專利名稱：聚氨酯微孔彈性體生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯微孔彈性體的制備方法，特別是涉及用作阻尼元件的聚氨酯微孔彈性體的制備方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯微孔彈性體是將液體反應(yīng)混合物澆注到模腔中而成型的化學(xué)體系，所用的化學(xué)原料主要有多元醇、異氰酸酯、擴(kuò)聯(lián)劑、發(fā)泡劑、催化劑、添加劑等；制備工藝中主要包括如下化學(xué)反應(yīng)多元醇與異氰酸酯反應(yīng)生成氨基甲酸酯鏈—凝膠反應(yīng)，異氰酸酯與水反應(yīng)生成脲和CO2-發(fā)泡反應(yīng)。
聚氨酯微孔彈性體的技術(shù)改進(jìn)主要側(cè)重于工藝性能改進(jìn)和材料性能提高兩個(gè)方面。工藝性能方面的改進(jìn)主要包括改進(jìn)物料的流動(dòng)性以便于生產(chǎn)復(fù)雜形狀的模塑制件；縮短制件在模具內(nèi)的停留時(shí)間以提高生產(chǎn)效率；降低物料粘度并盡量采用接近1∶1物料比的配方體系，以便采用低成本的發(fā)泡機(jī)實(shí)現(xiàn)模塑件的生產(chǎn)。在材料性能改進(jìn)方面，尤其當(dāng)用作汽車、機(jī)械等領(lǐng)域的阻尼元件時(shí)，材料的壓縮變定性能是最重要的物性指標(biāo)之一。
美國專利5670601公開了改進(jìn)初始強(qiáng)度及脫模時(shí)間的聚氨酯微孔彈性體技術(shù)。美國專利5628745公開的微孔彈性體采用了以美國專利5670601公開的方法，以0.1～1.0(wt)％的水為發(fā)泡劑。1999年10月12日美國專利5965778公開了以固體或液體受熱解產(chǎn)生的氣體為發(fā)泡劑，以A-1、UL-1為催化劑，采用表面活性劑制造的微孔彈性體的制造技術(shù)。2000年2月8日公開的美國專利6022903公開了以惰性氣體發(fā)泡的聚氨酯微孔彈性體的制造方法。1997年12月10日中國專利CN1167494A公開了一種制造密度為0.3～0.7g/cm3的改進(jìn)物理性能和動(dòng)態(tài)性能的聚氨酯微孔彈性體的方法。另外中國專利CN1205715A、CN1225104A、CN1202183A中，均公開了生產(chǎn)聚氨酯微孔彈性體的方法。
但采用上述專利方法制造產(chǎn)品，存在產(chǎn)品模內(nèi)時(shí)間較長，生產(chǎn)成本及設(shè)備成本較高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，以解決產(chǎn)品在模內(nèi)時(shí)間較長、產(chǎn)品工藝及材料性能差、生產(chǎn)與設(shè)備成本較高的問題。
本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種聚氨酯微孔彈性體的制備方法，依次包括如下步驟(1)過量的多異氰酸酯與多元醇樹脂反應(yīng)形成端-NCO基的預(yù)聚物，預(yù)聚體的端-NCO基含量大于10％(wt)，并保持預(yù)聚體的溫度為35-60℃；(2)將多元醇、二醇擴(kuò)聯(lián)劑、水發(fā)泡劑、表面活性劑和延遲性叔胺催化劑等組分混合配制成多元醇樹脂，其中二醇擴(kuò)聯(lián)劑為多元醇的5-30％(wt)；延遲生叔氨催化劑用量為多元醇樹脂混合物的0.1-2％(wt)；(3)使用低壓發(fā)泡機(jī)將溫度為35-60℃的預(yù)聚體與多元醇樹脂混合物按比例混合反應(yīng)后，注入溫度為40-80℃模具內(nèi)，熟化后即制得聚氨酯微孔彈性體。
所述多異氰酸酯最好為二異氰酸酯，所述多元醇樹脂最好為分子量為800-4000的聚醚二元醇或聚酯二元醇。
所述的預(yù)聚體的-NCO基含量最好大于15％(wt)。
