一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法
【专利摘要】本发明一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法涉及的是一种复合材料、一种结构材料及其制备方法，由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、水、N,N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺、N-甲酰吗啉、丙三醇、硅油及多异氰酸酯制备而成，具有原料储存周期长，质感佳，重量轻，生产制造方便，生产成本低，支撑强度高，抗压效果更好，缓冲抗冲击性能好，不回缩，防水，不虫蛀，适用于包装精密仪器、设备、电子元器件、通讯工具等。
【专利说明】
一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法涉及的是一种复合材料、一种结构材料及其制备方法，适用于包装精密仪器、设备、电子元器件、通讯工具等。
【背景技术】
[0002]仪器、设备在运输过程中，为防止其发生损坏，往往需要使用具有缓冲作用的包装材料。较常用的包装材料有金属、纸张、发泡聚苯乙烯塑料等，但这些传统的包装材料存在着或这或那的缺点，比如，金属包装材料虽然具有高强度，能保护仪器设备免受外力的破坏，但如果仪器、设备自身和其相撞，由于其缺乏缓冲韧性，同样会对仪器、设备造成破坏；纸质包装、发泡聚苯乙烯塑料包装虽然具有一定的缓冲韧性，但强度较低，换句话说，这些包装防撞效果较好，但防挤压效果欠佳，另外，纸质包装将浪费大量的纸张，而纸张的制作原料主要是木材，所以，过多使用纸质包装自然导致大量木材被砍伐，不利于环境保护和水土保持；而发泡聚苯乙烯塑料中使用的聚苯乙烯在使用过程中往往会有单体苯乙烯析出，对人体健康不利，抛弃后易产生白色污染。
[0003]聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。聚氨酯材料，具有隔热保温、质轻抗冲击性能好、成型方便、生产效率高等优点，因而具有非常广的用途，可以代替橡胶、塑料、尼龙等，用作机场、酒店、住家、厂房等不同场合的隔热保温材料，也可以作为仪器、设备的包装材料等。因而，近年来，聚氨酯硬泡材料用于包装领域已被人们普遍接受。但传统的聚氨酯包装材料原料贮藏期短，密度较大，成本较高，且脆性大，抗冲击性能欠佳，回弹性不好等。
[0004]所以，发明一种新型中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法十分必要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是发明一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，该中密度聚氨酯硬泡材料除具有一般聚氨酯材料的加工方便、轻质等特点外，密度更低，抗冲击性能良好，抗压能力强，回弹性好，是一种更加理想的包装材料。
[0006]—种中密度聚氨酯硬泡材料，由包括以下重量份数的原料制备而成:
聚醚多元醇A20?30
聚醚多元醇B20?30
聚醚多元醇C20?40
水10?18
N, N-二甲基环己胺0.1?0.2
五甲基二乙烯三胺0.8?1.2
N-甲酰吗啉0.4?0.8
丙三醇2?4娃油4?6
多异氰酸酯100
本发明一种中密度聚氨酯硬泡材料，其中所述的聚醚多元醇A轻值为20?40mgK0H/g，酸值彡 0.08 mgKOH/go
[0007]本发明一种中密度聚氨酯硬泡材料，其中所述的聚醚多元醇B羟值为2 8 O?310mgK0H/g，酸值彡 0.08 mgKOH/g。
[0008]本发明一种中密度聚氨酯硬泡材料，其中所述的聚醚多元醇C羟值为420?460mgK0H/g，酸值< 0.15mgK0H/g。
[0009]本发明一种中密度聚氨酯硬泡材料，其中所述的硅油为聚氧化烯烃-聚硅氧烷相嵌共聚物，属于非离子型表面活性剂，黏度(250C )为650?850mPa.S。
[0010]本发明一种中密度聚氨酯硬泡材料，其中所述的多异氰酸酯其中的NCO质量分数为29?33%。
[0011]本发明的一种中密度聚氨酯硬泡材料的制备方法，其包括以下步骤:
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌10?20min，在I X 15?I X 10 3Pa真空下排除气泡10?20min，制备成主混合料；
(3 )、将水、N，N- 二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合5?15min，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合5?15min，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在53?73°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0012]本发明一种中密度聚氨酯硬泡材料，生产制造方便，传统的聚氨酯发泡生产工艺装备可直接用于其生产及加工，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，生产成本低。一种聚氨酯包装材料和金属包装材料相比，缓冲抗冲击性能好，质感佳，重量轻，运输方便，成本低；一种聚氨酯包装材料和纸质包装材料相比，防水性能好，不虫蛀，支撑强度高，无需砍伐大量的树木，有利于水土保持和环境保护；一种聚氨酯包装材料和发泡聚苯乙烯塑料及其它聚氨酯包装材料相比，强度更高，不易变形，不会释放有毒气体苯乙烯，更加环境友好；一种聚氨酯包装材料和其他传统的聚氨酯包装材料相比，原料储存期长，密度较低，抗冲击性能更好，不回缩，强度更高，抗压效果更好，支撑力更大，使用过程中，既可防止冲撞，也可防止挤压，对仪器、设备、通讯工具等的保护性能更好。
【具体实施方式】
[0013]以下采用实施例具体说明本发明的一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法。
[0014]实施例1:一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为30mgK0H/g)25kg
聚醚多元醇B (羟值为295mgK0H/g)25kg
聚醚多元醇C (轻值为440mgK0H/g)30kg
水14kg
N, N-二甲基环己胺0.15kg五甲基二乙烯三胺Ikg
N-甲醜吗琳0.6kg
丙三醇3kg
硅油(黏度(25 °C )为 750mPa.s)5kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为31%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌15min，在IX 14Pa真空下排除气泡15min，制备成主混合料；
(3)、将水、N，N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合lOmin，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合lOmin，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在63°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0015]实施例2:—种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为20mgK0H/g)20kg
聚醚多元醇B (羟值为280mgK0H/g)20kg
