一种轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物及其制备方法与用途技术

技术编号：43141652 阅读：3 留言：0更新日期：2024-10-29 17:44

本发明专利技术涉及一种轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物及其制备方法与用途，主要解决现有技术中聚氨酯泡沫在满足轻量化时强度低、不耐高温复合成型性差的问题。本发明专利技术通过采用一种新的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，包括：由组分A和组分B组成，组分A与组分B以重量百分比计按1:1.5～1.8，其中组分A以重量份数计包括聚醚多元醇为20～40份，曼尼希聚醚为15～30份，聚酯多元醇为10～20份，二元醇为10～20份，反应型催化剂为0.1～0.5份，泡沫稳定剂Ⅰ为1.0～1.5份，泡沫稳定剂Ⅱ为0.1～1.0份，开孔剂为0.5～1.5份，水为2～3份；组分B为聚合MDI的技术方案，较好地解决了该问题，可用于汽车衣帽架工业应用中。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚氨酯制备领域，尤其涉及一种轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物及其制备方法与用途。

技术介绍

1、随着石油等传统能源的不断开采使用，全球能源紧张氛围日益浓厚，随着世界各国签订《联合国气候框架公约》等协定，环保已经成为世界各国关注的重点问题。作为能源消耗大户和污染大户的汽车，研究表明一辆汽车的平均质量下降10％，带来油耗改善6％，污染物排放降低2.5～8.8％。轻量化带来的好处十分明显，为追求汽车轻量化，在保障汽车安全的前提下使用重量低、强度高的材料成为大家的最优选择。并根据汽车发展趋势，新能源汽车对于轻量化的需求更为迫切，纯电车辆重量降低，续航里程可大幅增加，而续航里程又是新能源汽车的重要指标。

2、聚氨酯是一种高性能的高分子材料，因其优异的物理机械性能、良好的化学稳定性和易于加工成型等优点，被广泛应用于各种领域，如汽车、建筑、家电、家具等。其中，聚氨酯泡沫是一种重要的聚氨酯材料，其具有密度小、比强度高、隔热隔音性能好等优点，被广泛应用于汽车、建筑等领域。汽车后备胎盖板和汽车衣帽架用来遮盖、隔离后背箱，同时又能够放置物品和行李的功能，具有隔音降噪的功能，目前在汽车内饰件材料领域，衣帽架板多采用pp吹塑成型、瓦楞蜂窝纸喷涂成型等材料和生产工艺进行复合制作；但上述工艺制作的汽车衣帽架板存在较多的不足点，如总质量大、承载性有限、高温容易变形、吸音降噪效果差等。随着市场和消费者对汽车产品材料的要求越来越高，现有的复合材料和工艺已不能满足主机厂对汽车衣帽架板在轻量化、高承载性、耐高温性方面的需求，因此采用pu复合板

3、中国专利cn115703876a公开了一种高承载耐高温聚氨酯板材发泡材料及其制备方法与用途，由二种组分构成，组分a：聚醚多元醇ⅰ15～30份，聚醚多元醇ⅱ50～70份，开孔剂2～10份，聚多元醇5～10份，反应型催化剂0.8～2份，表面活性剂1～2份，水2～3份，玻纤粉0.3～1份；组分b为聚合mdi；制得聚氨酯板材具有高强度和耐热性，其组分需添加玻纤粉日常生产并不便捷而且其整体密度均高于50kg/m3无法满足更高轻量化要求，且未提及在超高温度下的尺寸变化率的具体数值。

技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题之一是，现有技术中用于汽车衣帽架的聚氨酯板材材料，当满足轻量化要求时其刚性强度低、高温尺寸稳定性差的问题，提供一种新的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，该组合物在满足质量轻的情况下具有刚性强度高、高温尺寸稳定性好的优点。

2、本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一的相对应的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物的制备方法。

