所述增塑剂的含量可以为1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述B组分的游离异氰酸酯基含量为9～18％，即所述B组分的异氰酸酯基的当量为233～467，例如可以为233、250、300、350、400、450或467，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述B组分的粘度为800～1000cps/25℃，例如可以为800cps/25℃、850cps/25℃、900cps/25℃、950cps/25℃或1000cps/25℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为一个优选的技术方案，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯的组合。
优选地，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和碳化二亚胺－脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯的组合。
优选地，所述二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和碳化二亚胺－脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为1：(0.5～0.7)：(0.5～1)；其中，0.5～0.7可以为0.5、0.55、0.6、0.65或0.7；0.5～1可以为0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95或1，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第二聚醚多元醇的数均分子量为400～4000，例如可以为400、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500或4000，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第二聚醚多元醇的官能度为2～3。
优选地，所述第二聚醚多元醇包括氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇、氧化丙烯聚醚多元醇或氧化乙烯聚醚多元醇中的任意一种，进一步优选氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇。
本发明所述第二聚醚多元醇可通过现有技术获得，示例性的，所述第二聚醚多元醇可选自隆华化工的ED-28、钟山化工的3050和国都化工的DP-400的组合物，三者质量比为1：(0.1～0.2)：(0.1～0.2)。
优选地，所述第二聚四亚甲基醚二醇的数均分子量为650～3000，例如可以为650、1000、1500、2000、2500或3000，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
本发明所述第二聚四亚甲基醚二醇可通过现有技术获得，示例性的，所述第二聚四亚甲基醚二醇可选自晓星化工公司生产的PTMG-1000、PTMG-2000或PTMG-3000中的任意一种或至少两种的组合物。
作为一个优选的技术方案，所述增塑剂包括环己烷1,2-二甲酸二异壬酯和己二酸二丁酯的组合。
优选地，所述环己烷1,2-二甲酸二异壬酯和己二酸二丁酯的质量比为1:(0.3～0.7)，例如可以为1：0.3、1：0.4、1：0.5、1：0.6或1:0.7，以及上述比值之间的具体比值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体比值。
优选地，所述B组分通过其制备原料预聚合得到，所述预聚合的温度为60～70℃，例如可以为60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃或70℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述B组分的预聚合时间为2～3h，例如可以为2h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h或3h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为一个优选的技术方案，所述抛光粉包括微米氧化铈。
优选地，所述微米氧化铈的粒径为0.5～1μm，例如可以为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm或1μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述分散剂包括乙二醇、第三聚醚多元醇和硅氧烷类润湿分散助剂的组合。
作为一个优选的技术方案，所述第三聚醚多元醇的数均分子量为3000-5000，例如可以为3000、3200、3400、3600、3800、4000、4200、4400、4600、4800或5000，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第三聚醚多元醇的官能度为2-3。
优选地，所述第三聚醚多元醇包括氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇、氧化丙烯聚醚多元醇或氧化乙烯聚醚多元醇中的任意一种，进一步优选氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇。
本发明所述第三聚醚多元醇可通过现有技术获得，示例性的，所述第三聚醚多元醇可选自钟山化工的生产的3050。
