低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫及其制备方法和应用，其中，该低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫包括第一组分和第二组分，该第一组分中包括有聚酯多元醇，该第二组分中包括有异氰酸酯预聚体和粗异氰酸酯，所述异氰酸酯预聚体由粗异氰酸酯和直链多元醇预聚而成。本发明专利技术利用聚酯多元醇来替代现有的高粘度的乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇，从而使得第一组分的粘度降低，密度减小，满足汽车轻量化的要求。本发明专利技术在第二组分中利用粗异氰酸酯和直链多元醇进行预聚，制得一种改性的异氰酸酯预聚体，随后再与第一组分中的聚氨酯发泡所需的聚酯多元醇进行反应，制得一种低玻璃化转变温度的泡沫，从而提高泡沫的低温爆破性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车仪表板用聚氨酯泡沫，更具体地涉及一种低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，汽车轻量化已是趋势，在不影响原有的性能情况下，工程师们希望汽车里面的每个零件都能降低重量。在内饰区域，汽车仪表板占据了较大的重量和空间，因此，降低汽车仪表板的重量对整车重量的降低也有较大影响。其中，仪表板中的泡沫占有一定重量，因此，降低仪表板用泡沫密度成为工程师们争相研究的一个方向。另外，汽车仪表板的乘员侧通常都配有安全气囊，安全气囊是车辆在发生撞击事故中保护乘员的一个重要工具，作用仅次于安全带。当气囊发生爆破时，会有一部分能量被仪表板吸收。根据气囊框结构、仪表板弱化情况和泡沫撕裂力不同，爆破被吸收的能量也不同。而在低温情况下，仪表板的泡沫层会变得更硬，撕裂力变大，吸收爆破的能量增加，导致爆破性能下降。因此提高泡沫的低温爆破性能也是一个方向。现有的汽车仪表板用聚氨酯泡沫通常包括第一组分和第二组分，其中，第一组分中包括有乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇，第二组分中包括有粗异氰酸酯，这两种组分按照一定比例混合即可获得汽车仪表板用聚氨酯泡沫。实践表明，该汽车仪表板用聚氨酯泡沫的密度较大，存在进一步降低的空间，另外，当该汽车仪表板用聚氨酯泡沫用于低温环境，例如零下30度的条件下时，其爆破性能无法满足要求。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫及其制备方法和应用，该聚氨酯泡沫具有良好的低温爆破性能。本专利技术提供一种低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，包括第一组分和第二组分，其中，该第一组分中包括有聚酯多元醇，该第二组分中包括有异氰酸酯预聚体和粗异氰酸酯，所述异氰酸酯预聚体由粗异氰酸酯和直链多元醇预聚而成。所述聚酯多元醇为高支化和高羟值的聚酯多元醇。所述聚酯多元醇的支化度>0.8，羟值为500～800mgKOH/g。实际上，该支化度优选在0.81-0.99之间，进一步选优在0.9-0.95之间。所述聚酯多元醇为由2,2-二羟甲基丁酸、2,2-二羟甲基丁二酸、2,2-二羟甲基丙酸中的一种或几种和2,2-二羟甲基丁醇、3,3-二羟甲基丙醇、3,3-二羟甲基戊二醇中的一种或几种聚合而成的聚酯多元醇。该第一组分中不包括乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇。所述异氰酸酯预聚体在所述第二组分中的含量为5wt％-30wt％。所述直链多元醇为高分子量的直链多元醇。所述直链多元醇的分子量2000～5000。所述直链多元醇为聚四氢呋喃多元醇、二乙二醇、丙三醇、二聚丙三醇和三聚丙三醇中的一种或多种。所述异氰酸酯预聚体中的粗异氰酸酯与直链多元醇的摩尔比为7～8:1。本专利技术还提供一种低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫的制备方法，包括：S1，利用聚酯多元醇形成第一组分；S2，粗异氰酸酯和直链多元醇发生化学反应形成异氰酸酯预聚体；S3，异氰酸酯预聚体与粗异氰酸酯混合形成第二组分；S4，第一组分和第二组分混合形成低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫。所述聚酯多元醇为由2,2-二羟甲基丁酸、2,2-二羟甲基丁二酸、2,2-二羟甲基丙酸中的一种或几种和2,2-二羟甲基丁醇、3,3-二羟甲基丙醇、3,3-二羟甲基戊二醇中的一种或几种聚合而成的聚酯多元醇。所述异氰酸酯预聚体中的粗异氰酸酯与直链多元醇的摩尔比为7～8:1。所述异氰酸酯预聚体中的粗异氰酸酯与直链多元醇的反应温度为60-100℃。本专利技术又提供一种上述的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫的应用。该低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫具有良好低温泡沫性能。该低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫在零下40度-零下20度下具有良好低温泡沫性能。本专利技术利用聚酯多元醇来替代现有的高粘度的乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇，从而使得第一组分的粘度降低，密度减小，满足汽车轻量化的要求。