所述的二異氰酸酯最好為二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，所述的800-4000的聚醚或聚酯二元醇優(yōu)選聚氧化丙烯二元醇或聚己二酸二乙二醇酯二元醇或聚四亞甲基聚醚二元醇或聚己內(nèi)酯二元醇或聚醚酯混合二元醇；所述的二醇擴(kuò)聯(lián)劑優(yōu)選小分子量的二醇，二醇擴(kuò)聯(lián)劑的用量優(yōu)選多元醇樹脂的10-25％(wt％)。所述的小分子量的二醇最好為乙二醇或二乙二醇或丙三醇或1，4-丁二醇或1，6-己二醇。
上述聚氨酯微孔彈性體的制備方法中，所述延遲性叔胺催化劑也可用延遲性叔胺催化劑和有機(jī)錫催化劑組成混合催化劑代替。
和現(xiàn)有技術(shù)的制備方法相比，本發(fā)明采用延遲性叔胺催化劑，由于催化體系的改變，優(yōu)化了制品的物理機(jī)械性能，尤其是對緩沖材料至關(guān)重要的壓縮變定性能和動(dòng)態(tài)疲勞性能都有明顯的提高?；旌衔锪鲃?dòng)性好，可制造形狀復(fù)雜和重量范圍寬的微孔聚氨酯彈性體制品。物料固化快，可保證極高的生產(chǎn)效率；模塑制品性能優(yōu)越，材料強(qiáng)度高，永久變形小(3-5％)，可用作承受動(dòng)態(tài)疲勞的高強(qiáng)度阻尼元件。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1分子量為2000的聚己內(nèi)酯和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)保持80℃反應(yīng)2小時(shí)，得-NCO含量為20％(wt％)的端異氰酸酯預(yù)聚體。將上述的聚酯多元醇與二乙二醇、水、延遲性催化劑、表面活性劑混合，組成樹脂混合物，其中控制二乙二醇量為聚酯多元醇量的15％(wt％)。催化劑使用延遲性叔胺SPF-2和有機(jī)錫DBTDL的混合物，其中SPF-2/DBTDL＝1/0.1，總用量為樹脂混合物的0.8％(wt％)。
采用低壓發(fā)泡機(jī)，按異氰酸酯指數(shù)為100％的比例，混合預(yù)聚體和樹脂混合物，將反應(yīng)料液注入65℃模具中，熟化，5分鐘后脫模。得高強(qiáng)度阻尼微孔彈性體減震塊。相關(guān)的工藝參數(shù)及制得的微孔彈性體的物性指標(biāo)見附表。
實(shí)施例2本實(shí)施例其他同例1，不同之處在于催化劑用延遲性叔胺SPF-2與有機(jī)錫DBTDL的混合物，SPF-2/DBTDL＝1/0.05，總用量為樹脂混合物的1.2％(wt％)。相關(guān)的的工藝參數(shù)和制得的微孔彈性體的物性參數(shù)見附表。
實(shí)施例3本實(shí)施例其他同例1，不同之處在于催化劑用延遲性叔胺SPF-2，總用量為樹脂混合物的1.6％(wt％)。
本實(shí)施例的工藝參數(shù)和制得的微孔彈性體的物性參數(shù)見附表。
實(shí)施例4分子量為2000的聚氧化丙烯二元醇和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)保持80℃反應(yīng)2小時(shí)，得-NCO含量為18％(wt％)的端異氰酸酯預(yù)聚體。將上述的聚氧化丙烯二元醇與1.4-丁二醇、水、延遲性催化劑、表面活性劑混合，組成樹脂混合物，其中控制1.4-丁二醇量為聚氧化丙烯二醇量的20％(wt％)。催化劑使用延遲性叔胺A-300和有機(jī)錫DBTDL的混合物，其中A-300/DBTDL＝1/0.05，總用量為樹脂混合物的0.8％(wt％)。
采用低壓發(fā)泡機(jī)，按異氰酸酯指數(shù)為100％的比例，混合預(yù)聚體和樹脂混合物，將反應(yīng)料液注入65℃模具中，熟化，5分鐘后脫模。得高強(qiáng)度阻尼微孔彈性體減震塊。相關(guān)的工藝參數(shù)及制得的微孔彈性體的物性指標(biāo)見附表。
實(shí)施例5本實(shí)施例其他同例4，不同之處在于催化劑用延遲性叔胺A-300，總用量為樹脂混合物的1.2％(wt％)。