本发明所述硅氧烷类润湿分散助剂可通过现有技术获得，示例性的，所述硅氧烷类润湿分散助剂可选自毕克化学生产的BYK346和BYK9565的组合物，二者质量比为1：(0.2～0.8)。
优选地，以重量份计，所述分散剂包括乙二醇10～20重量份、第三聚醚多元醇10～30重量份、硅氧烷类润湿分散助剂0.5～1.5重量份。
所述分散剂中，所述乙二醇的含量可以为10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述分散剂中，所述第三聚醚多元醇的含量可以为10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份、28重量份或30重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述分散剂中，所述硅氧烷类润湿分散助剂的含量可以为0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1.0重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份或1.5重量份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
由于抛光粉是无机化合物，在抛光片中含量至少18％以上，和聚氨酯的原材料多元醇和异氰酸酯相容性差，而合成聚氨酯发泡弹性体是一个液体至固体化学反应和物理反应交织的一个过程，在反应前直接使用加入会在聚氨酯抛光材料分布不均匀导致泡孔并泡、烂泡的现象，抛光片良品率低。为了获得更好的相容性，本发明用低粘度的乙二醇和氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇在硅氧烷类润湿剂的作用下，和抛光粉经三辊研磨得到一个稳定的固液混合物C组分，固体抛光粉和分散助剂提前混合均匀，制备大型发泡块时不会因抛光粉沉淀产生分层不均匀的现象，由此制得的抛光片泡孔均匀、抛光粉分布均匀，使用时和A、B组分混合，可以根据产品的不同要求调节抛光粉的添加量来制备不同抛光粉含量的抛光片。通过添加稳定的增塑剂来调节B组分的粘度，使B组分和A组分的粘度保持一致，有利于发泡稳定，制得泡孔均匀的聚氨酯发泡抛光材料。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，所述制备方法包括：将A组分、B组分和C组分混合后熟化，得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
优选地，所述A组分和B组分在和C组分混合前需将所述A组分和B组分加热到40～50℃，例如可以为40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述熟化的温度为90～110℃，例如可以为90℃、92℃、94℃、96℃、98℃、100℃、102℃、104℃、106℃、108℃或110℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述熟化的时间为6～8h，例如可以为6h、6.5h、7h、7.5h或8h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
本发明提供了一种“半预聚体法”制备聚氨酯发泡抛光材料的方法，制备所述聚氨酯发泡抛光材料时根据A组分和C组分的羟基当量，以及B组分的异氰酸酯当量，使所述聚氨酯发泡抛光材料中的总羟基当量与异氰酸酯当量的比值为1：(1±0.05)，例如可以为1:1、1:1.01、1:1.02、1:1.03、1:1.04、1:1.05、1:0.99、1:0.98、1:0.97、1:0.96或1:0.95，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值，C组分的用量通过所述聚氨酯发泡抛光材料的抛光粉质量百分比来确定，从而得到A组分、B组分和C组分在制备聚氨酯发泡抛光材料时的用量。该制备方法操作简易稳定，生产重复性好。
第三方面，本发明提供一种抛光片，所述抛光片采用如第一方面所述的聚氨酯发泡抛光材料制得。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所提供的聚氨酯发泡抛光材料，耐水解性能好，受温度影响小，柔韧性好，使用寿命长，采用本发明提供的聚氨酯发泡抛光材料可制备得到不同抛光粉含量、硬度为40～85°(shoreA)、密度为400～800kg/m3的抛光片，制备得到的抛光片性能优异，良品率高达91％。
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：
(1)氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇：隆华化工的ED-28(数均分子量为4000，官能度为2)、4110(数均分子量为500，官能度为4)；国都化工的DP-400(数均分子量为400，官能度为2)、GY-7500E(数均分子量为7500，官能度为3)；钟山化工的3050(数均分子量为3000，官能度为3)；
(2)聚四亚甲基醚二醇：晓星化工公司生产的PTMG-650、PTMG-1000、PTMG-2000、PTMG-3000；
(3)季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)：购自米兰化工；
(4)聚醚改性二甲基硅氧烷：赢创公司生产的DC3043、B8946、B2525；
(5)三乙烯二胺：购自旭川化学生产的C-2(三乙烯二胺的乙二醇溶液)，三乙烯二胺与乙二醇的质量比为1:2；
(6)碳化二亚胺－脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯：万华化学的MDI-100LL；
