专利名称：用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的双组份的制作方法
技术领域：
本发明属于聚氨酯材料领域，特别涉及用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的双组份。
背景技术：
随着时代的发展，当今社会对木材的需求量日益增大，但是森林资源或者木材资源是非常有限的，人们开始试着采用髙分子材料来替代木质材料，如目前已经开发出聚氨酯仿木材料来替代木材。聚氨酯是一种新兴的且使用最为广泛的一种髙分子材料，由于聚氨酯制品硬度可以调节，而且密度范围非常宽，非常适合生产替代木材的产品。
现有的聚氨酯仿木材料一般分为聚醚型和聚酯型两类，然而现有的聚氨酯仿木材料的强度较差(抗张力强度、抗撕裂强度都较差，非常脆)、不耐磨、并且尺寸稳定性不好，在运输过程中容易变形和损坏，因此一般只能用于生产对强度和尺寸要求不高的制品，诸如装饰材料、相框、花盆等，使用范围非常有限， 一般无法应用于制鞋业、家具业等。
另外，现有的技术中的聚氨酯仿木材料的密度范围一 般在0. 35g/cm3~xxxg/cm3， 一般无法制作出低密度的聚氨酯仿木材料，当密度低于0.35g/cm3时，材料硬度很差，易收缩，尺寸稳定性很差，适用范围非常有限。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明一方面提供了一种用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的多元醇组分，所述的多元醇组分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作为扩链剂的小分子二元醇、催化剂、发泡剂和匀泡剂，其中，所述的原料配方还包括一种添加剂；该添加剂为硬脂酸钙、纳米级碳酸钙、小分子聚酯多元醇三种成分通过机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组成，所述的小分子多元醉由乙二醇和二乙醇胺组成，所述的催化剂为三乙烯二胺；所述的发泡剂为水；所述的匀泡剂为二甲基硅氧烷。所述的机械方式是指用纯机械的或者说纯物理的方式将所述的三种成分混合在一起，例如将三种成分混在一起，进行搅拌混匀，或者搅拌加研磨混匀。
所述的纳米级碳酸钙(纳米级采用国际通用的标准，即小于lOOmn以内的称为纳米级)是指粉末平均粒径小于100nm的碳酸钙粉体。
所述的多元醇组分的制备采用本领域技术人员所熟知的制备方法， 一般来说，可以将各原料配方按一定比例混合物，并在一定温度下搅拌一段时间，便能够制得多元醇组分。本领域技术人员可以根据具体制品要求来选择制备过程中所采用的聚酯多元醇、小分子多元醇、催化剂、发泡剂、匀泡剂的配方比例以及反应温度、时间等反应条件。聚酯多元醇、扩链剂、催化剂、发泡剂和匀泡剂均为制作聚酯型聚氨酯仿木材料的多元醇组分中的常规原料物质，这些物质的配比应当是本领域技术人员所熟知的。
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为普通的聚酯多元醇。聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的合成原料为乙二醇、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为乙二醇、二乙二醇、苯酐、己二酸。这两种聚酯多元醇的制备方法可以采用本领域技术人员所熟知的聚酯多元醇的制备方法。
采用上述技术方案的多元醇组分，发明人经过大量的实验研究，研发出上述的这种特殊添加剂，其中添加这种特殊添加剂的多元醉组分，再结合添加特定组合的聚酯多元醇(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，尤其是后一种聚酯多元醇中引入了苯环)，以及相应扩链剂、匀泡剂、催化剂等，所制作出来的聚酯型聚氨酯仿木材料的性能优异强度髙(抗张力强度、抗撕裂强度、模量都大大提髙，不发脆)、尺寸稳定性非常好、耐磨性也很好，可以适用于生产强度要求较髙的仿木材料制品，诸如鞋底、家具等产品，应用范围更广；另外，采用该多元醇组分，可以制作出密度
范围约为0.25g/cm3~l. 10g/cm3的聚酯型聚氨酯仿木材料，应用范围可以更广。作为上述技术方案的进一步改进，所述的添加剂为硬脂酸钙、纳米级碳酸钙、分子量为560-630的聚二甘醇己二酸酯多元醇通过机械方式混合形成的混合物。
优选的，所述的硬脂酸钙、纳米级碳酸钙、分子量为560-630的聚二甘醇己二酸酯多元醇三者之间的重量比为1: 1: 1。
所述的添加剂的加入量，本领域技术人员可以根据具体制品要求来选择添加剂的加入量， 一般来说加入的量越多，制品的强度越高，优选的，添加剂的加入量占所述多元醇组分重量的25%~40%。
