软质聚氨酯泡沫材料及其制备方法与应用与流程

本发明属于聚氨酯领域，特别涉及一种软质聚氨酯泡沫材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、聚氨酯泡沫具有低密度、舒适性高、易加工成型等特点，被广泛应用于汽车领域，如座椅、扶手、顶棚、地毯等系统中；随着新能源汽车的发展，对聚氨酯泡沫的声学性能要求日益剧增，同时在北方市场对泡沫的低温性能又有着巨大考验。其中，用软质聚氨酯泡沫材料在不同温度下的硬度和不同频率下的吸音系数和来表示软质聚氨酯泡沫低温性能和声学性能，同一条件下的硬度越低说明软质聚氨酯泡沫低温性能越好，同一条件下的吸音系数越高说明软质聚氨酯泡沫声学性能越好。

2、一般软泡在汽车领域应用中，很难在低温性能中取得一个相对较理想的平衡。再由于低温性能对交联密度的限制，对声学性能调整提升产生了极大的限制；所以，通过引入酯键和线性结构链段对解决上述问题具有重要的显示意义。

3、中国专利cn 116874719 a公开了一种软质聚氨酯泡沫材料及其制备方法与应用，采用聚碳酸酯多元醇提升了流动性、物理性能和粘接性，并未提及低温性能和声学性能。本发明专利通过在其体系中引入蓖麻油很好的解决了低温性能与声学性能，进一步提升了制品领域与汽车市场需求的匹配度。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中软质聚氨酯泡沫低温性能差、声学性能差的问题，提供一种软质聚氨酯泡沫材料，该软质聚氨酯泡沫材料同时具有较好的低温性能和声学性能的优点。

2、本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与技术问题之一相对应的软质聚氨酯泡沫材料的制备方法。

3、本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与技术问题之一相对应的软质聚氨酯泡沫材料的应用。

4、为解决上述技术问题之一，本发明提供的技术方案如下：一种软质聚氨酯泡沫材料，由组分a和组分b组成，组分a与组分b的重量份数比为100：25～55，其中，组分a以重量份数计包括：蓖麻油10～40份，聚醚多元醇40～90份，聚合物多元醇0～20份，发泡剂1～4份，交联剂0.5～1.5份，催化剂0.5～1.5份，泡沫稳定剂0.4～1份；组分b为聚碳酸酯多元醇改性异氰酸酯，包括聚碳酸酯多元醇和异氰酸酯单体；聚碳酸酯多元醇与异氰酸酯单体的比为5.8～59.3：100；其中，所述的聚碳酸酯多元醇由co2与环氧烷烃聚合而成，其官能度为2～4，分子量为1000～3000，co2含量为7～30wt％，伯羟基含量为20～95wt％；所述的聚醚多元醇的官能度为2.5～4，分子量为6000～8500，伯羟基含量为70～90wt％；所述的发泡剂为水；所述的交联剂选自小分子醇类或醇胺类中的至少两种；所述的催化剂为自胺类催化剂；所述的泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅表面活性剂。

5、上述技术方案中，优选地，所述的聚碳酸酯多元醇改性异氰酸酯由聚碳酸酯多元醇与异氰酸酯单体进行氨基甲酸酯改性而成，其异氰酸酯基含量为20～31.5wt％；所述的异氰酸酯单体选自2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯或碳化二亚胺改性异氰酸酯中的至少一种。

6、上述技术方案中，优选地，所述的蓖麻油的平均官能度为2.0～3.5，蓖麻油酸含量为85～95wt％，羟值156～165mgkoh/g。

7、上述技术方案中，优选地，所述的蓖麻油的平均官能度为2.5～3.0。

8、上述技术方案中，优选地，所述的聚碳酸酯多元醇的官能度为2～2.7，分子量为2300～3000，co2含量为20～30wt％，伯羟基含量为50～60wt％。

9、上述技术方案中，优选地，所述的交联剂选自丙三醇、二乙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺或三异丙醇胺中的至少两种；所述的催化剂选自三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚、四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、五甲基二乙烯三胺或五甲基二丙烯三胺中的至少一种；所述的泡沫稳定剂选自b-8715、b-8734、b-8738、b-8742、b-8747中的至少一种

10、为解决上述技术问题之二，本发明提供的技术方案如下：一种软质聚氨酯泡沫材料的制备方法，依次包括以下步骤：

11、(1)按质量份数计，在容器a中加入蓖麻油10～40份，聚醚多元醇40～90份，聚合物多元醇0～20份，发泡剂1～4份，交联剂0.5～1.5份，催化剂0.5～1.5份，泡沫稳定剂0.4～1份，进行充分混合制得a组分；

12、(2)在反应容器b中加入异氰酸酯单体，升温至55～65℃，20～40min后加入聚碳酸酯多元醇，异氰酸酯单体和聚碳酸酯多元醇的质量比为100：5.8～59.3，升温至75～85℃，反应1.5～2.5小时，制得b组分；