本专利技术在第二组分中利用粗异氰酸酯和直链多元醇进行预聚，制得一种改性的异氰酸酯预聚体，随后再与第一组分中的聚氨酯发泡所需的聚酯多元醇进行反应，制得一种低玻璃化转变温度的泡沫，在低温条件，特别是-30℃，比现有的泡沫更加柔软有韧性，从而提高泡沫的低温爆破性能。附图说明图1是实施例1-4的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫的平均压缩位移的对比图。具体实施方式下面结合附图，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述。实施例1由2,2-二羟甲基丙酸和2,2-二羟甲基丁醇形成支化度为0.9，羟值为610mgKOH/g的聚酯多元醇，利用该聚酯多元醇按照摩尔质量同比地替代现有的高粘度的乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇，从而形成第一组分(又称为A料)。替代之后的A料粘度变为1250mPa·s，原始未替代之前为1912mPa·s，降低了34.6％。该粘度的降低对物料的流动性有大幅度提高。同时由于该聚酯多元醇的超支化的分子结构对泡沫的结构起到了支撑作用，泡沫的结构强度并未降低。经试制，泡沫的密度降低了21％，其他性能并未降低。粗异氰酸酯作为第二组分(又称为B料)。A料和B料混合，经发泡机混合、浇注，在仪表板模具中合成本专利技术的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫。然后，按照现有的标准，对泡沫和表皮在不同状态下进行撕剥力测试，测试过程如下：预处理：试验前，样件在德国标准DIN50014-23/50-2规定的标准环境中调节24h；试验过程描述：剥离角度90°，速度50mm/min，剥离长度100mm，输出实际的粘附力值；样品状态：150×50mm，20件，取自零件测试结果如下表1：从表1看出，低密度泡沫的撕剥力测试结果全部满足且高于现有的标准。接着，按照现有标准，制得70﹡70﹡10mm大小的泡沫样块，在-30℃﹡4h的存放后在-30℃下对泡沫样块随机取5根样条进行低温压缩硬度测试，相应的压缩位移数据结果如下表2：实施例2由2,2-二羟甲基丁二酸和3,3-二羟甲基丙醇形成支化度为0.91，羟值为620mgKOH/g的聚酯多元醇，利用该聚酯多元醇按照摩尔质量同比地替代现有的高粘度的乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇，从而形成第一组分(又称为A料)。替代之后的A料粘度变为1150mPa·s，原始未替代之前为1912mPa·s，降低了39.86％。对物料的流动性有大幅度提高。同时由于该聚酯多元醇超支化的分子结构对泡沫的结构起到了支撑作用，泡沫的结构强度并未降低。经试制，泡沫的密度降低了25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，包括第一组分和第二组分，其特征在于，该第一组分中包括有聚酯多元醇，该第二组分中包括有异氰酸酯预聚体和粗异氰酸酯，所述异氰酸酯预聚体由粗异氰酸酯和直链多元醇预聚而成。

【技术特征摘要】
1.一种低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，包括第一组分和第二组分，其特征在于，该第一组分中包括有聚酯多元醇，该第二组分中包括有异氰酸酯预聚体和粗异氰酸酯，所述异氰酸酯预聚体由粗异氰酸酯和直链多元醇预聚而成。
2.根据权利要求1所述的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚酯多元醇为高支化和高羟值的聚酯多元醇。
3.根据权利要求2所述的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚酯多元醇的支化度>0.8，羟值为500～800mgKOH/g。
4.根据权利要求1所述的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚酯多元醇为由2,2-二羟甲基丁酸、2,2-二羟甲基丁二酸、2,2-二羟甲基丙酸中的一种或几种和2,2-二羟甲基丁醇、3,3-二羟甲基丙醇、3,3-二羟甲基戊二醇中的一种或几种聚合而成的聚酯多元醇。
5.根据权利要求1所述的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，其特征在于，该第一组分中不包括乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇。
6.根据权利要求1所述的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯预聚体在所述第二组分中的含量为5wt％-30wt％。
7.根据权利要求1所述的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，其特征在于，所述直链多元醇为高分子量的直链多元醇。
8.根据权利要求7所述的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，其特征在于，所述直链多元醇的分子量2000～5000。
9.根据权利要求1所述的低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫，其特征在于，所述直链多元醇为聚四氢呋喃多元醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建军，孙洁，
申请(专利权)人：延锋汽车饰件系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31