优选的，所述的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的分子量为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为1150~1250。
进一步优选的，所述的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇与所述的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的质量比为1:2 1: 3。
本发明另一方面还提供了一种与上述多元醇组分配合使用的用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的聚氨酯预聚体组分，所述的聚氨酯预聚体组分的原料配方包括聚酯多元醇、异氰酸酯，其中，所述的聚酯多元醇为聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇；所述的异氢酸酯为4， 4-二苯基甲垸-2-异氰酸酯。
所述的聚氨酯预聚体组分还可以采用本领域技术人员熟知的能够用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的其他任意聚氨酯预聚体组分。该组分制备采用本领域技术人员所熟知的制备方法， 一般来说，可以将各原料配方按一定比例混合物，并在一定温度下搅拌一段时间，便能够制得聚氨酯预聚体组分。本领域技术人员可以根据具体制品要求来选择制备过程中所采用的聚酯多元醇、异氰酸酯的配方比例以及反应温度、时间等反应条件。
本发明另一方面还提供了一种用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的双组份，其由联用的两个组分组成，所述的两个组分为上述的多元醇组分和上述的聚氨酯预聚体组分。
本发明另一方面还提供了一种聚酯型聚氨酯仿木材料，其由上述的多元醇组分和上述的聚氨酯预聚体组分按一定比例混合进行反应而制成。聚氨酯鞋底材料的制备方法采用本领域技术人员所熟知的方法，多元醇组分和聚氨酯预聚体组分的混合比例、以及反应的温度、时间等反应条件，本领域技术人员可以根据具体制品的要求来进行选择。
具体实施例方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。实施例1:
1、聚酯多元醇的制备，可以采用常规的聚酯多元醇制备方法，本是实施例中采用氮气降压法来制备。
分子量约为1500的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的制备过程 向反应釜中依次加入乙二醇50g、 二乙二醇50g、己二酸90g,打开搅拌， 开始升温，升温至135~140^时恒温1小时稳定脱水速度(通过精馏塔，塔顶温 度保持〈102'C)后继续升温，升温至180X:左右氮气切换从下部通入，并逐步 加大氮气量强化脱水。升温至225士51C恒温，恒温1小时后加入催化剂并开始 抽真空，进行酯交换，从抽真空开始计时4小时后每2小时取一次样品中控分 析至最终酸值<1,羟值为53~59,恢复常压，氮气切换上部通入，开始降温， 降温至120X:即可取样做最终分析并包装。
分子量为1200的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的制备过程 制备方法同聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇，原料为乙二醇50克，二乙 二醇50克，苯酐20克，己二酸65克。
2、 添加剂的制备
将硬脂酸钙、纳米级碳酸钙粉体(粉末平均粒径约为60mn)、分子量为600 的聚二甘醇己二酸酯多元醇按质量比1: 1: 1混合，搅匀，经研磨机研磨成膏 状即可。
3、 合成聚氨酯预聚体组分
原料分子量约为1500的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇18g、异氰酸 酯30g;
向反应釜依次加入异氰酸酯和聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇，将反应 釜温度控制在70—80"，反应3小时后测NCO当量；调整NCO当量到220， 即制成聚氨酯预聚体组分。
4、 合成多元醇组分
原料分子量约为1500的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇12g、分子量 为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、蒸馏水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 剂30g;向另一反应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、蒸馏水、二甲基硅氧烷、三 乙烯二胺、添加剂，将反应釜温度控制在50—6(TC，搅拌一小时后测水分，调 整水分合格后(水分大约为0.55%),即制得多元醇组份。
