《一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104119671A43申请公布日20141029CN104119671A21申请号201410282720122申请日20140620C08L75/08200601C08L77/00200601C08L23/08200601C08G18/66200601C08G18/48200601C08G18/50200601C08K9/06200601C08K9/04200601C08K3/26200601C08K3/16200601C08G101/0020060171申请人浙江华江科技发展有限公司地址311106浙江省杭州市余杭区塘栖工业园区72发明人傅华康楼娣蒋义钐刘国旺马国维74。
2、专利代理机构杭州中成专利事务所有限公司33212代理人唐银益54发明名称一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺57摘要本发明公开了一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺，将PU泡沫的原材料包括三种物质100份质量分数组合聚醚多元醇，140190份异氰酸酯，515份的组合吸热填料。将聚醚多元醇与催化剂、开孔剂等各种添加剂按预设配比搅拌混合均匀，将两种或多种吸热填料按预设配比加入高速球磨机中，在喷洒硅烷或钛酸酯偶联剂的同时进行球磨混合等步骤实现。依据本发明方案得到的PU泡沫，其拉伸性能、压缩性能与抗冲性能均有不同程度的提高且泡沫整体的孔洞更小、更致密、分布更均匀，开孔率也得到改。
3、善，从而有利于提高泡沫的吸音与透气性能并生产轻量化的汽车内饰件。此外，本发明方案中的制备工艺简便可行、成本低，完全适用于大规模箱式发泡。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页10申请公布号CN104119671ACN104119671A1/1页21一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫，其特征在于，PU泡沫的原材料包括三种物质100份质量分数组合聚醚多元醇，140190份异氰酸酯，515份的组合吸热填料。2根据权利要求1所述的轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的组合聚醚多元醇包括1045份甘油。
4、为起始剂，羟值为2540MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇或1535份以山梨醇为起始剂，羟值400500MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇或020份以乙二胺为起始剂，羟值380450MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；053份水；0052份胺类催化剂，00315份开孔剂，013份表面活性剂及1030份二丙二醇。3根据权利要求1所述的轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的异氰酸酯为108122份多苯基多亚甲基异氰酸酯，NCO值在3032。4根据权利要求1所述的轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的组合吸热填料为小分子物质与高分子粉末的混合。
5、物，所述的小分子物质为醋酸钠、碳酸钠、氢氧化铝、氢氧化钡或氯化钙中的一种或几种的混合物，高分子粉末为乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯、改性聚乙烯、改性聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、共聚尼龙中的一种或几种的混合物。5根据权利要求4所述的轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的组合吸热填料中小分子物质的添加量为15份，高分子粉末的添加量为315份。6一种根据权利要求1至5中任意一项所述的轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的制备工艺，其特征在于，具体制备步骤如下1将聚醚多元醇与催化剂、开孔剂等各种添加剂按预设配比搅拌混合均匀；2将两种或多种吸热填料按。
6、预设配比加入高速球磨机中，在喷洒硅烷或钛酸酯偶联剂的同时进行球磨混合，以300800R/MIN的速度混合1030MIN后得到组合吸热填料；3将组合吸热填料加入混合好的组合聚醚多元醇中，高速搅拌一段时间；4将异氰酸酯迅速倒入步骤3得到的混合液中，高速搅拌1540S，速度为10002500R/MIN；5将步骤4中得到的混合液倒入发泡箱中，并放入热电偶以跟踪测试泡沫中心的温度，待泡沫接触热电偶端部后记录温度，直至温度下降后停止记录，发泡介绍后，切割并测试PU泡沫的密度均匀性、开孔率、拉伸及弯曲性能。7根据权利要求6所述的轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的制备工艺，其特征在于，所述的步骤2中，偶联剂为。
