[发明专利]一种以再生聚醚多元醇为原料生产的汽车顶棚用聚氨酯泡沫体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯(PU)泡沫塑料领域，具体涉及一种以再生聚醚多元醇为原料生产的汽车顶棚用聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术

在现有PU复合板类汽车顶棚的生产工艺中，主要有三个阶段：第一，由聚醚多元醇组合料与异氰酸酯反应生成热塑性PU泡沫体，在将该泡沫体的自结皮部分去掉后对泡沫体进行切割，得到具有一定厚度(通常在3mm-15mm之间)的泡沫片材；第二阶段，通过与胶水或热熔胶膜、增强纤维及无纺布等面料的复合，得到增强后的PU复合板材；第三阶段，将上述PU复合板材在模具中进行热压成型，切割后得到汽车顶棚成品。在整个复合与成型工艺中，PU泡沫材料需经历多次热压过程，因此这类热塑性PU泡沫应具备适宜的玻璃化转变温度、VOC及力学性能性能等，而决定这些性能的主要是聚醚多元醇组合料中聚醚多元醇的种类及配比。

在环保方面，由于PU泡沫材料自身结构与性能的局限性，难以被二次利用。例如用于汽车顶棚的热塑性PU泡沫体，其在生产与应用过程中，能有效利用的部分约占整个泡沫体的70-80wt％，其余部分难以二次有效利用。目前PU泡沫废弃料的处理方式主要为掩埋和焚烧，但是无论哪种方式对环境的污染均非常严重。随着人们的环保意识逐渐加强，PU泡沫的化学回收法开始引起极大的关注，主要包括：醇解法、水解法、氨解法、胺解法、磷解法、酸解法、碱解法和酶解法等。其中，醇解法是目前PU化学回收领域使用最广泛的方法。醇解法即以醇类化合物为分解剂，在高温下把PU泡沫分解为聚醚多元醇。为了与正常的聚醚多元醇区分开来，这里将通过化学回收得到的聚醚多元醇命名为再生聚醚多元醇。再生聚醚多元醇较正常聚醚多元醇之最大的不同是其含有较大比例的醇解剂与胺类物质，这部分物质直接与异氰酸酯反应后会导致PU泡沫变得酥、脆，力学性能不理想。因此，目前再生聚醚多元醇的市场前景堪忧，只能用于低端的PU泡沫产品，无法真正实现PU泡沫的循环利用。

CN101469050A公开了一种废弃硬质PU泡沫塑料的再生利用方法，经废弃硬质PU泡沫醇解成液体低聚物后，直接与异氰酸酯和发泡剂助剂反应生成新的硬质PU泡沫塑料。专利中未涉及醇解后的液体低聚物、新生成的硬质PU泡沫塑料的相关性能。

CN102174166B公开了一种用于汽车顶棚的热塑性半硬质PU泡沫及其制备方法，其主要方案为采用正常的聚醚多元醇及助剂来配制聚醚多元醇组合料，再与异氰酸酯反应生成低密度、具有较好吸音性的热塑性半硬质PU泡沫，该泡沫可应用于汽车顶棚。但是该专利中配方主要采用正常聚醚多元醇，未涉及到由废PU泡沫醇解回收的再生聚醚多元醇。

发明内容

针对上述现有技术中再生聚醚多元醇循环利用所存在的不足，本发明提供了一种以再生聚醚多元醇为原料生产的汽车顶棚用PU泡沫及其制备方法，本发明的具体技术方案如下：

一种以再生聚醚多元醇中醇解剂为原料生产汽车顶棚用PU泡沫，所述的汽车顶棚用PU泡沫是将聚醚多元醇组合料与异氰酸酯经发泡工艺制得，聚醚多元醇组合料包括再生聚醚多元醇、多种非再生聚醚多元醇组合的混合物、发泡剂、催化剂和表面活性剂。

作为进一步地改进，本发明所述的聚醚多元醇组合料的具体配方如下：

100重量份的再生聚醚多元醇及混合多元醇；

3.0～5.0重量份的发泡剂；

0.5～1.5重量份的表面活性剂；

0.05～0.2重量份的催化剂。

作为进一步地改进，本发明所述的聚醚多元醇组合料与异氰酸酯的重量比为1:1.5～1:1.9。

作为进一步地改进，本发明所述的聚醚多元醇组合料的优选配方如下：

100重量份的再生聚醚多元醇及混合多元醇；

3.5～4.5重量份的发泡剂；

0.5～1.0重量份的表面活性剂；

0.05～0.1重量份的催化剂。

按照优选配方得到的聚醚多元醇组合料，与异氰酸酯反应时，发泡与凝胶反应更易达到平衡，泡沫出现收缩的可能性更低，泡沫密度在30～45kg/m³之间，有利于表现泡沫的可塑性。

作为进一步地改进，本发明所述的聚醚多元醇组合料与异氰酸酯的重量比：1:1.5～1:1.75。

按照优选的聚醚多元醇组合料与异氰酸酯的重量比，泡沫表现出良好的韧性与硬度；若重量比在1:1.75～1.9范围内，泡沫在硬度上会有较大的增加，但是韧性变差，泡沫易折断。