用于面积大于1.5m2天窗玻璃包边的聚氨酯弹性体及工艺的制作方法

本发明属与聚氨酯，具体涉及用于面积大于1.5m2汽车天窗包边的聚氨酯弹性体及工艺。

背景技术：

1、反应注射成型(rim)工艺是20世纪70年代发展起来的一项成型技术，集液体输送、计量、冲击混合、快速反应成型为一体，具有反应迅速成型周期短、循环和脱模压力低、配方可调范围大、生产效率高等特点。九十年代初，国外开始将反应注射成型聚氨酯弹性体技术引入车窗密封条的生产，该工艺将聚氨酯原液经过预热、计量、混合头高压碰撞混合后，注入夹在玻璃四周模具的模腔内，快速固化(60秒内)，使密封条与玻璃一次性结合成整体，简化了传统的操作工艺，缩短了操作时间，使生产效率大大提高。

2、汽车天窗玻璃包边产品是通过聚氨酯反应注射成型工艺(rim)制备而成，对于结构复杂或大型的产品，其要求聚氨酯原液具有良好的流淌性和熟化效果，确保产品的完整性和生产效率，产品需具有优良的力学性能。

3、随着汽车日益轻量化、智能化的发展趋势，客户对汽车的外观、性能和舒适度等要求越来越高。为开阔视野，提高感观，设计的汽车天窗也逐渐变大，由于现有的聚氨酯材料工艺性能的局限性：例如中国专利cn101768251b公开的《用于汽车玻璃包边的聚氨酯弹性体及其制备方法》其用于汽车前后窗包边中，材料自身反应速度快，在模腔内的流淌时间一般低于6秒，在生产大型汽车天窗玻璃包边，玻璃面积大于1.5m2时，易造成材料充不满或玻璃爆裂问题，同时平均脱模时间为40秒以上，影响产品生产效率。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明公开了用于面积大于1.5m2天窗玻璃包边的聚氨酯弹性体及工艺，由组分a与组分b(加入组分c)混合反应并使混合物反应完全而得到，在保证力学性能满足技术要求的条件下，其聚氨酯原液具有流淌时间长、反应活性高、脱模时间短特点，以满足制备大型汽车天窗玻璃包边制品的工艺和性能要求，具有很强的实用性。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种用于面积大于1.5m2天窗玻璃包边的聚氨酯弹性体，包括组分a、组分b、组分c，其特征在于：所述组分a、组分b、组分c的重量比为50～70:100：0.5～1.0；

4、组分a为芳香族异氰酸酯，nco质量分数为29～32％，具体为：

5、(a1)0～100份4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯；

6、(a2)0～100份4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物；

7、(a3)4.15～13.5份聚氧化丙烯二元醇或聚氧化丙烯三元醇；

8、组分b为至少具有两个对异氰酸酯有反应性的基团化合物，具体为：

9、(b1)70～90份官能度2～4，分子量4000～8000的聚醚多元醇；

10、(b2)4～9份官能度3～5，分子量为200～8000的聚氧化丙烯多元醇；

11、(b3)2～15份扩链剂与交联剂的混合物；

12、(b4)2～10份抗老化剂；

13、(b5)2～10份炭黑。

14、组分c为催化剂，所述催化剂包括有机金属催化剂、胺类催化剂。

15、作为本发明的一种改进，所述a2中4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯重量比为1：1。

16、作为本发明的一种改进，所述a3为f＝2，oh＝56mgkoh/g的聚氧化丙烯二元醇。

17、作为本发明的一种改进，所述b1为f＝3，oh＝28mgkoh/g，伯羟基含量75％的高活性聚醚，聚氧化丙烯三元醇。

18、作为本发明的一种改进，所述b2为f＝4，oh＝34mgkoh/g，以季戊四醇作起始剂的聚氧化丙烯四醇。

19、作为本发明的一种改进，所述b3为官能度2～4，分子量20～500的扩链剂与交联剂的混合物。

20、作为本发明的一种改进，所述b3中扩链剂包括芳香胺扩链剂和醇扩链剂，其中：

21、所述芳香胺扩链剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷、二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺或2,4-二氨基-3-甲硫基-5-丙基甲苯；

22、所述醇扩链剂为乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇或1,6-己二醇。

23、作为本发明的一种改进，所述b3中交联剂为丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或四羟丙基季戊四醇。

24、作为本发明的一种改进，所述有机金属催化剂为有机锡与有机铋，所述有机锡包括二月桂酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡中的任一种或多种，所述有机铋包括异辛酸铋、月桂酸铋、新癸酸铋、环烷酸铋中的任一种或多种；

25、所述胺类催化剂为三亚乙基二胺、n-甲基咪唑、双-(3-二甲基氨丙基)六氢三嗪。

26、作为本发明的一种改进，所述b4中抗老化剂包括光稳定剂、紫外吸收剂、抗氧剂；

27、所述光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；

28、所述紫外吸收剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)-苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)-苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑或2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑；

29、所述抗氧剂为三甘醇双-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八季碳醇酯、亚磷酸三苯酯或亚磷酸三(壬基苯)酯。

30、作为本发明的一种改进，通过组分a与b组分、c组分混合反应完全而得到，所述组分a、组分b、组分c的重量比为50～70:100:0.5～1.0，具体步骤如下：

31、(1)组分a的制备：将4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物加入反应釜中，通入氮气后加热，开启搅拌后加入聚醚多元醇，保温2～3小时后得到组分a；

32、(2)组分b的制备：将聚醚多元醇加入混拌釜中，通入氮气，开启搅拌，于常压条件下加入抗老化剂、颜料、扩链剂与交联剂的混合物，混合后搅拌30min得到组分b；

33、(3)组分c的加入：组分b使用前将组分c加入到组分b中，混拌均匀后使用。

34、(4)聚氨酯弹性体的制备：将组分a加入组分a料罐中，将组分b加入组分b料罐中，设定组分a料罐温度30～50℃、组分b料罐温度30～50℃、注射压力为140～160bar、模具温度为80～120℃，通过高压发泡机按一定比例计量后于混合头内高压碰撞混合，充入放置有经表面处理的玻璃的模具内反应固化成型，包覆于玻璃边缘和铁件表面，脱模时间25～35s，得到由聚氨酯弹性体包覆的玻璃和铁件的产品。

35、本发明的有益效果为：

36、1.本发明组分a的nco％的质量分数为29～32％，粘度为50～200mpa·s，粘度低、反应效果好，在保证满足力学性能的技术要求前提下延长流淌时间。

37、2.本发明组分b中添加以季戊四醇作起始剂的聚氧化丙烯四醇可有效的延长流淌时间，其官能度为4，与线型分子相互交联在一起，形成网状结构，这提高材料的强度和弹性，提升力学性能。

38、3.本发明有机金属催化剂还包括有机铋，与传统只添加有机锡相比，提升反应速率，减少脱模时间，同时有机铋耐水解性较好同时可以减少副反应。

39、4.本发明催化剂c组分采用现用现加的方式，保证了产品稳定性，避免了催化剂在b中长时间储存后发生失活现象。

40、5.本发明提供的聚氨酯弹性体工艺简单，反应条件温和，具有流淌时间长(8～10s)、反应活性高、脱模时间短，可达到25s和力学性能优的特点，对于玻璃包边制造商，即提高了生产效率，又减少能耗节约了生产成本。