(7)微米氧化铈：购自淄博包钢灵芝稀土高科技股份有限公司，粒径为0.85μm；
(8)硅氧烷类润湿分散助剂：毕克化学生产的BYK346和BYK9565；
(9)环己烷1,2-二甲酸二异壬酯(DINCH)：购自BASF；
(10)己二酸二丁酯(DBA)：购自潍坊汉盛化工；
(11)双(二甲氨基乙基)醚：赢创公司生产的BL-11(双(二甲氨基乙基)醚与一缩二丙二醇组成的溶液)，双(二甲氨基乙基)醚与一缩二丙二醇的质量比为7:3。
以下实施例中，采用旋转粘度计(美国博勒飞，DV2TRVTJO)测试A组分和B组分的粘度值。
实施例1
一种聚氨酯发泡抛光材料，包括A组分、B组分和C组分；以重量份计，所述A组分包括15重量份ED-28、1.4重量份DP-400、1.5重量份4110、3重量份GY-7500E、16.4重量份PTMG-2000、38重量份乙二醇(EG)、8重量份1,4-丁二醇(BG)、8重量份亚甲基双邻氯苯胺(MOCA)、3重量份二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、2.5重量份水、0.1重量份C-2、0.05重量份BL-11、2重量份季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、0.5重量份DC3043和0.5重量份B8946；所述B组分的制备原料包括20重量份二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、13重量份甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、20重量份MDI-100LL、9重量份ED-28、1.5份重量3050、1.5重量份DP-400、14重量份PTMG-2000、8份PTMG-1000、8份PTMG-3000、3重量份环己烷1,2-二甲酸二异壬酯(DINCH)和2重量份己二酸二丁酯(DBA)；所述C组分包括15重量份EG、15重量份3050、0.6重量份BYK346、0.4重量份BYK9565和69重量份微米氧化铈；
(1)所述A组分的制备：
将15重量份ED-28、1.4重量份DP-400、1.5重量份4110、3重量份GY-7500E、16.4重量份PTMG-2000、38重量份乙二醇(EG)、8重量份1,4-丁二醇(BG)、3重量份二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、2重量份季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、2.5重量份水、0.5重量份DC3043、0.5重量份B8946、0.1重量份C-2、0.05重量份BL-11混合形成混合物，在50～60℃条件下进行恒温搅拌，8重量份固体亚甲基双邻氯苯胺(MOCA)单独升温至100～110℃融化为液体，和上述混合物在80～90℃条件下进行恒温搅拌0.5h后包装，所述A组分的粘度为900cps/25℃，所述A组分的羟基当量为265；
(2)所述B组分的制备：
在反应釜中依次加入20重量份二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、13重量份甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、20重量份MDI-100LL、9重量份ED-28、1.5份重量3050、1.5重量份DP-400、14重量份PTMG-2000、8份PTMG-1000、8份PTMG-3000，将反应釜温度控制为65℃，反应2h后，降温至40～50℃后加入3重量份环己烷1,2-二甲酸二异壬酯(DINCH)和2重量份己二酸二丁酯(DBA)并搅拌0.5h，即制成所述B组分，所述B组分的的异氰酸酯基(NCO)的当量为250，所述B组分的粘度为800cps/25℃；
(3)所述C组分的制备：
将15重量份EG、15重量份3050、0.6重量份BYK346、0.4重量份BYK9565和69重量份微米氧化铈，通过三锟研磨机研磨混合成分散均匀的浆料状，得到所述C组分，所述C组分的羟基当量为200。
一种聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(S1)将本实施例提供的0.6kgA组分和4.1kg B组分加热到40℃；
(S2)将加热后的A组分和B组分与本实施例提供的3kg C组分高速混合搅拌15～20s得到浆料，所述浆料的羟基当量和NCO当量的比值为1:0.95；
(S3)将上述浆料倒入模具，在90℃下熟化8h后即可得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
实施例2
一种聚氨酯发泡抛光材料，其与实施例1的区别仅在于B组分的制备原料不同，所述B组分的制备原料中不加增塑剂，所述B组分的制备原料包括21重量份MDI、13.8重量份TDI-80、21重量份MDI-100LL、9.5重量份ED-28、1.6重量份3050、1.6重量份DP-400、14.4重量份PTMG-2000、7.8重量份PTMG-1000、7.8重量份PTMG-3000，所述B组分的NCO的当量为237.5，所述B组分的粘度为1100cps/25℃。
所述A组分、B组分和C组分的制备，除所述B组分的制备原料与实施例1不同外，其余制备步骤与工艺参数与实施例1相同。
一种聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(S1)将本实施例提供的0.7kgA组分和4kg B组分加热到40℃；
(S2)将加热后的A组分和B组分与本实施例提供的3kg C组分高速混合搅拌15-20s得到浆料，所述浆料的羟基当量和NCO当量的比值为1:1；