应用实例(仿木鞋底的合成)
将上述制得的聚氨酯预聚体组份和多元醇组份分别预热至40C再一同倒 入鞋底浇注机的料罐里，循环20分钟；打一小的试杯，确认试杯为发泡中心。
将鞋模(鞋底的鞋模)温度控制在50-70°C,将料罐里打好的原料注入鞋模， 50-70"硫化5分钟，即可取出鞋底。
所制得的鞋底密度为0.3g/cm3,硬度为邵氏93A。强度高、尺寸稳定性非 常好、耐磨性也很好、轻便，适用高档女髙坡鞋、沙滩鞋、木屐等鞋底。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够 了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本 发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1、一种用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的多元醇组分，所述的多元醇组分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作为扩链剂的小分子二元醇、催化剂、发泡剂和匀泡剂，其特征在于所述的原料配方还包括一种添加剂；该添加剂为硬脂酸钙、纳米级碳酸钙、小分子聚酯多元醇三种成分通过机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组成，所述的小分子多元醇由乙二醇和二乙醇胺组成，所述的催化剂为三乙烯二胺；所述的发泡剂为水；所述的匀泡剂为二甲基硅氧烷。
2、 根据权利要求l所述的多元醇组分，其特征在于所述的添加剂为硬脂 酸钙、纳米级碳酸钙、分子量为560~630的聚二甘醇己二酸酯多元醇通过机械 方式混合形成的混合物。
3、 根据权利要求2所述的多元醇组分，其特征在于所述的硬脂酸钙、纳 米级碳酸钙、分子量为560~630的聚二甘醇己二酸酯多元醇三者之间的重量比 为1: 1: 1。
4、 根据权利要求1-3任意一项所述的多元醇组分，其特征在于所述的添 加剂的加入量占所述多元醇组分的原料配方总重量的25%~40%。
5、 根据权利要求l-3任意一项所述的多元醇组分，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为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为1150-1250。
6、 根据权利要求5所述的多元醇组分，其特征在于所述的聚乙二醇二乙 二醇己二酸酯多元醇与所述的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的质量比 为1:2 1:3。
7、 一种用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的聚氨酯预聚体组分，所述的聚氨酯预聚体组分的原料配方包括聚酯多元醇、异氰酸酯，其特征在于所述的聚酯多元醇为聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇；所述的异氢酸酯为4， 4-二苯基 甲烷-2-异氰酸酯。
8、 一种用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的双组份，其由联用的两个组分组 成，所述的两个组分为权利要求1所述的多元醇组分和权利要求7所述的聚氨 酯预聚体组分。
9、 一种聚酯型聚氨酯仿木材料，其由权利要求1所述的多元醇组分和权利 要求7所述的聚氨酯预聚体组分按一定比例混合进行反应而制成。
全文摘要
本发明涉及一种用于制作聚酯型聚氨酯仿木材料的双组分，其中多元醇组分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作为扩链剂的小分子二元醇、催化剂、发泡剂和匀泡剂，所述的原料配方还包括一种添加剂；该添加剂为硬脂酸钙、纳米级碳酸钙、小分子聚酯多元醇三种成分通过机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组成。经添加了这种特殊添加剂以及特定的聚酯多元醇等的多元醇组分所制作出来的聚酯型聚氨酯仿木材料的性能优异强度高、尺寸稳定性非常好、耐磨性也很好，可以适用于生产强度要求较高的仿木材料制品，诸如鞋底、家具等产品，应用范围更广。
文档编号C08G18/00GK101628963SQ20091011599
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月17日 优先权日2009年8月17日
发明者吕华波, 源 周, 平 江 申请人:太仓市旭川树脂有限公司