聚醚多元醇C (羟值为420mgK0H/g)20kg
水1kg
N, N-二甲基环己胺0.1kg
五甲基二乙烯三胺0.8kg
N-甲酰吗啉0.4kg
丙三醇2kg
硅油(黏度(25 °C )为 650mPa.s)4kg
多异氰酸酯(NC0质量分数为29%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌lOmin，在IX 15Pa真空下排除气泡lOmin，制备成主混合料；
(3)、将水、N,N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合5min，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合5min，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在53°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0016]实施例3:—种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为40mgK0H/g)30kg
聚醚多元醇B (轻值为31mgKOH/g)30kg
聚醚多元醇C (轻值为460mgK0H/g)40kg
水18kg
N, N- 二甲基环己胺0.2kg
五甲基二乙烯三胺1.2kgN-甲酰吗啉0.8kg
丙三醇4kg
硅油(黏度(25 °C )为 850mPa.s)6kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为33%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌20min，在I X 13Pa真空下排除气泡20min，制备成主混合料；
(3)、将水、N，N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合15min，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合15min，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在73°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0017]实施例4:一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为20mgK0H/g)25kg
聚醚多元醇B (轻值为31mgKOH/g)20kg
聚醚多元醇C (轻值为440mgK0H/g)40kg
水1kg
N, N-二甲基环己胺0.15kg
五甲基二乙烯三胺1.2kg
N-甲酰吗啉0.4kg
丙三醇3kg
硅油(黏度(25 °C )为 850mPa.s)4kg
多异氰酸酯(NC0质量分数为31%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌20min，在I X 15Pa真空下排除气泡15min，制备成主混合料；
(3)、将水、N，N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合15min，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合5min，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在63°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0018]实施例5:—种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为30mgK0H/g)30kg
聚醚多元醇B (羟值为280mgK0H/g)25kg
聚醚多元醇C (轻值为460mgK0H/g)20kg
水14kg
N, N- 二甲基环己胺0.2kg
五甲基二乙烯三胺0.8kg
N-甲醜吗琳0.6kg丙三醇3kg
硅油(黏度(25 °C )为 650mPa.s)5kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为33%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌lOmin，在I X 14Pa真空下排除气泡20min，制备成主混合料；
(3)、将水、N,N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合5min，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合lOmin，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在73°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0019]实施例6:—种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为40mgK0H/g)20kg
聚醚多元醇B (羟值为295mgK0H/g)30kg
聚醚多元醇C (轻值为420mgK0H/g)30kg
水18kg
N, N-二甲基环己胺0.1kg
五甲基二乙烯三胺Ikg
N-甲酰吗啉0.8kg
丙三醇2kg
硅油(黏度(25 °C )为 750mPa.s)6kg
多异氰酸酯(NC0质量分数为29%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌15min，在IX 13Pa真空下排除气泡lOmin，制备成主混合料；
(3)、将水、N，N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合lOmin，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合15min，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在53°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0020]实施例7:—种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为20mgK0H/g)30kg
聚醚多元醇B (羟值为280mgK0H/g)30kg
聚醚多元醇C (轻值为420mgK0H/g)40kg
水18kg
N, N-二甲基环己胺0.15kg
五甲基二乙烯三胺1.2kg
N-甲醜吗琳0.6kg
丙三醇4kg 硅油(黏度(25 °C )为 750mPa.s)5kg
多异氰酸酯(NCO质量分数为29%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌15min，在I X 15Pa真空下排除气泡15min，制备成主混合料；
(3)、将水、N,N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合5min，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合5min，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在73°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0021]实施例8:一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为20mgK0H/g)20kg
