专利名称：：高性能填充聚氨酯弹性减振型汽车保险杠的制作方法
技术领域：
：本发明属于高分子类聚合物的实用
技术领域：
，具体地说是一种矿物土和中空玻璃微珠填充聚氨酯弹性体所制造的高性能轻质减振型汽车保险杠及制法。聚氨酯树脂(PU)是合成材料之一。其中，聚氨酯弹性体生产量约占其总生产量的10％左右。聚氨酯弹性体按其加工方法可分为浇注、热塑、混炼和反应注射几种类型。若从原料多元醇来分，可分为聚醚型和聚酯型。聚氨酯弹性体具有可发泡性、弹性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化性、耐臭氧、耐辐射、隔热、绝缘及优异的耐磨性、抗撕裂性、耐冲击、粘接性、吸振能力强等优异性能，是一种发展较快的高性能高分子材料。正是由于这些优异的性能，其广泛应用于机电、船舶、航空、车辆、土木建造、轻工、纺织等各行各业，且其产量及品种逐年增加，在材料工业中占有相当的地位。聚氨酯弹性体的性能优异，但价格较高，使其应用受到一定限制，因而人们注意到了以降低聚氨酯弹性体的价格为目的的研究及应用开发工作。在本发明曾有填充聚氨酯弹性体的报导，即在热塑性聚氨酯弹性体中加入各种填料，如碳黑、白碳黑、高岭土、碳酸钙及铝粉等。但其或多或少均对聚氨酯弹性体的性能有不良影响，而使聚氨酯弹性体的价格下降幅度不大。本发明目的是提供一种矿物土和一种采用火力发电所产生的一种固体废料，中空玻璃微珠作为填充剂制备填充聚氨酯弹性体制造保险杠的方法。该种填充聚氨酯弹性体保险杠的性能比其他材质(PP/PU，PBT/PC，EPDM/PP)所制的保险杠性能优异，并价格便宜。本发明的目的是采用如下技术方案来实现的填充聚氨酯弹性体的组成填充剂、低聚多元醇、多异氰酸酯、扩链剂吸助剂。填充剂为一种粘矿物土。化学组成Al2O3·nSiO2·nH2O。外观为白色粉末，SIO2含量≥60％，相对密度为2.54-2.60，熔点≥1800℃，200目筛余物≤2％。该矿矿床分布十分广泛，几乎在我国各省均有蕴藏。其填充量为0-100份数(对100份聚氨酯)。另一填充剂为一种中空玻璃珠。化学组成Al2O3，22.93％；SIO2，61.63％；Fe2O3，5.21％；CaO，3.91％；MgO，1.69％；烧失量，4.39％。外观为灰色粉粒，相对密度为0.38-0.67，200目，40％。该中空玻璃珠在各个火力发电厂均有。填充量为0-50份数(对100份聚氨酯)。低聚多元醇为聚酯、聚醚及其他低聚物多元醇。聚酯包括一般聚酯，即二元酸和二元醇或有时加少量的多元醇如甘油、三羟甲基丙烷等原料而制备的，二元酸包括已二酸、癸二酸及芳香二酸等；二元醇包括乙二醇、丁二醇及9二乙二醇等；聚内酯，一般为聚￡一已内酯。聚醚包括聚氧化丙烯醚二醇、聚四氢呋喃醚二醇及氨基聚醚等。其他低聚物多元醇包括端羟基烃类化合物、含羟基接枝化合物、聚碳酸酯二醇、蓖麻油、聚酯酰胺等。分子量1000-3000，一般使用其中一种或一种以上复合使用。多异氰酸酯为各种脂肪族及芳香族二异氰酸酯。如甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸脂、六次甲基二异氰酸酯及大分子二异氰酸酯等。一般使用其中一种或一种以上复合使用。扩链剂为二元胺或二元醇。二元胺为芳香族二胺如3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺等，二元醇包括丁二醇、乙二醇及对苯二酚二羟乙基醚等，也包括甘油及三羟甲基丙烷等多元醇。一般使用其中一种或一种以上复合使用，也可不用。偶联剂包括KH-550、KH-560、KH-570等。助剂包括催化剂如吗啡啉、三乙基四胺等叔胺及辛酸亚锡、二桂酸二丁基锡等有机锡类；增塑剂如苯二甲酸二甲氧基乙二醇酯等苯二甲酸酯类、磷酸三甲酯等磷酸酯类及脂肪酸酯类和其他树脂，着色剂用碳黑即可。以及硫化体系助剂及光稳定剂、抗氧剂、抗静电剂、热稳定剂、水稳定剂、防霉剂和阻燃剂等。可根据要求适当选用。本发明的填充聚胺酯弹性体适合普通聚氨酯弹性体的任何加工方法，如浇注、热塑、混炼和反应注射等方法。制备方法按填充聚氨酯弹性体的加工方法不同而略有不同，填料矿物土和中空玻璃珠随低聚多元醇一起加入。