CN106632986A - 一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,由组合聚醚白料、异氰酸酯黑料和玻璃纤维组成,所述组合聚醚白料、异氰酸酯黑料、玻璃纤维按质量混合比例为38—35:47—45:13—20,所述组合聚醚白料、异氰酸酯黑料在长纤维注射(FIL)中的工艺温度分别控制在40℃—50℃、35℃—45℃。本发明制备的组合聚醚白料与异氰酸酯黑料常温下反应乳白时间为70S—120S,完全固化时间为150S—240S,满足长纤维注射(FIL)工艺制备较大成型面积的制品,通过该纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料制备的客车风道、前后顶内饰件制品发现其具有较高的冲击性能、强度高,且制品气味、总碳指标达到国家标准。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域,具体涉及一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料。
背景技术
目前在长纤维注射(FIL)工艺中,连续切割断的纤维与聚氨酯组分被混合头连续混合后送入到模腔内,由于受到混合头浇注合混的聚氨酯物料乳白时间(25—50S)及固化时间的影响,对于浇注面积较大的制品时,混合头尚未完成整个模腔混合物料的浇注,局部混合物料已经开始乳白膨胀,因而造成产品局部有起泡、缺料,影响了纤维增强聚氨酯硬质泡沫产品的品质质量。
另外,在组合聚醚白料配制中,由于聚醚多元醇、表面活性剂、凝胶催化剂、发泡剂、三聚催化剂、阻燃剂、水等配置不同比例,不仅影响聚氨酯制品的物理力学指标强度,还会因催化剂等小料未反应、挥发完全,造成纤维增强聚氨酯硬质泡沫产品气味、总碳指标不能达标。
发明内容
本发明的目的在于:针对上述工艺中聚氨酯物料乳白时间短,固化时间长,纤维增强聚氨酯硬质泡沫产品气味、总碳指标不能达标等技术问题,提供一种强度好、气味低、环保达标的纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,由组合聚醚白料、异氰酸酯黑料和玻璃纤维组成,所述组合聚醚白料、异氰酸酯黑料、玻璃纤维按质量混合比例为38—35:47—45:13—20,所述组合聚醚白料、异氰酸酯黑料的工艺温度分别控制在40℃—50℃、35℃—45℃。
进一步,所述组合聚醚白料中至少采用两种聚醚多元醇共用。
进一步,所述组合聚醚白料包括下列质量组分:
①、硬泡聚醚多元醇A 45—55份;
②、硬泡聚醚多元醇B 35—45份;
③、高活性聚醚多元醇 2—10份;
④、表面活性剂 0.6—0.9份;
⑤、凝胶催化剂 0.8—1.2份;
⑥、发泡剂 0.04—0.12份;
⑦、三聚催化剂 0.8—1.75份;
⑧、阻燃剂 4.5—6.0份;
⑨、纯净水 0.5—0.8份。
进一步,所述硬泡聚醚多元醇A为羟值350—500mgKOH/g、粘度 1500—3000mPa·s,25℃;硬泡聚醚多元醇B为羟值350—500mgKOH/g、粘度 5000—10000mPa·s,25℃。
进一步,所述高活性聚醚多元醇为羟值33—37mgKOH/g、粘度 700—1050mPa·s,25℃的高活性聚醚多元醇。
进一步,所述表面活性剂为硅油。
进一步,所述凝胶催化剂为油酸钾。
进一步,所述发泡剂为二甲基环己胺。
进一步,所述三聚催化剂为高活性三聚。
进一步,所述阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂。
进一步,所述磷酸酯类阻燃剂为磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三氯乙酯阻燃剂中的任意一种。
进一步,所述纯净水为桶装纯净饮用水。
进一步,所述组合聚醚白料的制备方法包括如下步骤:
1)、物料预混,依据工艺配方质量份数依次将硬泡聚醚多元醇、硬泡聚醚多元醇、高活性聚醚多元醇等用输料泵输送到密封的反应釜中,让混合物料在25—35转/min转速下搅拌混合40—90min;
2)、添加辅料,依据工艺配方质量份数将表面活性剂、凝胶催化剂、发泡剂、三聚催化剂、阻燃剂、纯净水分别加入到反应釜中,在25—35转/min转速下连续搅拌混合60—120min。