本實(shí)施例的工藝參數(shù)和制得的微孔彈性體的物性參數(shù)見附表。
實(shí)施例6本實(shí)施例其他同例4，不同之處在于催化劑用延遲性叔胺A-300，總用量為樹脂混合物的1.6％(wt％)。
本實(shí)施例的工藝參數(shù)和制得的微孔彈性體的物性參數(shù)見附表1。
表1


權(quán)利要求
1.一種聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其生產(chǎn)步驟依次如下(1)預(yù)聚體的制備過量的多異氰酸酯與多元醇樹脂反應(yīng)形成端-NCO基的預(yù)聚物，預(yù)聚體的端-NCO基含量大于10％(wt％)，并保持預(yù)聚體的溫度為35-60℃；(2)多元醇樹脂的制備將(1)中的多元醇與二醇擴(kuò)聯(lián)劑、水發(fā)泡劑、表面活性劑和延遲性叔胺催化劑等組分混合。其中二醇擴(kuò)聯(lián)劑為多元醇的5-30％(wt)；延遲性叔胺催化劑用量為多元醇的0.1-2％(wt％)；(3)澆注使用低壓發(fā)泡機(jī)將溫度為35-60℃的預(yù)聚體與多元醇樹脂混合物按比例混合反應(yīng)后，注入溫度為40-80℃模具內(nèi)，熟化后即制得聚氨酯微孔彈性體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，所述多異氰酸酯為二異氰酸酯，所述多元醇為分子量為800-4000的聚醚或聚酯二元醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，所述的預(yù)聚體的-NCO基含量大于15％(wt％)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，所述的二異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，所述的800-4000的聚醚或聚酯二元醇為聚氧化丙烯二元醇、聚己二酸二乙二醇酯二元醇、聚四亞甲基聚醚二元醇、聚己內(nèi)酯二元醇或聚醚酯混合二元醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，所述的二醇擴(kuò)聯(lián)劑為小分子量的二醇，二醇擴(kuò)聯(lián)劑為多元醇的10-25％(wt)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，所述的小分子量的二醇為乙二醇或二乙二醇或丙三醇或1，4-丁二醇或1，6-己二醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，其中所述延遲性叔胺催化劑也可用延遲性叔胺催化劑和有機(jī)錫催化劑組成混合催化劑代替。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)聚氨酯微孔彈性體的改進(jìn)方法，涉及聚氨酯微孔彈性體工藝性能和物理性能的技術(shù)改進(jìn)。旨在改變現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)品模內(nèi)時(shí)間較長、產(chǎn)品工藝及材料性能差、生產(chǎn)與設(shè)備成本較高的問題。本發(fā)明制備方法為將溫度為35－60℃的預(yù)聚體與多元醇樹脂按比例混合，其中催化劑為延遲性叔氨催化劑，反應(yīng)料注入溫度為50－70℃模具內(nèi)，使用閉?；蜷_模澆注的方式熟化后即得制品；本發(fā)明具有優(yōu)良產(chǎn)品工藝及材料性能效果，應(yīng)用于汽車、機(jī)械、橋梁等行業(yè)的高強(qiáng)度阻尼元件。
文檔編號(hào)C08G18/32GK1534051SQ0311606
公開日2004年10月6日 申請日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者楊穎韜, 侯瑞宏, 李建星, 聶世波 申請人:上海凱眾聚氨酯有限公司