一种超薄聚氨酯材料的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于超薄材料制备领域，具体涉及一种超薄聚氨酯材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前手机产品越来越薄，对其中的抗冲击材料，密封材料的要求也越来越高，现有技术的泡棉产品普遍较厚，国内理想的超薄产品通常也只能达到1_，满足不了目前技术的需求。
[0003]中国专利:申请公布号为CN104987702A，申请公布日为2015年10月21日的发明专利公开了一种聚氨酯泡棉及其制备方法，该聚氨酯泡棉由组分A和组分B聚合形成，组分A包括含有两个或两个以上的异氰酸酯基团的异氰酸酯，组分B包括聚乙烯和多元醇，制备时，先将组分A和组分B置于容器中并搅拌均匀形成预聚体，再向所述容器中充入发泡气体，使所述容器中的压强达到IMPa?lOMPa，保持5分钟?15分钟，然后将预聚体通过管道输送至涂布机，并通过所述涂布机将预聚体涂布在基材上，最后将涂布有所述预聚体的所述基材置于固化炉中进行固化成型即可。虽然该发明通过在异氰酸酯和多元醇中添加聚乙烯，使得异氰酸酯和多元醇聚合形成的聚氨酯泡棉的微观结构的强度提高，从而改善聚氨酯泡棉的耐磨性，但仍然存在以下缺陷:
该方法先将组分A和组分B直接混合搅拌形成预聚体，即采用将原料一次性混合的方式，该方式使得异氰酸酯无法在体系中分散足够均匀，因此无法保证异氰酸酯充分反应、形成的泡孔分布足够均匀。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术存在的无法保证异氰酸酯充分反应、形成的泡孔分布足够均匀的问题，提供一种可有效保证异氰酸酯充分反应、形成的泡孔分布足够均匀的超薄聚氨酯材料的制备方法。
[0005]为实现以上目的，本发明的技术方案如下:
一种超薄聚氨酯材料的制备方法，依次包括以下步骤:
步骤一、将聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂按重量份比70?90:1?5: 0.7?2:0.01?0.05:10?20于40?70°C、15?30MPa下进行高精度计量混合以得到混合料；
步骤二、先向混合料中加入异氰酸酯高速搅拌以形成反应物，再将反应物真空脱泡，随后采用反应式精密涂布技术即可制备得到超薄聚氨酯材料，其中，所述异氰酸酯的加入量与混合料中聚醚多元醇的重量份比为10?40:70?90。
[0006]所述步骤一中，混合时间为10?30min;
所述步骤二中，搅拌转速大于等于4000r/min，搅拌时间为I?5min。
[0007]所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分别按百分比含量45%?65%、10%?50%、5%?25%混合而成，其中，聚醚多元醇A为羟值在250?350的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇B为羟值在25?80的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇C为羟值在25?80的二官能团聚醚多元醇。
[0008]所述聚醚多元醇A为SK Y-1030聚醚多元醇，所述聚醚多元醇B为P0P3628聚醚多元醇，所述聚醚多元醇C为聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇。
[0009]所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述稳定剂为二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，所述催化剂为三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，所述水为离子交换水或蒸馈水。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
本发明一种超薄聚氨酯材料的制备方法先将除异氰酸酯之外的原料进行高精度计量混合，再加入异氰酸酯混合，真空脱泡后采用反应式精密涂布技术即可制备得到超薄聚氨酯材料，一方面，该方法不仅通过配方的调整使得整个体系的初始黏度很低，制备得到的聚氨酯材料在未压缩状态的厚度可达0.1mm以下，而且使得聚氨酯材料内部泡孔呈半开孔结构，具有高压缩比，抗冲击性能和密封性能良好，同时还能保持优异的回弹性，另一方面，该方法采用分步混合的方式保证了异氰酸酯在体系中能够分散足够均匀，使得形成的泡孔分布足够均匀，从而确保聚氨酯材料具有优良的机械性能。因此，本发明不仅使得聚氨酯材料厚度较薄、具有高压缩比、抗冲击性能和密封性能以及回弹性良好，而且保证了异氰酸酯充分反应、形成的泡孔分布足够均匀。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0012]—种超薄聚氨酯材料的制备方法，依次包括以下步骤:
步骤一、将聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂按重量份比70?90:1?5:0.7?2:
0.01?0.05:10?20于40?70°C、15?30MPa下进行高精度计量混合以得到混合料；
步骤二、先向混合料中加入异氰酸酯高速搅拌以形成反应物，再将反应物真空脱泡，随后采用反应式精密涂布技术即可制备得到超薄聚氨酯材料，其中，所述异氰酸酯的加入量与混合料中聚醚多元醇的重量份比为10?40:70?90。
[0013]所述步骤一中，混合时间为10?30min;
所述步骤二中，搅拌转速大于等于4000r/min，搅拌时间为I?5min。
[0014]所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分别按百分比含量45%?65%、10%?50%、5%?25%混合而成，其中，聚醚多元醇A为羟值在250?350的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇B为羟值在25?80的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇C为羟值在25?80的二官能团聚醚多元醇。
[0015]所述聚醚多元醇A为SK Y-1030聚醚多元醇，所述聚醚多元醇B为P0P3628聚醚多元醇，所述聚醚多元醇C为聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇。
[0016]所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述稳定剂为二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，所述催化剂为三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，所述水为离子交换水或蒸馈水。