3、本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物的应用。

4、为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，其特征在于：由组分a和组分b组成，组分a与组分b以重量百分比计按1:1.5～1.8，其中组分a以重量份数计包括聚醚多元醇为20～40份，曼尼希聚醚为15～30份，聚酯多元醇为10～20份，二元醇为10～20份，反应型催化剂为0.1～0.5份，泡沫稳定剂ⅰ为1.0～1.5份，泡沫稳定剂ⅱ为0.1～1.0份，开孔剂为0.5～1.5份，水为2～3份；组分b为聚合mdi；所述聚醚多元醇是以丙三醇、三羟甲基丙烷或山梨醇中的至少为起始剂，由环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成，以环氧乙烷封端的聚醚多元醇，分子量为3000～8000，羟值为20～60mgkoh/g；所述曼尼希聚醚由苯酚、多聚甲醛及二乙醇胺为原料,制备得到曼尼希碱，而后将其与环氧丙烷进行加成反应制备得到官能度3～6，羟值300～600mgkoh/g；所述聚酯多元醇是由邻苯二甲酸、芳族酸酐和多元醇通过缩聚反应制得官能度为2～4，羟值为200～4000mgkoh/g；所述的二元醇为官能度2，分子量为50～150，羟值为750～2500mgkoh/g；所述的反应型催化剂为含有羟基的叔胺型催化剂；所述的泡沫稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物；所述的开孔剂为聚氧化烯烃-聚硅氧烷型共聚物；

5、上述方案中，优选地，所述的二元醇为乙二醇、二甘醇、1,4丁二醇或一缩二丙二醇中至少一种；

6、上述方案中，优选地，所述聚醚多元醇选自che-2801、che-330n、che-5602或che-360n中的至少一种；所述曼尼希聚醚选自rf-3776、rf-3777m、rf-3778或nj-m330中的至少一种；所述聚酯多元醇选自ps-3152、ps-2502a、ps-3158或ps-2412中的至少一种；所述的叔胺类催化剂选自zf-10、zr-50、ne-210或z-130中的至少一种；

7、上述方案中，优选地，所述的泡沫稳定剂ⅰ选自b8526、b8409、b8407或b8523中的至少一种；泡沫稳定剂ⅱ选自l-580、l-5345、l-626或l-6642中的至少一种；

8、上述方案中，优选地，所述的聚氧化烯烃-聚硅氧烷型共聚物为ortegol 501；

9、上述方案中，优选地，所述的聚合mdi选自m20s、pm200、44v20l或5005中的至少一种。

10、为解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：一种轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤：

11、(1)按以下各组分的重量份数准备原料：

12、由组分a和组分b组成，组分a与组分b以重量百分比计按1:1.5～1.8，其中组分a以重量份数计包括聚醚多元醇为20～40份，曼尼希聚醚为15～30份，聚酯多元醇为10～20份，二元醇为10～20份，反应型催化剂为0.1～0.5份，泡沫稳定剂ⅰ为1.0～1.5份，泡沫稳定剂ⅱ为0.1～1.0份，开孔剂为0.5～1.5份，水为2～3份；组分b为聚合mdi；其中所述聚醚多元醇是以丙三醇、三羟甲基丙烷或山梨醇中的至少为起始剂，由环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成，以环氧乙烷封端的聚醚多元醇，分子量为3000～8000，羟值为20～60mgkoh/g；所述曼尼希聚醚由苯酚、多聚甲醛及二乙醇胺为原料,制备得到曼尼希碱，而后将其与环氧丙烷进行加成反应制备得到官能度3～6，羟值300～600mgkoh/g；所述聚酯多元醇是由邻苯二甲酸、芳族酸酐和多元醇通过缩聚反应制得官能度为2～4，羟值为200～4000mgkoh/g；所述的二元醇为官能度2本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，其特征在于：由组分A和组分B组成，组分A与组分B以重量百分比计按1:1.5～1.8，其中组分A以重量份数计包括聚醚多元醇为20～40份，曼尼希聚醚为15～30份，聚酯多元醇为10～20份，二元醇为10～20份，反应型催化剂为0.1～0.5份，泡沫稳定剂Ⅰ为1.0～1.5份，泡沫稳定剂Ⅱ为0.1～1.0份，开孔剂为0.5～1.5份，水为2～3份；组分B为聚合MDI；所述聚醚多元醇是以丙三醇、三羟甲基丙烷或山梨醇中的至少为起始剂，由环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成，以环氧乙烷封端的聚醚多元醇，分子量为3000～8000，羟值为20～60mgKOH/g；所述曼尼希聚醚由苯酚、多聚甲醛及二乙醇胺为原料,制备得到曼尼希碱，而后将其与环氧丙烷进行加成反应制备得到官能度3～6，羟值300～600mgKOH/g；所述聚酯多元醇是由邻苯二甲酸、芳族酸酐和多元醇通过缩聚反应制得官能度为2～4，羟值为200～4000mgKOH/g；所述的二元醇为官能度2，分子量为50～150，羟值为750～2500mgKOH/g；所述的反应型催化剂为含有羟基的叔胺型催化剂；所述的泡

