[发明专利]高性能填充聚氨酯弹性减振型汽车保险杠

说明书

本发明属于高分子类聚合物的实用技术领域，具体地说是一种矿物土和中空玻璃微珠填充聚氨酯弹性体所制造的高性能轻质减振型汽车保险杠及制法。

聚氨酯树脂(PU)是合成材料之一。其中，聚氨酯弹性体生产量约占其总生产量的10％左右。

聚氨酯弹性体按其加工方法可分为：浇注、热塑、混炼和反应注射几种类型。若从原料多元醇来分，可分为聚醚型和聚酯型。

聚氨酯弹性体具有可发泡性、弹性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化性、耐臭氧、耐辐射、隔热、绝缘及优异的耐磨性、抗撕裂性、耐冲击、粘接性、吸振能力强等优异性能，是一种发展较快的高性能高分子材料。

正是由于这些优异的性能，其广泛应用于机电、船舶、航空、车辆、土木建造、轻工、纺织等各行各业，且其产量及品种逐年增加，在材料工业中占有相当的地位。

聚氨酯弹性体的性能优异，但价格较高，使其应用受到一定限制，因而人们注意到了以降低聚氨酯弹性体的价格为目的的研究及应用开发工作。

在本发明曾有填充聚氨酯弹性体的报导，即在热塑性聚氨酯弹性体中加入各种填料，如：碳黑、白碳黑、高岭土、碳酸钙及铝粉等。但其或多或少均对聚氨酯弹性体的性能有不良影响，而使聚氨酯弹性体的价格下降幅度不大。

本发明目的是提供一种矿物土和一种采用火力发电所产生的一种固体废料，中空玻璃微珠作为填充剂制备填充聚氨酯弹性体制造保险杠的方法。该种填充聚氨酯弹性体保险杠的性能比其他材质(PP/PU，PBT/PC，EPDM/PP)所制的保险杠性能优异，并价格便宜。

本发明的目的是采用如下技术方案来实现的：

填充聚氨酯弹性体的组成：

填充剂、低聚多元醇、多异氰酸酯、扩链剂吸助剂。

填充剂为一种粘矿物土。化学组成：Al₂O₃·nSiO₂·nH₂O。外观为白色粉末，SIO₂含量≥60％，相对密度为2.54-2.60，熔点≥1800℃，200目筛余物≤2％。该矿矿床分布十分广泛，几乎在我国各省均有蕴藏。其填充量为0-100份数(对100份聚氨酯)。

另一填充剂为一种中空玻璃珠。化学组成：Al₂O₃，22.93％；SIO₂，61.63％；Fe₂O₃，5.21％；CaO，3.91％；MgO，1.69％；烧失量，4.39％。外观为灰色粉粒，相对密度为0.38-0.67，200目，40％。该中空玻璃珠在各个火力发电厂均有。填充量为0-50份数(对100份聚氨酯)。

低聚多元醇为聚酯、聚醚及其他低聚物多元醇。聚酯包括一般聚酯，即二元酸和二元醇或有时加少量的多元醇如甘油、三羟甲基丙烷等原料而制备的，二元酸包括已二酸、癸二酸及芳香二酸等；二元醇包括乙二醇、丁二醇及9二乙二醇等；聚内酯，一般为聚￡一已内酯。聚醚包括聚氧化丙烯醚二醇、聚四氢呋喃醚二醇及氨基聚醚等。其他低聚物多元醇包括端羟基烃类化合物、含羟基接枝化合物、聚碳酸酯二醇、蓖麻油、聚酯酰胺等。分子量1000-3000，一般使用其中一种或一种以上复合使用。

多异氰酸酯为各种脂肪族及芳香族二异氰酸酯。如甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸脂、六次甲基二异氰酸酯及大分子二异氰酸酯等。一般使用其中一种或一种以上复合使用。

扩链剂为二元胺或二元醇。二元胺为芳香族二胺如3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺等，二元醇包括丁二醇、乙二醇及对苯二酚二羟乙基醚等，也包括甘油及三羟甲基丙烷等多元醇。一般使用其中一种或一种以上复合使用，也可不用。

偶联剂包括：KH-550、KH-560、KH-570等。

助剂包括：催化剂如吗啡啉、三乙基四胺等叔胺及辛酸亚锡、二桂酸二丁基锡等有机锡类；增塑剂如：苯二甲酸二甲氧基乙二醇酯等苯二甲酸酯类、磷酸三甲酯等磷酸酯类及脂肪酸酯类和其他树脂，着色剂用碳黑即可。以及硫化体系助剂及光稳定剂、抗氧剂、抗静电剂、热稳定剂、水稳定剂、防霉剂和阻燃剂等。可根据要求适当选用。

本发明的填充聚胺酯弹性体适合普通聚氨酯弹性体的任何加工方法，如浇注、热塑、混炼和反应注射等方法。

制备方法按填充聚氨酯弹性体的加工方法不同而略有不同，填料矿物土和中空玻璃珠随低聚多元醇一起加入。

举热塑性聚氨酯弹性体保险杠制备流程如下：