專利名稱：用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組份的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚氨酯材料領(lǐng)域，特別涉及用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組份。
背景技術(shù)：
隨著時(shí)代的發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對木材的需求量日益增大，但是森林資源或者木材資源是非常有限的，人們開始試著采用髙分子材料來替代木質(zhì)材料，如目前已經(jīng)開發(fā)出聚氨酯仿木材料來替代木材。聚氨酯是一種新興的且使用最為廣泛的一種髙分子材料，由于聚氨酯制品硬度可以調(diào)節(jié)，而且密度范圍非常寬，非常適合生產(chǎn)替代木材的產(chǎn)品。
現(xiàn)有的聚氨酯仿木材料一般分為聚醚型和聚酯型兩類，然而現(xiàn)有的聚氨酯仿木材料的強(qiáng)度較差(抗張力強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度都較差，非常脆)、不耐磨、并且尺寸穩(wěn)定性不好，在運(yùn)輸過程中容易變形和損壞，因此一般只能用于生產(chǎn)對強(qiáng)度和尺寸要求不高的制品，諸如裝飾材料、相框、花盆等，使用范圍非常有限， 一般無法應(yīng)用于制鞋業(yè)、家具業(yè)等。
另外，現(xiàn)有的技術(shù)中的聚氨酯仿木材料的密度范圍一 般在0. 35g/cm3~xxxg/cm3， 一般無法制作出低密度的聚氨酯仿木材料，當(dāng)密度低于0.35g/cm3時(shí)，材料硬度很差，易收縮，尺寸穩(wěn)定性很差，適用范圍非常有限。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明一方面提供了一種用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的多元醇組分，所述的多元醇組分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作為擴(kuò)鏈劑的小分子二元醇、催化劑、發(fā)泡劑和勻泡劑，其中，所述的原料配方還包括一種添加劑；該添加劑為硬脂酸鈣、納米級(jí)碳酸鈣、小分子聚酯多元醇三種成分通過機(jī)械方式混合形成的混合物；所述的聚酯多元醇由聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇組成，所述的小分子多元醉由乙二醇和二乙醇胺組成，所述的催化劑為三乙烯二胺；所述的發(fā)泡劑為水；所述的勻泡劑為二甲基硅氧烷。所述的機(jī)械方式是指用純機(jī)械的或者說純物理的方式將所述的三種成分混合在一起，例如將三種成分混在一起，進(jìn)行攪拌混勻，或者攪拌加研磨混勻。
所述的納米級(jí)碳酸鈣(納米級(jí)采用國際通用的標(biāo)準(zhǔn)，即小于lOOmn以內(nèi)的稱為納米級(jí))是指粉末平均粒徑小于100nm的碳酸鈣粉體。
所述的多元醇組分的制備采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的制備方法， 一般來說，可以將各原料配方按一定比例混合物，并在一定溫度下攪拌一段時(shí)間，便能夠制得多元醇組分。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體制品要求來選擇制備過程中所采用的聚酯多元醇、小分子多元醇、催化劑、發(fā)泡劑、勻泡劑的配方比例以及反應(yīng)溫度、時(shí)間等反應(yīng)條件。聚酯多元醇、擴(kuò)鏈劑、催化劑、發(fā)泡劑和勻泡劑均為制作聚酯型聚氨酯仿木材料的多元醇組分中的常規(guī)原料物質(zhì)，這些物質(zhì)的配比應(yīng)當(dāng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。
所述的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇為普通的聚酯多元醇。聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的合成原料為乙二醇、二乙二醇、己二酸。聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的合成原料為乙二醇、二乙二醇、苯酐、己二酸。這兩種聚酯多元醇的制備方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的聚酯多元醇的制備方法。
采用上述技術(shù)方案的多元醇組分，發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究，研發(fā)出上述的這種特殊添加劑，其中添加這種特殊添加劑的多元醉組分，再結(jié)合添加特定組合的聚酯多元醇(包括聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇，尤其是后一種聚酯多元醇中引入了苯環(huán))，以及相應(yīng)擴(kuò)鏈劑、勻泡劑、催化劑等，所制作出來的聚酯型聚氨酯仿木材料的性能優(yōu)異強(qiáng)度髙(抗張力強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度、模量都大大提髙，不發(fā)脆)、尺寸穩(wěn)定性非常好、耐磨性也很好，可以適用于生產(chǎn)強(qiáng)度要求較髙的仿木材料制品，諸如鞋底、家具等產(chǎn)品，應(yīng)用范圍更廣；另外，采用該多元醇組分，可以制作出密度
范圍約為0.25g/cm3~l. 10g/cm3的聚酯型聚氨酯仿木材料，應(yīng)用范圍可以更廣。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的添加劑為硬脂酸鈣、納米級(jí)碳酸鈣、分子量為560-630的聚二甘醇己二酸酯多元醇通過機(jī)械方式混合形成的混合物。