13、(3)a、b组分控温于23±2℃，a组分与b组分的质量比为100：25～55，将a组分倒入容器c中，再将b组分倒入装有a组分的容器c中，用转速为2500～3500rpm的分散机分散搅拌3～10s，倒入温度为40～60℃的模具中，1.5～3min后取出，得软质聚氨酯泡沫材料。

14、为解决上述技术问题之三，本发明提供的技术方案如下：制得的软质聚氨酯泡沫材料用于汽车软泡的工业应用中。

15、本发明在聚氨酯制品中，通过引入酯键和线性结构链段的泡沫制品相对于普通聚醚多元醇制品，具有更好的低温性能，通过线性结构与交联结构的比例改变泡沫内部泡孔结构，调节提升声学性能。本发明专利通过在其体系中引入蓖麻油很好的解决了低温性能与声学性能。

16、本发明制得的软质聚氨酯泡沫材料的性能指标测试方法如下：

17、低温性能评价：在零下25摄氏度将40*40*10cm的样块放入冰箱12小时，取出后立即测试样块25％压陷硬度，以此类推，每次增加5摄氏度，直至25摄氏度。

18、声学性能评价：采用alpha-cabin，gbj47-83

19、表观密度(kg/m3)：iso845-2006

20、拉伸强度(kpa)：gb/t 6344-2008；

21、断裂伸长率(％)：gb/t 6344-2008；

22、撕裂强度(n/cm)：gb/t 10808-2006；

23、剥离强度(n/mm)：gb/t 2792-2014。

24、下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

技术特征：

1.一种软质聚氨酯泡沫材料，由组分a和组分b组成，组分a与组分b的重量份数比为100：25～55，其中，组分a以重量份数计包括：蓖麻油10～40份，聚醚多元醇40～90份，聚合物多元醇0～20份，发泡剂1～4份，交联剂0.5～1.5份，催化剂0.5～1.5份，泡沫稳定剂0.4～1份；组分b为聚碳酸酯多元醇改性异氰酸酯，包括聚碳酸酯多元醇和异氰酸酯单体；聚碳酸酯多元醇与异氰酸酯单体的比为5.8～59.3：100；其中，所述的聚碳酸酯多元醇由co2与环氧烷烃聚合而成，其官能度为2～4，分子量为1000～3000，co2含量为7～30wt％，伯羟基含量为20～95wt％；所述的聚醚多元醇的官能度为2.5～4，分子量为6000～8500，伯羟基含量为70～90wt％；所述的发泡剂为水；所述的交联剂选自小分子醇类或醇胺类中的至少两种；所述的催化剂为自胺类催化剂；所述的泡沫稳定剂为聚醚改性有机硅表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯多元醇改性异氰酸酯由聚碳酸酯多元醇与异氰酸酯单体进行氨基甲酸酯改性而成，其异氰酸酯基含量为20～31.5wt％；所述的异氰酸酯单体选自2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯或碳化二亚胺改性异氰酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，所述的蓖麻油的平均官能度为2.0～3.5，蓖麻油酸含量为85～95wt％，羟值156～165mgkoh/g。

4.根据权利要求3所述的软质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，所述的蓖麻油的平均官能度为2.5～3.0。

5.根据权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯多元醇的官能度为2～2.7，分子量为2300～3000，co2含量为20～30wt％，伯羟基含量为50～60wt％。

6.根据权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫材料，其特征在于，所述的交联剂选自丙三醇、二乙二醇、二乙醇胺、三乙醇胺或三异丙醇胺中的至少两种；所述的催化剂选自三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚、四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、五甲基二乙烯三胺或五甲基二丙烯三胺中的至少一种；所述的泡沫稳定剂选自b-8715、b-8734、b-8738、b-8742、b-8747中的至少一种。

7.一种权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫材料的制备方法，依次包括以下步骤：

8.一种权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫材料在汽车软泡中的应用。

技术总结
本发明涉及一种软质聚氨酯泡沫材料及其制备方法与应用，主要解决现有技术中软质聚氨酯泡沫低温性能差、声学性能差的问题，本发明通过采用一种软质聚氨酯泡沫材料，由重量份数比100：25～55的组分A、B组成，以重量份数计，组分A包括蓖麻油10～40份，聚醚多元醇40～90份，聚合物多元醇0～20份，发泡剂1～4份，交联剂0.5～1.5份，催化剂0.5～1.5份，泡沫稳定剂0.4～1份；组分B包括聚碳酸酯多元醇和异氰酸酯单体；聚碳酸酯多元醇与异氰酸酯单体的比为5.8～59.3：100；聚碳酸酯多元醇由CO2与环氧烷烃聚合而成，官能度2～4，分子量1000～3000，CO2含量7～30wt％，伯羟基含量20～95wt％；蓖麻油的平均官能度为2.0～3.5，含量为85～95wt％，羟值为156～165mgKOH/g的技术方案较好地解决了上述问题，可用于汽车软泡的工业应用中。

技术研发人员：倪德杰,卞强
受保护的技术使用者：长华化学科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29