[发明专利]一种低密度半硬质聚氨酯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种低密度半硬质聚氨酯材料，其由A组分和B组分经发泡工艺制得，按重量份计，所述的A组分包括如下原料：以甘油为起始剂、数均分子量为350~450的聚醚35~45份；以甘油为起始剂、数均分子量为5000~6000的聚醚40~50份；水8~12份；助剂3~7份；其中，所述的聚醚的聚合单体为环氧乙烷、1,2‑环氧丙烷中的一种或两种；所述的B组分为异氰酸酯。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，使得生产处的聚氨酯泡沫具有密度低、泡孔细腻均匀、透气性佳、阻燃性好、声学性能好等优点，有利于汽车的轻量化与减噪。

技术领域

本发明属于化工材料领域，具体涉及一种低密度半硬质聚氨酯材料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。由于异氰酸酯的化学特性，它不但能和多羟基化合物反应生成氨基甲酸酯，而且还可以和其他具有“活性氢”的化合物反应生成各种相应的化学链节，从而改变聚氨酯的链节结构和性能。人们不断以这种方法作为聚氨酯的改性手段，有目的地引入各种链节和基团，来改变聚合物性能。低密度半硬质聚氨酯泡沫一般采用矩形箱式发泡。箱式发泡操作过程是：按配方比例，将各种化学原料均匀混合后，注入矩形发泡箱中，在发生化学反应的同时进行发泡，制得低密度半硬质聚氨酯泡沫。低密度半硬质聚氨酯泡沫的交联度较高，而且工业生产需要快速熟化。在快速熟化过程中，如何形成良好的开孔结构以防止制品收缩也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。详见《聚氨酯泡沫塑料》，朱吕民、刘益军等编著，2004年8月第三版，ISBN7-5025-6075-0/TQ·2072，化学工业出版社，第381-386页，该配方制得的泡沫泡孔较粗，机械性能较差，零件成型性较差，不适合用于汽车材料。

CN103910854B公开了一种低密度阻燃半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，它是由包括组合聚醚多元醇、水、表面活性剂、催化剂和阻燃剂的混合物的A料，与作为B料的MDI体系异氰酸酯经发泡工艺制得；所述的组合聚醚多元醇包括40～70％的聚醚1、15～40％的聚醚2和3～20％的聚醚3。可见，该专利的组合聚醚多元醇需要3种聚醚的混合使用，组分较为复杂，另外，该专利仅能够满足水平燃烧要求(FMVSS302、大众PV3357)，而且该专利产品的透气性和声学性能仍有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种成分简单、阻燃性能更好的低密度半硬质聚氨酯材料及其制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种低密度半硬质聚氨酯材料，其由A组分和B组分经发泡工艺制得，

按重量份计，所述的A组分包括如下原料：

其中，所述的聚醚的聚合单体为环氧乙烷、1,2-环氧丙烷中的一种或两种；

所述的B组分为异氰酸酯。

优选地，所述的1,2-环氧丙烷和所述的环氧乙烷的重量比为70～100:0～30。

优选地，所述的聚醚以1,2-环氧丙烷为聚合单体，环氧乙烷封端。

具体地，所述的助剂包括催化剂、阻燃剂、表面活性剂、着色剂、抗老化剂、稳定剂、防霉抗菌剂、填料、其他添加剂中的一种或多种。

优选地，所述的催化剂为胺类催化剂。