[0017]本发明的原理说明如下:
本发明提供了一种通过一步法制备超薄聚氨酯材料的方法，得到的产品在未压缩状态下的厚度可达0.1mm以下，产品泡孔孔径仅为70?120um，且分布较均匀，具有高压缩比，抗冲击性能、密封性能和回弹性良好。各步骤具体说明如下:
步骤一:
为精确控制异氰酸酯指数(异氰酸酯指数=异氰酸酯的当量数/多元醇的当量数)，同时精确的控制反应体系的黏度，确保整个反应的效率，该步骤将除异氰酸酯之外的其他原料进行高精度计量混合。
[0018]步骤二:
该步骤中，后加入异氰酸酯可使其在体系中混合的足够均匀，并充分反应，获得更好的分散性，这是导致泡孔分布足够均匀的重要因素。
[0019]另外，将搅拌转速控制在4000r/min以上也有利于保证泡孔分布均匀。
[0020]实施例1:
一种超薄聚氨酯材料的制备方法，依次按照以下步骤进行:
步骤一、将聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂按重量份比70:1:0.7:0.01: 10于60°C、20MPa下进行高精度计量混合20min以得到混合料，其中，所述稳定剂为娃油，所述催化剂为三亚乙基二胺，所述水为离子交换水；
步骤二、先向混合料中加入异氰酸酯以4000r/min的转速搅拌5min以形成反应物，再将反应物真空脱泡，随后采用反应式精密涂布技术即可制备得到超薄聚氨酯材料，其中，所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分别按百分比含量45%、30%、25%混合而成，其中，聚醚多元醇A为SK Y-1030聚醚多元醇(羟值290?330)，聚醚多元醇B为(羟值25?29)P0P3628聚醚多元醇，聚醚多元醇C为(羟值54?58)聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述异氰酸酯的加入量与混合料中聚醚多元醇的重量份比为10:70。
[0021]实施例2:
步骤同实施例1，不同之处在于:
所述步骤一中，聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂的重量份比为90:5: 2:0.05:20，混合温度为700C，压强为30MPa，混合时间为1min，催化剂为二月桂酸二丁基锡；
所述步骤二中，搅拌转速为5000r/min，搅拌时间为Imin，聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C的百分比含量分别为65%、10%、25%，异氰酸酯的加入量与混合料中聚醚多元醇的重量份比为40:90。
[0022]实施例3:
步骤同实施例1，不同之处在于:
所述步骤一中，聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂的重量份比为80:3: 1.5:
0.03:15，混合温度为40 0C，压强为15MPa，混合时间为30min，催化剂为辛酸亚锡，水为蒸馏水；
所述步骤二中，搅拌时间为5min，聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C的百分比含量分别为45%、50%、5%，异氰酸酯的加入量与混合料中聚醚多元醇的重量份比为25:80。
[0023]对采用上述实施例方法制得的超薄聚氨酯产品进行压缩力偏转测试，结果表明:所述产品压缩至10%厚度时所受的压强不大于0.lN/mm2，在25°C下的压缩永久变形不大于3%(25°C下压缩50%，保持22小时)，同时，该产品可以保持至少90%的初始厚度(70°C下压缩50%，保持22小时)。
【主权项】
1.一种超薄聚氨酯材料的制备方法，其特征在于: 所述制备方法依次包括以下步骤: 步骤一、将聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂按重量份比70?90:1?5:0.7?2:0.01?0.05:10?20于40?70°C、15?30MPa下进行高精度计量混合以得到混合料； 步骤二、先向混合料中加入异氰酸酯高速搅拌以形成反应物，再将反应物真空脱泡，随后采用反应式精密涂布技术即可制备得到超薄聚氨酯材料，其中，所述异氰酸酯的加入量与混合料中聚醚多元醇的重量份比为10?40:70?90。2.根据权利要求1所述的一种超薄聚氨酯材料的制备方法，其特征在于: 所述步骤一中，混合时间为10?30min; 所述步骤二中，搅拌转速大于等于4000r/min，搅拌时间为I?5min。3.根据权利要求1或2所述的一种超薄聚氨酯材料的制备方法，其特征在于:所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分别按百分比含量45%?65%、10%?50%、5%?25%混合而成，其中，聚醚多元醇A为羟值在250?350的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇B为羟值在25?80的三官能团聚醚多元醇，聚醚多元醇C为羟值在25?80的二官能团聚醚多元醇。4.根据权利要求3所述的一种超薄聚氨酯材料的制备方法，其特征在于:所述聚醚多元醇A为SK Y-1030聚醚多元醇，所述聚醚多元醇B为POP3628聚醚多元醇，所述聚醚多元醇C为聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇。5.根据权利要求1或2所述的一种超薄聚氨酯材料的制备方法，其特征在于:所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述稳定剂为二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，所述催化剂为三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，所述水为离子交换水或蒸馏水。
【专利摘要】一种超薄聚氨酯材料的制备方法，该方法先将聚醚多元醇、水、稳定剂、催化剂、扩链剂按重量份比70～90:1～5:0.7～2:0.01～0.05:10～20于40～70℃、15～30MPa下进行高精度计量混合以得到混合料，再向混合料中加入10～40份异氰酸酯高速搅拌以形成反应物，再将反应物真空脱泡，随后采用反应式精密涂布技术即可制备得到超薄聚氨酯材料。本方法不仅使得聚氨酯材料厚度较薄、具有高压缩比、抗冲击性能和密封性能以及回弹性良好，而且保证了异氰酸酯充分反应、形成的泡孔分布足够均匀。
【IPC分类】C08G18/76, C08G18/48, C08J9/08, C08G101/00
【公开号】CN105646837
【申请号】
【发明人】郭可锐, 王诗明, 安健鑫
【申请人】湖北祥源新材科技股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月24日