7、硅烷类偶联剂或钛酸酯类偶联剂。8根据权利要求6所述的轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的制备工艺，其特征在于，所述的步骤3中，搅拌时间为3090S，速度为5001500R/MIN。权利要求书CN104119671A1/5页3一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺技术领域0001本发明涉及一种聚氨酯泡沫的配方及工艺，具体涉及一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺。背景技术0002在聚氨酯PU泡沫体中，开发应用最早的是硬度很高的泡沫体，而获得市场认可、应用最广的是软质泡沫塑料。作为硬度介于这两类泡沫体之间的则称为半硬质泡沫塑料，简称半硬泡。半硬泡与软泡和硬泡的主要区别在于它具备较。
8、高的压缩强度，在其负荷卸载后，其泡沫体复原的速度十分缓慢，表现出较好的能量吸收、缓冲减震特性。鉴于这些特性，半硬泡目前已被广泛用于车内装饰材料，如仪表板、内衬板、顶棚、天窗滑盖、头靠、衣帽架等。0003目前PU发泡设备主要有两大类，一类为机械式连续发泡，操作简便，速度快，泡沫性能优异，但所需设备繁多、成本高，且受限于传送带的宽度，当泡沫规格较多时，机械发泡的效率便大打折扣，因此机械式连续发泡多适用于大规模生产一种或几种尺寸相近的泡沫；另一类为非连续箱式发泡，尽管该法得到的泡沫性能不如机械发泡，但设备简单、成本低，且所适用的泡沫尺寸灵活多变，应用于生产尺寸差异大的泡沫时效率高。目前，由于泡沫产品。
9、的规格多样化，国内外许多企业均采用非连续箱式法下文简称箱式发泡来生产PU泡沫。0004近些年，箱式发泡工艺不断得到改进，目前机械化程度较高的箱式发泡多采用提升式无底混合桶如图1所示，待物料混合完毕后，混合桶即从箱底提起，混合料液即充满箱底。然而，箱式发泡工艺中泡沫的放热问题始终是一个难题，严重限制了产品质量的进一步优化。这主要是因为PU泡沫的生产过程中，两种原料即多元醇与异氰酸酯的反应会放出大量的热，而泡沫的体积较大且内部结构不利于散热，导致泡沫体内温度在三边密闭式的发泡过程中急剧上升，最高可超过200。在如此高温下，PU分子链与空气中的氧气反应随即产生氧化，使泡沫中心颜色发黄甚至发黑俗称“烧。
10、芯”，严重时会自燃而引起火灾，造成无法挽回的巨大损失。此外，泡沫内部散热不均还会不同程度影响其物理性能，如力学性能、泡孔分布均匀性及密度分布均匀性等。因此，如何能有效解决箱式发泡中PU泡沫的散热问题，并制备出高性能的PU泡沫已成为行业内一个公认的技术难题。0005目前针对该技术难题的报道较少，在聚氨酯硬泡箱式自由发泡工艺浅谈戴乾胜，聚氨酯工业，1999，1434344与聚氨酯软质泡沫生产中烧芯因素的探讨李佐花，聚氨酯工业，2007，2233133中，作者曾对PU泡沫的烧芯现象进行总结分析，但并未明确提出有效的解决措施。在现有专利中，CN102796239A提到，通过添加阻燃剂可有效减少烧芯现象。
11、，其中阻燃剂为抗焦心阻燃剂，包括美国旭瑞达A3007BLS、FYROLA117S、FYROLHF4，青岛瑞诺化工有限公司YOKEV166、浙江万盛化工有限公司FR38，但行业内未有推广信息。说明书CN104119671A2/5页4发明内容0006针对以上技术难题，本发明设计了一种组合吸热填料，并提供了一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺，本发明的具体技术方案如下0007本发明公开了一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫，PU泡沫的原材料包括三种物质100份质量分数组合聚醚多元醇，140190份异氰酸酯，515份的组合吸热填料。0008作为进一步地改进，本发明所述的组合聚醚多元醇包括1。
12、045份甘油为起始剂，羟值为2540MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇或1535份以山梨醇为起始剂，羟值400500MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇或020份以乙二胺为起始剂，羟值380450MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；053份水；0052份胺类催化剂，00315份开孔剂，013份表面活性剂及1030份二丙二醇。0009作为进一步地改进，本发明所述的异氰酸酯为108122份多苯基多亚甲基异氰酸酯，NCO值在3032。0010作为进一步地改进，本发明所述的组合吸热填料为小分子物质与高分子粉末的混合物，所述的小分子物质为醋酸钠、碳酸钠、氢氧化铝、氢氧化钡或氯。