(S3)将上述浆料倒入模具，在90℃下熟化8h后即可得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
实施例3
一种聚氨酯发泡抛光材料，其与实施例1的区别仅在于C组分的不同，所述C组分包括20重量份EG、29重量份3050、0.7重量份BYK346、0.3重量份BYK9565和50重量份微米氧化铈，所述C组分的羟基当量为148。
所述A组分、B组分和C组分的制备，除所述C组分的组分含量与实施例1不同外，其余制备步骤与工艺参数与实施例1相同。
一种聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(S1)将本实施例提供的0.2kgA组分和4.7kg B组分加热到40℃；
(S2)将加热后的A组分和B组分与本实施例提供的2.8kg C组分高速混合搅拌15～20s得到浆料，所述浆料的羟基当量和NCO当量的比值为1:0.98；
(S3)将上述浆料倒入模具，在90℃下熟化8h后即可得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
实施例4
一种聚氨酯发泡抛光材料，包括A组分、B组分和C组分；以重量份计，所述A组分包括13重量份ED-28、2重量份DP-400、3重量份4110、2重量份GY-7500E、20重量份PTMG-2000、9.8重量份PTMG-3000、20重量份EG、16重量份BG、6重量份MOCA、4重量份DMTDA、1.5重量份水、0.13重量份C-2、0.07重量份BL-11、1重量份季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、0.5重量份DC3043和0.5重量份B8946；所述B组分的制备原料包括20重量份MDI、10重量份TDI-80、20重量份MDI-100LL、14重量份ED-28、2份重量3050、2重量份DP-400、8重量份PTMG-2000、15份PTMG-1000、4份PTMG-3000、3重量份DINCH和2重量份DBA；所述C组分包括将16重量份EG、15.4重量份3050、0.54重量份BYK346、0.3重量份BYK9565和67.76重量份微米氧化铈。
所述A组分、B组分和C组分的制备除组分和含量与实施例1不同外，其余制备步骤与实施例1相同。所述A组分的粘度为800cps/25℃，所述A组分的羟基当量为627；所述B组分的粘度为900cps/25℃，所述B组分的NCO当量为282；所述C组分的羟基当量为188。
一种聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(S1)将本实施例提供的1kgA组分和4.2kg B组分加热到40℃；
(S2)将加热后的A组分和B组分与本实施例提供的2.5kg C组分高速混合搅拌15～20s得到浆料，所述浆料的羟基当量和NCO当量比值为1:1.05；
(S3)将上述浆料倒入模具，在100℃下熟化7h后即可得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
对比例1
一种聚氨酯发泡抛光材料，以重量份计，包括59.60重量份ED-28、9.08重量份DP-400、1.17重量份4110、2.33重量份GY-7500E、87.31重量份PTMG-2000、42.60份PTMG-1000、42.6份PTMG-3000、58.46重量份3050、15.98重量份环己烷1,2-二甲酸二异壬酯(DINCH)、10.65重量份己二酸二丁酯(DBA)、88.02重量份乙二醇(EG)、6.22重量份1,4-丁二醇(BG)、6.22重量份亚甲基双邻氯苯胺(MOCA)、2.33重量份二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)、1.95重量份水、0.09重量份C-2、0.06重量份BL-11、1.56重量份季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、0.39重量份DC3043和0.39重量份B8946、106.50重量份二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、69.23重量份甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、106.5重量份MDI-100LL和272.79重量份微米氧化铈。
一种聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，所述制备方法为一步法，具体步骤为将上述原料一次性加入混合15～20s得到浆料，所述浆料的羟基当量和NCO当量比值为1:0.95，将所述浆料倒入模具中，在90℃下熟化8h即可得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
对比例2
一种聚氨酯发泡抛光材料，包括A组分、B组分和微米氧化铈，所述B组分的制备原料与实施例4中的B组分的制备原料相同，所述A组分包括9.89重量份ED-28、1.52重量份DP-400、2.28重量份4110、11.72重量份3050、1.52重量份GY-7500E、15.22重量份PTMG-2000、7.46重量份PTMG-3000、27.4重量份EG、12.18重量份BG、4.57重量份MOCA、3.04重量份DMTDA、1.14重量份水、0.12重量份C-2、0.08重量份BL-11、1重量份季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、0.38重量份DC3043、0.38重量份B2525和0.38重量份B8946。
所述A组分和B组分的制备只有组分和含量与实施例4不同，其余制备步骤与工艺参数与实施例4相同。