優(yōu)選的，所述的硬脂酸鈣、納米級(jí)碳酸鈣、分子量為560-630的聚二甘醇己二酸酯多元醇三者之間的重量比為1: 1: 1。
所述的添加劑的加入量，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體制品要求來選擇添加劑的加入量， 一般來說加入的量越多，制品的強(qiáng)度越高，優(yōu)選的，添加劑的加入量占所述多元醇組分重量的25%~40%。
優(yōu)選的，所述的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的分子量為1450-1550;所述的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的分子量為1150~1250。
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇與所述的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的質(zhì)量比為1:2 1: 3。
本發(fā)明另一方面還提供了一種與上述多元醇組分配合使用的用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的聚氨酯預(yù)聚體組分，所述的聚氨酯預(yù)聚體組分的原料配方包括聚酯多元醇、異氰酸酯，其中，所述的聚酯多元醇為聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇；所述的異氫酸酯為4， 4-二苯基甲垸-2-異氰酸酯。
所述的聚氨酯預(yù)聚體組分還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的能夠用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的其他任意聚氨酯預(yù)聚體組分。該組分制備采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的制備方法， 一般來說，可以將各原料配方按一定比例混合物，并在一定溫度下攪拌一段時(shí)間，便能夠制得聚氨酯預(yù)聚體組分。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體制品要求來選擇制備過程中所采用的聚酯多元醇、異氰酸酯的配方比例以及反應(yīng)溫度、時(shí)間等反應(yīng)條件。
本發(fā)明另一方面還提供了一種用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組份，其由聯(lián)用的兩個(gè)組分組成，所述的兩個(gè)組分為上述的多元醇組分和上述的聚氨酯預(yù)聚體組分。
本發(fā)明另一方面還提供了一種聚酯型聚氨酯仿木材料，其由上述的多元醇組分和上述的聚氨酯預(yù)聚體組分按一定比例混合進(jìn)行反應(yīng)而制成。聚氨酯鞋底材料的制備方法采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法，多元醇組分和聚氨酯預(yù)聚體組分的混合比例、以及反應(yīng)的溫度、時(shí)間等反應(yīng)條件，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體制品的要求來進(jìn)行選擇。
具體實(shí)施例方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1:
1、聚酯多元醇的制備，可以采用常規(guī)的聚酯多元醇制備方法，本是實(shí)施例中采用氮?dú)饨祲悍▉碇苽洹?br> 分子量約為1500的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的制備過程 向反應(yīng)釜中依次加入乙二醇50g、 二乙二醇50g、己二酸90g,打開攪拌， 開始升溫，升溫至135~140^時(shí)恒溫1小時(shí)穩(wěn)定脫水速度(通過精餾塔，塔頂溫 度保持〈102'C)后繼續(xù)升溫，升溫至180X:左右氮?dú)馇袚Q從下部通入，并逐步 加大氮?dú)饬繌?qiáng)化脫水。升溫至225士51C恒溫，恒溫1小時(shí)后加入催化劑并開始 抽真空，進(jìn)行酯交換，從抽真空開始計(jì)時(shí)4小時(shí)后每2小時(shí)取一次樣品中控分 析至最終酸值<1,羥值為53~59,恢復(fù)常壓，氮?dú)馇袚Q上部通入，開始降溫， 降溫至120X:即可取樣做最終分析并包裝。
分子量為1200的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的制備過程 制備方法同聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇，原料為乙二醇50克，二乙 二醇50克，苯酐20克，己二酸65克。
2、 添加劑的制備
將硬脂酸鈣、納米級(jí)碳酸鈣粉體(粉末平均粒徑約為60mn)、分子量為600 的聚二甘醇己二酸酯多元醇按質(zhì)量比1: 1: 1混合，攪勻，經(jīng)研磨機(jī)研磨成膏 狀即可。
3、 合成聚氨酯預(yù)聚體組分
原料分子量約為1500的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇18g、異氰酸 酯30g;
向反應(yīng)釜依次加入異氰酸酯和聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇，將反應(yīng) 釜溫度控制在70—80"，反應(yīng)3小時(shí)后測NCO當(dāng)量；調(diào)整NCO當(dāng)量到220， 即制成聚氨酯預(yù)聚體組分。
4、 合成多元醇組分