进一步,所述步骤1)、2)中反应釜温度控制在40℃—55℃间。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明制备的组合聚醚白料与异氰酸酯黑料常温下反应乳白时间为70S—120S,完全固化时间为150S—240S,满足长纤维注射(FIL)工艺制备较大成型面积的制品,通过该纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料制备的客车风道、前后顶内饰件制品发现其具有较高的冲击性能、强度高,且制品气味、总碳指标达到国家标准。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和(或)步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
对比例
按下述配方备料
备料:异氰酸酯黑料(PM-200),料温40℃,玻璃纤维无捻粗纱2400tex,玻璃纤维束剪切长度为12.5—25mm,0.8mmPVC革面料;
组合聚醚白料质量组分:
①、硬泡聚醚多元醇 4110 55份;
②、硬泡聚醚多元醇 450 45份;
③、表面活性剂 B8444 1.00份;
④、凝胶催化剂CK 1.0份;
⑤、发泡剂DMCHA 0.08份;
⑥、三聚催化剂PC41 1.20份;
⑦、阻燃剂TCEP 5.50份;
⑧、纯净水 0.62份;
取小样人工自由泡检测,实验温度为25℃,乳白时间46S、完全固化时间265s。
组合聚醚白料经过上述组合聚醚白料的制备方法1)、2)步骤完成备料,组合聚醚白料温度45℃。
组合聚醚白料、异氰酸酯黑料、玻璃纤维的质量混合比例为37:46:17,通过长纤维注射(FIL)工艺制备完成客车风道板材,产品密度0.536g/cm³、产品厚度δ7.2mm。
实施例1
按下述配方备料
备料:异氰酸酯黑料(PM-200),料温40℃,玻璃纤维无捻粗纱2400tex,玻璃纤维束剪切长度为12.5—25mm,0.8mmPVC革面料;
组合聚醚白料质量组分:
①、硬泡聚醚多元醇4110 50份;
②、硬泡聚醚多元醇450 45份;
③、高活性聚醚多元醇330 5份;
④、表面活性剂B8444 0.95份;
⑤、凝胶催化剂CK 0.95份;
⑥、发泡剂剂DMCHA 0.08份;
⑦、三聚催化剂PC41 1.30份;
⑧、阻燃剂TCEP 5.50份;
⑨、纯净水 0.60份;
取小样人工自由泡检测,实验温度为25℃,乳白时间96S、完全固化时间223s。
组合聚醚白料经过组合聚醚白料的制备方法1)、2)步骤完成备料,组合聚醚白料温度45℃。
组合聚醚白料、异氰酸酯黑料、玻璃纤维的质量混合比例为36:47:17,通过长纤维注射(FIL)工艺制备完成客车风道板材,产品密度0.526g/cm³、产品厚度δ6.9mm。
实施例2
按下述配方备料
备料:异氰酸酯黑料(PM-200),料温40℃,玻璃纤维无捻粗纱2400tex,玻璃纤维束剪切长度为12.5—25mm,0.8mmPVC革面料;
组合聚醚白料质量组分:
①、硬泡聚醚多元醇411OA 50份;
②、硬泡聚醚多元醇450L 42份;
③、高活性聚醚多元醇330N 8份;
④、表面活性剂B8444 0.95份;
⑤、凝胶催化剂PC3935 0.90份;
⑥、发泡剂剂 PC8 0.075份;
⑦、三聚催化剂LE795 1.25份;
⑧、阻燃剂TCEP 5.50份;
⑨、纯净水 0.60份;
取小样人工自由泡检测,实验温度为25℃,乳白时间105S、完全固化时间226s。
组合聚醚白料经过组合聚醚白料的制备方法1)、2)步骤完成备料,组合聚醚白料温度45℃。
组合聚醚白料、异氰酸酯黑料、玻璃纤维的质量混合比例为37:46:17,通过长纤维注射(FIL)工艺制备完成客车风道板材,产品密度0.542g/cm³,产品厚度δ7.1mm。
实施例3
按下述配方备料
备料:异氰酸酯黑料(PM-200),料温40℃,玻璃纤维无捻粗纱2400tex,玻璃纤维束剪切长度为12.5—25mm,0.8mmPVC革面料;
组合聚醚白料质量组分:
①、硬泡聚醚多元醇4110 50份;
②、硬泡聚醚多元醇8305 40份;
③、高活性聚醚多元醇330N 10份;
④、表面活性剂B8444 0.90份;
⑤、凝胶催化剂CK 0.85份;
⑥、发泡剂剂LE720 0.08份;
⑦、三聚催化剂LE795 1.25份;
⑧、阻燃剂TCEP 5.50份;
⑨、纯净水 0.60份;
取小样人工自由泡检测,实验温度为25℃,乳白时间92S、完全固化时间218s。
组合聚醚白料经过组合聚醚白料的制备方法1)、2)步骤完成备料,组合聚醚白料温度45℃。
组合聚醚白料、异氰酸酯黑料、玻璃纤维的质量混合比例为36:47:17,通过长纤维注射(FIL)工艺制备完成客车风道板材,产品密度0.545g/cm³、产品厚度δ7.2mm。