13、化钙中的一种或几种的混合物，高分子粉末为乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯、改性聚乙烯、改性聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、共聚尼龙中的一种或几种的混合物。0011作为进一步地改进，本发明所述的组合吸热填料中小分子物质的添加量为15份，高分子粉末的添加量为315份。0012一种根据权利要求1至5中任意一项所述的轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的制备工艺，具体制备步骤如下00131将聚醚多元醇与催化剂、开孔剂等各种添加剂按预设配比搅拌混合均匀，搅拌速度1200R/MIN，时间1MIN；这里的速度和时间，最好是一个范围00142将两种或多种吸热填料按预设配比加入。
14、高速球磨机中，在喷洒硅烷或钛酸酯偶联剂的同时进行球磨混合，以300800R/MIN的速度混合1030MIN后得到组合吸热填料；00153将组合吸热填料加入混合好的组合聚醚多元醇中，高速搅拌一段时间；00164将异氰酸酯迅速倒入步骤3得到的混合液中，高速搅拌1540S，速度为10002500R/MIN；00175将步骤4中得到的混合液倒入发泡箱中，并放入热电偶以跟踪测试泡沫中心的温度，待泡沫接触热电偶端部后每隔1MIN记录温度，直至温度下降后停止记录，发泡介绍后，切割并测试PU泡沫的密度均匀性、开孔率、拉伸及弯曲性能。0018作为进一步地改进，本发明所述的步骤2中，偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯类。
15、偶联剂。0019作为进一步地改进，本发明所述的步骤3中，搅拌时间为3090S，速度为5001500R/MIN。0020采用本发明的有益效果如下0021依据本发明可有效解决箱式发泡过程中散热问题，避免烧芯问题，既可降低散热说明书CN104119671A3/5页5不均对泡沫性能造成的影响，密度均匀性与开孔率得到明显改善，亦可完全杜绝生产过程中的安全隐患。且得益于组合吸热填料中高分子树脂组分的加入，依据本发明方案得到的PU泡沫，其拉伸性能、压缩性能与抗冲性能均有不同程度的提高且泡沫整体的孔洞更小、更致密、分布更均匀，开孔率也得到改善，从而有利于提高泡沫的吸音与透气性能并生产轻量化的汽车内饰件。此外，。
16、本发明方案中的制备工艺简便可行、成本低，完全适用于大规模箱式发泡。附图说明0022图1为带有提升式混合无底桶的箱式发泡装置示意图；0023图2实施例1、对比例1与对比例2所得泡沫的内部温度变化曲线。具体实施方式0024下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明0025实施例100261反应原料中，组合聚醚多元醇包括15份甘油为起始剂，羟值为40MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；35份以山梨醇为起始剂，羟值400MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；15份以乙二胺为起始剂，羟值395MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；15份水；2份胺类催化剂，05份开孔剂，。
17、1份表面活性剂及25份二丙二醇。通过高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度1200R/MIN，时间1MIN，即得到组合聚醚多元醇。00272将2份碳酸钠与6份改性共聚尼龙粉末加入高速球磨机中，在喷洒硅烷偶联剂KH550的同时进行球磨混合，转速为300R/MIN，时间为30MIN，即得到组合吸热填料。00283将步骤2中得到的组合吸热填料加入步骤1得到的组合聚醚多元醇中，搅拌30S，速度为1500R/MIN。00294将111份异氰酸酯迅速倒入步骤3得到的混合液中，高速搅拌15S，速度为2500R/MIN。00305将步骤4得到的混合液倒入发泡箱中，并放入热电偶以跟踪测试泡沫中心的温度，待泡沫接触热电偶端。
18、部后每隔1MIN记录温度，直至温度下降后停止记录。发泡介绍后，切割并测试PU泡沫的密度均匀性、开孔率、拉伸及弯曲性能。其中，在对泡沫进行切割后，分别取上中下三片泡块进行上述测试，相应数据见表1。0031说明书CN104119671A4/5页60032表1为按实施例1、对比例1及对比例2方案所制备的PU泡块的各项性能参数对比。实施例1中，由于吸热物质醋酸钠与共聚尼龙的加入，在发泡过程中生成的大量反应热使得这两种物质吸热发生相转变，前者发生化学分解，而后者则发生吸热熔融塑化，均可消耗热量，因而有效缓解了PU泡沫的散热问题，从图2中可看出，组合吸热填料的加入使PU泡沫内部温度比纯PU对比例1降低了1。
19、317，效果显著，且实施例1所得泡沫的密度分布均匀性与密度明显优于对比例1所得泡沫见表1。此外，当泡沫内的温度超过共聚尼龙的熔点时，共聚尼龙粉末吸热熔融并开始聚集，而当发泡成型后体内温度逐渐下降，共聚尼龙也随即冷却由熔体重新变为固体。从表1可看出，共聚尼龙的加入显著提高了泡沫的强度与韧性，与对比例1所得泡相比，实施例1所得泡的拉伸强度与压缩强度分别增加了196与224，断裂伸长率增加了352。由此可得，组合吸热填料不仅可有效解决PU泡沫内部的散热问题，亦可显著改善泡沫的综合性能。0033对比例2中将实施例1中的组合吸热填料改为氢氧化镁与碳化硅粉末，前者最低脱水温度为340，远高于PU发泡过程中。