原料分子量約為1500的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇12g、分子量 為1200的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇30g、乙二醇18g、 二乙醇胺 0.5g、蒸餾水0.8g、 二甲基硅氧烷0.4g、三乙烯二胺0.8g、上述方法制得的添加 劑30g;向另一反應(yīng)釜中依次加入聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇、聚乙二醇二 乙二醇苯酐己二酸酯多元醇、乙二醇、二乙醇胺、蒸餾水、二甲基硅氧烷、三 乙烯二胺、添加劑，將反應(yīng)釜溫度控制在50—6(TC，攪拌一小時(shí)后測水分，調(diào) 整水分合格后(水分大約為0.55%),即制得多元醇組份。
應(yīng)用實(shí)例(仿木鞋底的合成)
將上述制得的聚氨酯預(yù)聚體組份和多元醇組份分別預(yù)熱至40C再一同倒 入鞋底澆注機(jī)的料罐里，循環(huán)20分鐘；打一小的試杯，確認(rèn)試杯為發(fā)泡中心。
將鞋模(鞋底的鞋模)溫度控制在50-70°C,將料罐里打好的原料注入鞋模， 50-70"硫化5分鐘，即可取出鞋底。
所制得的鞋底密度為0.3g/cm3,硬度為邵氏93A。強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性非 常好、耐磨性也很好、輕便，適用高檔女髙坡鞋、沙灘鞋、木屐等鞋底。
以上對本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠 了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本 發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的多元醇組分，所述的多元醇組分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作為擴(kuò)鏈劑的小分子二元醇、催化劑、發(fā)泡劑和勻泡劑，其特征在于所述的原料配方還包括一種添加劑；該添加劑為硬脂酸鈣、納米級(jí)碳酸鈣、小分子聚酯多元醇三種成分通過機(jī)械方式混合形成的混合物；所述的聚酯多元醇由聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇組成，所述的小分子多元醇由乙二醇和二乙醇胺組成，所述的催化劑為三乙烯二胺；所述的發(fā)泡劑為水；所述的勻泡劑為二甲基硅氧烷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多元醇組分，其特征在于所述的添加劑為硬脂 酸鈣、納米級(jí)碳酸鈣、分子量為560~630的聚二甘醇己二酸酯多元醇通過機(jī)械 方式混合形成的混合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多元醇組分，其特征在于所述的硬脂酸鈣、納 米級(jí)碳酸鈣、分子量為560~630的聚二甘醇己二酸酯多元醇三者之間的重量比 為1: 1: 1。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的多元醇組分，其特征在于所述的添 加劑的加入量占所述多元醇組分的原料配方總重量的25%~40%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l-3任意一項(xiàng)所述的多元醇組分，其特征在于所述的聚 乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的分子量為1450~1550;所述的聚乙二醇二乙二 醇苯酐己二酸酯多元醇的分子量為1150-1250。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多元醇組分，其特征在于所述的聚乙二醇二乙 二醇己二酸酯多元醇與所述的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的質(zhì)量比 為1:2 1:3。
7、 一種用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的聚氨酯預(yù)聚體組分，所述的聚氨酯預(yù)聚體組分的原料配方包括聚酯多元醇、異氰酸酯，其特征在于所述的聚酯多元醇為聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇；所述的異氫酸酯為4， 4-二苯基 甲烷-2-異氰酸酯。
8、 一種用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組份，其由聯(lián)用的兩個(gè)組分組 成，所述的兩個(gè)組分為權(quán)利要求1所述的多元醇組分和權(quán)利要求7所述的聚氨 酯預(yù)聚體組分。
9、 一種聚酯型聚氨酯仿木材料，其由權(quán)利要求1所述的多元醇組分和權(quán)利 要求7所述的聚氨酯預(yù)聚體組分按一定比例混合進(jìn)行反應(yīng)而制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組分，其中多元醇組分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作為擴(kuò)鏈劑的小分子二元醇、催化劑、發(fā)泡劑和勻泡劑，所述的原料配方還包括一種添加劑；該添加劑為硬脂酸鈣、納米級(jí)碳酸鈣、小分子聚酯多元醇三種成分通過機(jī)械方式混合形成的混合物，所述的聚酯多元醇由聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇組成。經(jīng)添加了這種特殊添加劑以及特定的聚酯多元醇等的多元醇組分所制作出來的聚酯型聚氨酯仿木材料的性能優(yōu)異強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性非常好、耐磨性也很好，可以適用于生產(chǎn)強(qiáng)度要求較高的仿木材料制品，諸如鞋底、家具等產(chǎn)品，應(yīng)用范圍更廣。
文檔編號(hào)C08G18/00GK101628963SQ20091011599
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者呂華波, 源 周, 平 江 申請人:太倉市旭川樹脂有限公司