以上对比例、实施例制备的客车风道板材性能比较如下:
备注:N.D表示为未检出(小于方法检测限)
综上所述,由对比例及实施例1—3通过不同的原料型号、配比制得的产品可知,本发明的产品具有强度高、抗冲击性能强、气味低、安全环保等优点,解决了乳白时间短,固化时间长的问题,对纤维增强聚氨酯硬质泡沫产品的生产具有深远的意义。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (14)
1.一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,由组合聚醚白料、异氰酸酯黑料和玻璃纤维组成,所述组合聚醚白料、异氰酸酯黑料、玻璃纤维按质量混合比例为38—35:47—45:13—20,所述组合聚醚白料、异氰酸酯黑料在长纤维注射(FIL)中的工艺温度分别控制在40℃—50℃、35℃—45℃。
2.根据权利要求1所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述组合聚醚白料中至少采用两种聚醚多元醇共用。
3.根据权利要求1或2所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述组合聚醚白料包括下列质量组分:
①、硬泡聚醚多元醇A 45—55份;
②、硬泡聚醚多元醇B 35—45份;
③、高活性聚醚多元醇 2—10份;
④、表面活性剂 0.6—0.9份;
⑤、凝胶催化剂 0.8—1.2份;
⑥、发泡剂 0.04—0.12份;
⑦、三聚催化剂 0.8—1.75份;
⑧、阻燃剂 4.5—6.0份;
⑨、纯净水 0.5—0.8份。
4.根据权利要求3所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述硬泡聚醚多元醇A为羟值350—500mgKOH/g、粘度1500—3000mPa·s,25℃;硬泡聚醚多元醇B为羟值350—500mgKOH/g、粘度 5000—10000mPa·s,25℃。
5.根据权利要求3所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述高活性聚醚多元醇为羟值33—37mgKOH/g、粘度 700—1050mPa·s,25℃的高活性聚醚多元醇。
6.根据权利要求3所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述表面活性剂为硅油。
7.根据权利要求3所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述凝胶催化剂为油酸钾。
8.根据权利要求3所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述发泡剂为二甲基环己胺。
9.根据权利要求3所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述三聚催化剂为高活性三聚。
10.根据权利要求3所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂。
11.根据权利要求10所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述磷酸酯类阻燃剂为磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三氯乙酯阻燃剂中的任意一种。
12.根据权利要求3所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述纯净水为桶装纯净饮用水。
13.根据权利要求3至12任一所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述组合聚醚白料的制备方法包括如下步骤:
1)、物料预混,依据工艺配方质量份数依次将硬泡聚醚多元醇、硬泡聚醚多元醇、高活性聚醚多元醇用输料泵输送到密封的反应釜中,让混合物料在25—35转/min转速下搅拌混合40—90min;
2)、添加辅料,依据工艺配方质量份数将表面活性剂、凝胶催化剂、发泡剂、三聚催化剂、阻燃剂、纯净水分别加入到反应釜中,在25—35转/min转速下连续搅拌混合60—120min。
14.根据权利要求13所述的一种纤维增强聚氨酯硬质泡沫材料,其特征在于,所述步骤1)、2)中反应釜温度控制在40℃—55℃间。
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