一种聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，所述制备方法为两步法，具体步骤为：将本对比例提供的2.78kgA组分、3.225kg B组分和1.695kg微米氧化铈高速混合搅拌15～20s，倒入模具，在90℃下熟化8h即可得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
对比例3
一种聚氨酯发泡抛光材料，其与实施例3的区别仅在于C组分的不同，所述C组分中不加硅氧烷类润湿分散助剂，所述C组分包括20重量份EG、30重量份3050和50重量份微米氧化铈，所述C组分的羟基当量为148。
所述A组分、B组分和C组分的制备，除所述C组分的组分和含量与实施例3不同外，其余制备步骤与实施例3相同。
一种聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(S1)将本对比例提供的0.2kgA组分和4.7kg B组分加热到40℃；
(S2)将加热后的A组分和B组分与本对比例提供的2.8kg C组分高速混合搅拌15～20s得到浆料，所述浆料的羟基当量和NCO当量的比值为1:0.98；
(S3)将上述浆料倒入模具，在90℃下熟化8h后即可得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
对比例4
一种聚氨酯发泡抛光材料，其与实施例4的区别仅在于C组分的不同，所述C组分中不加聚醚多元醇3050，所述C组分包括20.16重量份EG、0.54重量份BYK346、0.3重量份BYK9565和79重量份微米氧化铈，所述C组分的羟基当量为152。
所述A组分、B组分和C组分的制备，除所述C组分的组分和含量与实施例4不同外，其余制备步骤与实施例4相同。
一种聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(S1)将本对比例提供的1.15kgA组分和4.5kg B组分加热到40℃；
(S2)将加热后的A组分和B组分与本对比例提供的2.15kg C组分高速混合搅拌15～20s得到浆料，所述浆料的羟基当量和NCO当量的比值为1:0.98；
(S3)将上述浆料倒入模具，在90℃下熟化8h后即可得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
将实施例1～4和对比例1～4提供的聚氨酯发泡抛光材料分别进行切片得到形状为长方体5×30×40mm，厚度为2.5mm的抛光片50片，对抛光片进行如下测试，测试结果见表1：
(1)密度：按照标准GB/T 533-2008进行测试；
(2)硬度：按照标准GB/T 531.1-2008进行测试；
(3)良品率：泡孔均匀、无明显缺陷的抛光片量÷总抛光片量×100％；
(4)块和泡孔的形态：块的形态可以目测观察抛光片表面有无裂缝，泡孔的形态可以用手持简易显微镜观察泡孔是否均匀。
表1
由表1可以看出，实施例2因为B组分中不加增塑剂来调节粘度，A组分和B组分粘度相差较大，导致抛光片泡孔大、不均匀。对比例1因采用一步法，工艺过程难控制，抛光片泡孔不均匀，抛光片有裂缝出现，良品率较低；对比例2采用传统的两步法，抛光粉微米氧化铈不进行分散处理直接加入到A组分和B组分中，也会造成泡孔不均匀，表面出现裂缝，良品率较低。对比例3C组分中不加硅氧烷类润湿助剂，抛光片泡孔不均匀，抛光片有裂缝出现，良品率较低。由对比例4可以看出，将C组分中的分散剂聚醚多元醇去掉，抛光片泡孔不均匀，抛光片有裂缝出现，良品率较低。从实施例1、3、4可见，使用本发明提供的聚氨酯发泡抛光材料制备的抛光片泡孔均匀、抛光片表面没有裂缝、良品率高。
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 (31)

1.一种聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述聚氨酯发泡抛光材料包括A组分、B组分和C组分；
以重量份计，所述A组分包括：聚醚多元醇20~60重量份，扩链剂40~60重量份，发泡剂0.5~3重量份，催化剂0.1~0.3重量份；
所述B组分包括异氰酸酯预聚物51~145重量份；
所述C组分包括抛光粉40~70重量份和分散剂20.5~51.5重量份；
A组分中，所述聚醚多元醇包括第一聚醚多元醇和第一聚四亚甲基醚二醇的组合；
以重量份计，所述第一聚醚多元醇为10~30重量份，所述第一聚四亚甲基醚二醇为10~30重量份；
所述第一聚醚多元醇选自隆华化工的ED-28、隆华化工的4110、国都化工的DP-400或国都化工的GY-7500E中的三种以上的组合物；
所述第一聚四亚甲基醚二醇选自晓星化工公司生产的PTMG-650、PTMG-1000、PTMG-2000或PTMG-3000中的任意一种或至少两种的组合物；
以重量份计，所述B组分的制备原料包括：异氰酸酯30~90重量份、第二聚醚多元醇10~20重量份、第二聚四亚甲基醚二醇10~30重量份和增塑剂1~5重量份；
所述第二聚醚多元醇选自隆华化工的ED-28、钟山化工的3050和国都化工的DP-400的组合物；
所述第二聚四亚甲基醚二醇选自晓星化工公司生产的PTMG-1000、PTMG-2000或PTMG-3000中的任意一种或至少两种的组合物；
所述增塑剂包括环己烷1,2-二甲酸二异壬酯和己二酸二丁酯的组合；
所述抛光粉包括微米氧化铈；
所述分散剂包括乙二醇、第三聚醚多元醇和硅氧烷类润湿分散助剂的组合；
所述第三聚醚多元醇选自钟山化工的生产的3050；
所述硅氧烷类润湿分散助剂选自毕克化学生产的BYK346和BYK9565的组合物。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述A组分的粘度为800~1000 cps/25℃。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述扩链剂包括乙二醇和1,4-丁二醇的组合。