聚醚多元醇B (羟值为295mgK0H/g)25kg
聚醚多元醇C (轻值为460mgK0H/g)40kg
水1kg
N, N-二甲基环己胺0.1kg
五甲基二乙烯三胺Ikg
N-甲醜吗琳0.6kg
丙三醇4kg
硅油(黏度(25 °C )为 850mPa.s)4kg
多异氰酸酯(NC0质量分数为33%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌lOmin，在I X 14Pa真空下排除气泡20min，制备成主混合料；
(3)、将水、N，N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合lOmin，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合15min，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在63°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0022]实施例9:一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为40mgK0H/g)30kg
聚醚多元醇B (羟值为280mgK0H/g)30kg
聚醚多元醇C (轻值为460mgK0H/g)20kg
水1kg
N, N-二甲基环己胺0.1kg
五甲基二乙烯三胺Ikg
N-甲酰吗啉0.4kg
丙三醇2kg
硅油(黏度(25 °C )为 750mPa.s)5kg 多异氰酸酯(NCO质量分数为31%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌20min，在I X 14Pa真空下排除气泡15min，制备成主混合料；
(3)、将水、N，N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合15min，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合15min，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在73°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0023]实施例10:—种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为30mgK0H/g)30kg
聚醚多元醇B (羟值为295mgK0H/g)20kg
聚醚多元醇C (轻值为460mgK0H/g)40kg
水18kg
N, N-二甲基环己胺0.1kg
五甲基二乙烯三胺1.2kg
N-甲醜吗琳0.6kg
丙三醇2kg
硅油(黏度(25 °C )为 650mPa.s)6kg
多异氰酸酯(NC0质量分数为33%)10kg
(1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌20min，在I X 13Pa真空下排除气泡15min，制备成主混合料；
(3)、将水、N，N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合lOmin，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合lOmin，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在53°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0024]实施例11:一种中密度聚氨酯硬泡材料及其制备方法，其制备过程为:
聚醚多元醇A (轻值为25mgK0H/g)28kg
聚醚多元醇B (羟值为286mgK0H/g)28kg
聚醚多元醇C (轻值为440mgK0H/g)33kg
水16kg
N, N-二甲基环己胺0.12kg
五甲基二乙烯三胺1.1kg
N-甲酰吗啉0.7kg
丙三醇3.5kg
硅油(黏度(25 °C )为 700mPa.s)4.6kg
多异氰酸酯(NC0质量分数为30%)10kg (1)、按配方量称取各原料；
(2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌13min，在1.6 X 14Pa真空下排除气泡14min，制备成主混合料；
(3)、将水、N,N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合8min，制备成辅混合料；
(4)、将主混合料和辅混合料机械混合12min，制备成白料组合料；
(5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在66°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
[0025] 以下通过检测证明本发明实施例1的中密度聚氨酯硬泡材料的性能，其检测结果如下:
63°C时，乳白时间3.2s，升起时间19s，脱粘时间16s，密度:9.26g/m3，抗压强度:
1.25MPa,冲击强度:1.13kJ/m2，说明该材料具有良好的成型工艺性能和机械性能。
【主权项】
1.一种中密度聚氨酯硬泡材料，其特征在于由以下重量份数的原料制备而成: 聚醚多元醇A20?30 聚醚多元醇B20?30 聚醚多元醇C20?40水10?18 N, N-二甲基环己胺0.1?0.2 五甲基二乙烯三胺0.8?1.2 N-甲酰吗啉0.4?0.8丙三醇2?4娃油4?6多异氰酸酯100。2.根据权利要求1所述的一种中密度聚氨酯硬泡材料，其特征在于所述的聚醚多元醇A 羟值为 20 ?40mgK0H/g，酸值< 0.08 mgKOH/g。3.根据权利要求1所述的一种中密度聚氨酯硬泡材料，其特征在于所述的聚醚多元醇B 羟值为 280 ?310mgK0H/g，酸值彡 0.08 mgKOH/g。4.根据权利要求1所述的一种中密度聚氨酯硬泡材料，其特征在于所述的聚醚多元醇C 羟值为 420 ?460mgK0H/g，酸值彡 0.15mgK0H/g。5.根据权利要求1所述的一种中密度聚氨酯硬泡材料，其特征在于所述的硅油为聚氧化烯烃-聚硅氧烷相嵌共聚物，属于非离子型表面活性剂，黏度(25°C)为650?850mPa.S06.根据权利要求1所述的一种中密度聚氨酯硬泡材料，其特征在于所述的多异氰酸酯其中的NCO质量分数为29?33%。7.根据权利要求1所述的一种中密度聚氨酯硬泡材料的制备方法，其特征在于其制备过程包括以下步骤: (1)、按配方量称取各原料； (2)、将聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C、丙三醇及硅油置于机械搅拌釜内搅拌10?20min，在I X 15?I X 10 3Pa真空下排除气泡10?20min，制备成主混合料； (3 )、将水、N，N- 二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺及N-甲酰吗啉混合5?15min，制备成辅混合料； (4)、将主混合料和辅混合料机械混合5?15min，制备成白料组合料； (5)、利用发泡机器抽取白料组合料和异氰酸酯(黑料)，在53?73°C下将两者混合自由发泡，制成一种中密度聚氨酯硬泡材料。
【文档编号】C08G18/66GK105985504SQ201510040105
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】魏继福, 高宗旺, 冯铭祥, 程建华, 王 锋
【申请人】瀚寅(上海)新材料科技有限公司