[发明专利]用于汽车玻璃包边的聚氨酯弹性体及其制备方法有效

专利信息
申请号: 200910264223.8 申请日: 2009-12-31
公开(公告)号: CN101768251A 公开(公告)日: 2010-07-07
发明(设计)人: 宋聪梅;吴卫东;魏永祥 申请(专利权)人: 南京汇科高分子材料有限公司
主分类号: C08G18/78 分类号: C08G18/78;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/24;C08G18/10;C08K5/3475;C08K5/3435;C08K5/134;C08K5/526
代理公司: 南京知识律师事务所 32207 代理人: 韩朝晖
地址: 211103江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 用于 汽车玻璃 聚氨酯 弹性体 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯材料及其制备方法,特别是涉及一种用于汽车玻璃包边的RIM 聚氨酯弹性体及其制备方法。

背景技术

反应注射成型(RIM)工艺是20世纪70年代发展起来的一项成型技术。它是将低粘 度高活性的异氰酸酯和多元醇组分经高压碰撞混合,同时快速注入模具在模腔中通过化学 反应和相分离快速固化,形成固体聚合物制品。该工艺集液体输送、计量、冲击混合、快 速反应成型为一体,具有反应迅速、成型周期短、循环和脱模压力低、配方可调范围大、 生产效率高等特点。

随着汽车制造业的迅速发展,对聚氨酯材料的需求量越来越大,要求越来越高。由于 反应注射成型技术(RIM)很好地适应汽车工业对聚氨酯材料的需求,在保险杠、阻尼板、 密封条、方向盘、仪表板等汽车内、外饰件领域得到了迅速发展。早期,汽车制造企业在 车窗密封条上采用的是用胶粘剂和扣件将成型好的密封条装配在车窗玻璃上的方法,工艺 比较繁琐,操作时间比较长,生产效率低。九十年代初,国外开始将反应注射成型聚氨酯 弹性体技术引入车窗密封条的生产,该工艺将密封条原液经过预热、计量、混合头高压碰 撞混合后,迅速注入夹在玻璃四周模具的模腔内,快速固化(60秒内),使密封条与玻璃一 次性结合成整体,简化了传统的操作工艺,缩短了操作时间,使生产效率大大提高。同时, 该密封条外表美观、机械性能优良,对玻璃有极好的粘接力,可以很好地提高汽车的密封 性能和产品档次。因此,这一技术一经采用就速取代了传统工艺。

随着RIM聚氨酯的广泛应用,人们对其进行了大量的研究,至今已经历了三次更新换 代。最初RIM聚氨酯的原料体系为高活性聚醚、乙二醇扩链剂,生成的产品为单纯聚氨酯 结构,后来发展为由高活性聚醚、二胺扩链剂构成的聚氨酯/脲结构,最后逐渐发展为端氨 基聚醚和二胺扩链剂合成的纯聚脲聚合物,使得产品的生产周期更短,产品抗冲击强度、 耐热性能更为优异。汽车车窗的尺寸一般很大,形状比较复杂,天窗的结构还有许多插件, 因此,聚氨酯原液必须具有粘度低,流动性好,反应活性高,脱模时间短的特点,以满足 大型制品、形状复杂制品和薄壁制品的要求,适应玻璃包边工业化生产线的工艺,因而目 前用于玻璃包边的RIM聚氨酯弹性体主要为聚氨酯/脲体系。

在玻璃包边RIM聚氨酯的生产过程中,异氰酸酯组分和多元醇组分在模腔中快速进行 链增长、支化交联等化学反应,与传统聚氨酯合成的化学反应基本相似,只是反应速度更 快,反应放热更集中,生热效应更明显。主要反应为:

聚氨酯+聚醚多元醇+二醇扩链剂→聚氨酯;

聚氨酯+聚醚多元醇+二胺扩链剂→聚氨酯/聚脲。

美国专利US6242555报道,比利时瑞克塞尔公司研制了用于玻璃包边的光稳定的RIM 弹性体,该体系采用IPDI(异佛尔酮-二异氰酸酯)及其三聚体作为异氰酸酯组分,多元醇 组分由聚氧化乙烯氧化丙烯聚醚和醇、醇胺扩链剂、光稳定剂、色浆、复合催化剂等助剂 组成。以IPDI体系代替MDI体系制备RIM聚氨酯弹性体,解决了材料的光稳定性差,耐 候性不好的缺点,满足了汽车外饰件对对聚氨酯弹性体的耐候性和光老化性能的要求。但 是,IPDI体系由于自身结构的特点,使得制品的机械性能和加工性能相对较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于玻璃包边的RIM聚氨酯弹性体及其制备方法,异氰酸酯 组分基于MDI体系,所得聚氨酯弹性体具有优异的机械性能和良好的工艺性能。

本发明的技术方案如下:

一种用于汽车玻璃包边的聚氨酯弹性体,密度大于1000kg/m3,其特征是:它由以下的 异氰酸酯组分A和多元醇组分B采用反应注射成型工艺制备,异氰酸酯指数为90~120:

异氰酸酯组分A:为NCO封端的预聚物,NCO重量百分含量为18~28%,系芳香族二 异氰酸酯和分子量不大于2000的多元醇的反应产物;

多元醇组分B:包括

(b1)重量百分含量至少60%的官能度2~4,分子量为1000~10000的聚醚多元醇,1~20% 的芳香胺扩链剂,0~20%的醇扩链剂;和

(b2)用量为b1重量的0.2~5.0%的复合催化剂,0.1~2%的抗氧剂和0.1~1%的光稳定剂, 以及0~3.0%的色浆。

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