4.根据权利要求3所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述乙二醇和1,4-丁二醇的质量比为1:（0.2~0.8）。
5.根据权利要求3所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述扩链剂还包括亚甲基双邻氯苯胺和/或二甲硫基甲苯二胺。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，以所述乙二醇的质量为1重量份计，所述亚甲基双邻氯苯胺的质量≤0.3重量份。
7.根据权利要求5所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，以所述乙二醇的质量为1重量份计，所述二甲硫基甲苯二胺的质量≤0.2重量份。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述发泡剂包括水。
9.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述催化剂包括叔胺催化剂。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述催化剂包括三乙烯二胺和双（二甲氨基乙基）醚的组合。
11.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，以重量份计，所述A组分还包括匀泡剂0.5~1.5重量份。
12.根据权利要求11所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述匀泡剂包括聚醚改性硅氧烷。
13.根据权利要求12所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述匀泡剂包括聚醚改性二甲基硅氧烷。
14.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，以重量份计，所述A组分还包括热稳定剂0.5~3重量份。
15.根据权利要求14所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述热稳定剂包括硫酯类热氧稳定剂。
16.根据权利要求15所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述硫酯类热氧稳定剂包括季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)。
17.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述B组分的异氰酸酯基的当量为233~467。
18.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述B组分的粘度为800~1000 cps/25℃。
19.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和改性二苯基甲烷二异氰酸酯的组合。
20.根据权利要求19所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和碳化二亚胺－脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯的组合。
21.根据权利要求20所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和碳化二亚胺－脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为1:（0.5~0.7）:（0.5~1）。
22.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述环己烷1,2-二甲酸二异壬酯和己二酸二丁酯的质量比为1:（0.3~0.7）。
23.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述B组分通过其制备原料预聚合得到，所述预聚合的温度为60~70 ℃。
24.根据权利要求23所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述B组分的预聚合时间为2~3 h。
25.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，所述微米氧化铈的粒径为0.5~1 μm。
26.根据权利要求1所述的聚氨酯发泡抛光材料，其特征在于，以重量份计，所述分散剂包括：乙二醇10~20重量份、第三聚醚多元醇10~30重量份、硅氧烷类润湿分散助剂0.5~1.5重量份。
27.一种如权利要求1~26任一项所述的聚氨酯发泡抛光材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将A组分、B组分和C组分混合后熟化，得到所述聚氨酯发泡抛光材料。
28.根据权利要求27所述的制备方法，其特征在于，所述A组分和B组分在和C组分混合前需将所述A组分和B组分加热到40~50 ℃。
29.根据权利要求27所述的制备方法，其特征在于，所述熟化的温度为90~110 ℃。
30.根据权利要求27所述的制备方法，其特征在于，所述熟化的时间为6~8 h。
31.一种抛光片，其特征在于，所述抛光片采用如权利要求1~26任一项所述的聚氨酯发泡抛光材料制得。
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