举热塑性聚氨酯弹性体保险杠制备流程如下先将预聚低聚二元醇与填料和助剂按配比进行混合，然后将计量好的二异氰酸酯共同进入双螺杆挤出机，经过充分反应后，进入切粒机造型，再进行注射成型，即得所需的产品。本发明的独到之处在首次利用价格十分低廉、取之广泛的矿物土和中空玻璃微珠填充聚氨酯弹性体，制得了填充聚氨酯弹性体保险杠。其保持相应聚氨酯弹性体的优异性能，并大大降低了聚氨酯弹性体的价格，使聚氨酯弹性体保险杠与其他材质的保险杠价格相近。本发明具有极高的工业生产及应用的可行性，具有较大的经济意义及理论研究意义。其优点如下1、采用上述填充聚氨酯弹性体可得到价格低廉的聚氨酯弹性体保险杠。2、填充后的聚氨酯弹性体的应用性能得以保持，并有些性能得以提高，其制得保险杠的性能好于其他材质的保险杠。3、所制的保险杠质轻，有利车辆的节能。4、弹性大，减振效果好。5、抗冲击，安全系数高。6、外形美观，质感好。7、加工性好，制造工艺简单。下面通过实施例对本发明作进一步说明实施例将脱水的低聚物二元醇和小分子二元醇(对二异氰酸酯的当量比为0.97-1.03)、200矿物土和中空玻璃珠(对100重量份聚合物加0-50份)和二异氰酸酯从储槽中计量后，送入高速搅拌的混合头中，均匀混合和注入双螺杆挤出机中120℃双螺杆挤出、挤出造粒。注射造形制弹性体保险杠，在保险杠中部制取样片。实例2同实例1，仅变填充的用量占总重量的30％，制备聚氨酯弹性体样片。实例3同实例1，仅改变填充的用量占总重量的40％，制备聚氨酯弹性体保险杠。实例4同实例1，仅改变填充的用量占总重量的50％，制备聚氨酯弹性体保险杠。实例5将脱水的分子量1000的聚四氢呋喃二醇与1.4丁二醇(当量比为1∶2、30％填料对聚合物重量)熔融后和熔融的MDI(对二元醇的当量比为3∶3)计量混合，100℃双螺杆挤出机挤出，挤出造粒。注射成形弹性体保险杠，在保险杠中部制取样片。实例6同实例5，仅改变填充的用量占总重量的40％，制备聚氨酯弹性体保险杠。本发明实施例的试样的聚合物组成、反应条件及保险杠物性如表1和表2表1试祥的聚合物组成、反应条件</tables>注低聚二元醇与二异氰酸酯的当量比为1.00；二异氰酸酯为MDI表2试样的物性，</tables>权利要求1.一种高性能填充聚氨酯弹性体减振型汽车保险杠，其特征在于a、采用扩链剂使多元醇和异氰酸酯合成的聚氨酯弹性体；b、采用助剂、矿物土、中空玻璃珠等填充剂组成而制得的填充聚氨酯弹性体；c、经注塑或热压制造的汽车保险杠。2.制造高性能汽车保险械的聚氨酯弹性体的原料，按照权利要求其特征在于a、其扩链剂是1.4-丁二醇，是三羟甲基丙烷，3.3’-二氯-4-4’-二苯甲烷二胺；b、加入摩尔比计算为多元醇∶扩链剂∶异氰酸酯＝1∶(1-3)∶(2-4)c、所使用的催化剂是有机锡类及吗啡啉。3.该高性能保险杠的制造，按权利的要求是弹性体与填料配比是1∶0.1-1∶0.64.该高性能保险杠的制造，按权利的要求是，其特征在所用的偶联剂包括KH-550、KH-560、KH-570等，所用润滑剂是硬酯酸及其盐类、石蜡类。5.该高性能保险杠的制造，按照权利的要求，其特征在于所用的光稳定剂是苯酚类Tinuvin622LD。6.本发明的独到之处是按有关配比一次造粒成型，工艺简单，价格低廉，制成的保险杠比国际上通用的聚丙烯弹性的材质的性能优越。7.本发明独到之处是填充用矿物土、玻璃微珠等无需进一步加工或处理，可直接使用。全文摘要一种矿物土和一种火力发电所产生的固体废物“中空玻璃微珠”填充聚氨酯弹性体所制造的高性能汽车保险杠,它是由一定量的低聚多元醇、多异氰酸酯、扩链剂、助剂及填充剂中空玻璃微珠组成而制得的填充聚迄酯弹性体,经注射制造的弹性体汽车保险杠。填充聚氨酯弹性体的弹性体汽车保险杠物性好其他材质所制得的汽车保险杠性能,其具质轻、高弹、抗冲击、外形美观、质感好、加工性好、制造工艺简单及成本低等优异特性。文档编号B60R19/02GK1186032SQ9611465公开日1998年7月1日申请日期1996年12月24日优先权日1996年12月24日发明者陶宇,陈尔凡申请人:陶宇,陈尔凡