2.根据权利要求1所述的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，其特征在于：所述的二元醇为乙二醇、二甘醇、1,4丁二醇或一缩二丙二醇中至少一种。

3.根据权利要求1所述的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，其特征在于：所述聚醚多元醇选自CHE-2801、CHE-330N、CHE-5602或CHE-360N中的至少一种；所述曼尼希聚醚选自RF-3776、RF-3777M、RF-3778或NJ-M330中的至少一种；所述聚酯多元醇选自PS-3152、PS-2502A、PS-3158或PS-2412中的至少一种；所述的叔胺类催化剂选自ZF-10、ZR-50、NE-210或Z-130中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，其特征在于：所述的泡沫稳定剂Ⅰ选自B8526、B8409、B8407或B8523中的至少一种；泡沫稳定剂Ⅱ选自L-580、L-5345、L-626或L-6642中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，其特征在于：所述的聚氧化烯烃-聚硅氧烷型共聚物为ORTEGOL 501。

6.根据权利要求1所述的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，其特征在于：所述的聚合MDI选自M20s、PM200、44V20L或5005中的至少一种。

7.一种权利要求1所述的一种轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物的制备方法，包括以下步骤：

8.权利要求1所述的一种轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物在汽车衣帽架中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，其特征在于：由组分a和组分b组成，组分a与组分b以重量百分比计按1:1.5～1.8，其中组分a以重量份数计包括聚醚多元醇为20～40份，曼尼希聚醚为15～30份，聚酯多元醇为10～20份，二元醇为10～20份，反应型催化剂为0.1～0.5份，泡沫稳定剂ⅰ为1.0～1.5份，泡沫稳定剂ⅱ为0.1～1.0份，开孔剂为0.5～1.5份，水为2～3份；组分b为聚合mdi；所述聚醚多元醇是以丙三醇、三羟甲基丙烷或山梨醇中的至少为起始剂，由环氧乙烷和环氧丙烷聚合而成，以环氧乙烷封端的聚醚多元醇，分子量为3000～8000，羟值为20～60mgkoh/g；所述曼尼希聚醚由苯酚、多聚甲醛及二乙醇胺为原料,制备得到曼尼希碱，而后将其与环氧丙烷进行加成反应制备得到官能度3～6，羟值300～600mgkoh/g；所述聚酯多元醇是由邻苯二甲酸、芳族酸酐和多元醇通过缩聚反应制得官能度为2～4，羟值为200～4000mgkoh/g；所述的二元醇为官能度2，分子量为50～150，羟值为750～2500mgkoh/g；所述的反应型催化剂为含有羟基的叔胺型催化剂；所述的泡沫稳定剂为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物；所述的开孔剂为聚氧化烯烃-聚硅氧烷型共聚物。

2.根据权利要求1所述的轻量化、高强度耐高温聚氨酯组合物，其特征在于：所述的二元醇为乙二醇、二甘醇、1,4丁二醇或一缩二丙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海峰，王瑞平，陈玲娟，王婷婷，宋宇飞，
申请(专利权)人：江苏长顺高分子材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：

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