20、的最高温度，而碳化硅的分解温度约800，因此，在发泡过程中，这两种填料均无法通过吸热来改善散热问题。从图2可看出，两种填料加入对降低PU泡内温度无明显作用。此外，从表1可看出，两种填料加入无论是对密度均匀性、开孔率，或是力学性能，均无明显改善作用，反而有一定程度的降低，尤其是断裂伸长率。这主要是因为两种填料均为无机物质，虽经过表面处理，与PU的相容性仍不佳，导致部分填料发生团聚成为应力集中点，而使材料的力学性能有所降低。因此，高分子粉末作为组合吸热填料中的主体是不可或缺的。0034对比例100351反应原料中，组合聚醚多元醇包括15份甘油为起始剂，羟值为40MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚。
21、醚多元醇；40份以山梨醇为起始剂，羟值400MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；15份以乙二胺为起始剂，羟值395MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；15份水；2份胺类催化剂，05份开孔剂，1份表面活性剂及25份二丙二醇。通过说明书CN104119671A5/5页7高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度1200R/MIN，时间1MIN，即得到组合聚醚多元醇。00362将111份异氰酸酯迅速倒入步骤1得到的聚醚多元醇中，高速搅拌15S，速度为2500R/MIN。00373将步骤2得到的混合液倒入发泡箱中，并放入热电偶以跟踪测试泡沫中心的温度，待泡沫接触热电偶端部后每隔1MIN记录温度，。
22、直至温度下降后停止记录。发泡介绍后，切割并测试PU泡沫的密度均匀性、开孔率、拉伸及弯曲性能。其中，在对泡沫进行切割后，分别取上中下三片泡块进行上述测试，相应数据见表1。0038对比例200391反应原料中，组合聚醚多元醇包括15份甘油为起始剂，羟值为40MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；40份以山梨醇为起始剂，羟值400MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；15份以乙二胺为起始剂，羟值395MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；15份水；2份胺类催化剂，05份开孔剂，1份表面活性剂及25份二丙二醇。通过高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度1200R/MIN，时间1MIN，即。
23、得到组合聚醚多元醇。00402将2份氢氧化镁与6份碳化硅粉末加入高速球磨机中，在喷洒硅烷偶联剂KH550的同时进行球磨混合，转速为300R/MIN，时间为30MIN，即得到组合吸热填料。00413将步骤2中得到的组合吸热填料加入步骤1得到的组合聚醚多元醇中，搅拌30S，速度为1500R/MIN。00424将111份异氰酸酯迅速倒入步骤3得到的混合液中，高速搅拌15S，速度为2500R/MIN。00435将步骤4得到的混合液倒入发泡箱中，并放入热电偶以跟踪测试泡沫中心的温度，待泡沫接触热电偶端部后每隔1MIN记录温度，直至温度下降后停止记录。发泡介绍后，切割并测试PU泡沫的密度均匀性、开孔率、拉。
24、伸及弯曲性能。其中，在对泡沫进行切割后，分别取上中下三片泡块进行上述测试，相应数据见表1。0044实施例200451反应原料中，组合聚醚多元醇包括40份甘油为起始剂，羟值为25MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；20份以山梨醇为起始剂，羟值480MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；20份以乙二胺为起始剂，羟值395MGKOH/G的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇；1份水；15份胺类催化剂，1份开孔剂，2份表面活性剂及15份二丙二醇。通过高速搅拌机搅拌均匀，搅拌速度1200R/MIN，时间1MIN，即得到组合聚醚多元醇。00462将2份氯化钙与4份乙烯醋酸乙烯粉末加入高速球磨机中。
25、，在喷洒硅烷偶联剂KH550的同时进行球磨混合，转速为800R/MIN，时间为10MIN，即得到组合吸热填料。00473将步骤2中得到的组合吸热填料加入步骤1得到的组合聚醚多元醇中，搅拌55S，速度为800R/MIN。00484将115份异氰酸酯迅速倒入步骤3得到的混合液中，高速搅拌25S，速度为1000R/MIN。00495将步骤4得到的混合液倒入发泡箱中，等待其发泡成型。0050最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的几个具体实施例和对比例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。说明书CN104119671A1/1页8图1图2说明书附图CN104119671A。