本发明专利技术公开了一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺，将PU泡沫的原材料包括三种物质：100份(质量分数)组合聚醚多元醇，140～190份异氰酸酯，5～15份的组合吸热填料。将聚醚多元醇与催化剂、开孔剂等各种添加剂按预设配比搅拌混合均匀，将两种或多种吸热填料按预设配比加入高速球磨机中，在喷洒硅烷或钛酸酯偶联剂的同时进行球磨混合等步骤实现。依据本发明专利技术方案得到的PU泡沫，其拉伸性能、压缩性能与抗冲性能均有不同程度的提高且泡沫整体的孔洞更小、更致密、分布更均匀，开孔率也得到改善，从而有利于提高泡沫的吸音与透气性能并生产轻量化的汽车内饰件。此外，本发明专利技术方案中的制备工艺简便可行、成本低，完全适用于大规模箱式发泡。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺，将PU泡沫的原材料包括三种物质：100份(质量分数)组合聚醚多元醇，140～190份异氰酸酯，5～15份的组合吸热填料。将聚醚多元醇与催化剂、开孔剂等各种添加剂按预设配比搅拌混合均匀，将两种或多种吸热填料按预设配比加入高速球磨机中，在喷洒硅烷或钛酸酯偶联剂的同时进行球磨混合等步骤实现。依据本专利技术方案得到的PU泡沫，其拉伸性能、压缩性能与抗冲性能均有不同程度的提高且泡沫整体的孔洞更小、更致密、分布更均匀，开孔率也得到改善，从而有利于提高泡沫的吸音与透气性能并生产轻量化的汽车内饰件。此外，本专利技术方案中的制备工艺简便可行、成本低，完全适用于大规模箱式发泡。【专利说明】一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沬的配方及工艺
本专利技术涉及一种聚氨酯泡沫的配方及工艺，具体涉及一种轻量化汽车内饰用高性 能聚氨酯泡沫的配方及工艺。
技术介绍
在聚氨酯（PU)泡沫体中，开发应用最早的是硬度很高的泡沫体，而获得市场认 可、应用最广的是软质泡沫塑料。作为硬度介于这两类泡沫体之间的则称为半硬质泡沫塑 料，简称半硬泡。半硬泡与软泡和硬泡的主要区别在于它具备较高的压缩强度，在其负荷卸 载后，其泡沫体复原的速度十分缓慢，表现出较好的能量吸收、缓冲减震特性。鉴于这些特 性，半硬泡目前已被广泛用于车内装饰材料，如仪表板、内衬板、顶棚、天窗滑盖、头靠、衣帽 架等。 目前TO发泡设备主要有两大类，一类为机械式连续发泡，操作简便，速度快，泡沫 性能优异，但所需设备繁多、成本高，且受限于传送带的宽度，当泡沫规格较多时，机械发泡 的效率便大打折扣，因此机械式连续发泡多适用于大规模生产一种或几种尺寸相近的泡 沫；另一类为非连续箱式发泡，尽管该法得到的泡沫性能不如机械发泡，但设备简单、成本 低，且所适用的泡沫尺寸灵活多变，应用于生产尺寸差异大的泡沫时效率高。目前，由于泡 沫产品的规格多样化，国内外许多企业均采用非连续箱式法（下文简称箱式发泡）来生产 TO泡沫。 近些年，箱式发泡工艺不断得到改进，目前机械化程度较高的箱式发泡多采用提 升式无底混合桶（如图1所示），待物料混合完毕后，混合桶即从箱底提起，混合料液即充满 箱底。然而，箱式发泡工艺中泡沫的放热问题始终是一个难题，严重限制了产品质量的进一 步优化。这主要是因为PU泡沫的生产过程中，两种原料即多元醇与异氰酸酯的反应会放出 大量的热，而泡沫的体积较大且内部结构不利于散热，导致泡沫体内温度在三边密闭式的 发泡过程中急剧上升，最高可超过200°C。在如此高温下，ro分子链与空气中的氧气反应随 即产生氧化，使泡沫中心颜色发黄甚至发黑（俗称"烧芯"），严重时会自燃而引起火灾，造 成无法挽回的巨大损失。此外，泡沫内部散热不均还会不同程度影响其物理性能，如力学性 能、泡孔分布均匀性及密度分布均匀性等。因此，如何能有效解决箱式发泡中PU泡沫的散 热问题，并制备出高性能的PU泡沫已成为行业内一个公认的技术难题。 目前针对该技术难题的报道较少，在《聚氨酯硬泡箱式自由发泡工艺浅谈》（戴乾 胜，聚氨酯工业，1999,14(3) :43?44)与《聚氨酯软质泡沫生产中烧芯因素的探讨》（李 佐花，聚氨酯工业，2007, 22(3) :31?33)中，作者曾对PU泡沫的烧芯现象进行总结分析， 但并未明确提出有效的解决措施。在现有专利中，CN102796239A提到，通过添加阻燃剂可 有效减少烧芯现象，其中阻燃剂为抗焦心阻燃剂，包括美国旭瑞达A3007B-LS、FYrolA117S、 FyrolHF-4,青岛瑞诺化工有限公司Y0KEV166、浙江万盛化工有限公司FR-38,但行业内未 有推广信息。
技术实现思路
针对以上技术难题，本专利技术设计了一种组合吸热填料，并提供了一种轻量化汽车 内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺，本专利技术的具体技术方案如下： 本专利技术公开了一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫，TO泡沫的原材料包括三 种物质：100份（质量分数）组合聚醚多元醇，140?190份异氰酸酯，5?15份的组合吸 热填料。 作为进一步地改进,本专利技术所述的组合聚醚多元醇包括：10?45份甘油为起始 齐U，羟值为25?40mgK0H/g的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇或15?35份以山梨醇为起 始剂，羟值400?500mgK0H/g的环氧丙烷/环氧乙烷聚醚多元醇或0?20份以乙二胺为 起始剂，轻值380?450mgK0H/g的环氧丙烧/环氧乙烧聚醚多元醇；0. 5?3份水；0. 05? 2份胺类催化剂，0. 03?1. 5份开孔剂，0. 1?3份表面活性剂及10?30份二丙二醇。 作为进一步地改进，本专利技术所述的异氰酸酯为108?122份多苯基多亚甲基异氰 酸酯，NC0值在30%?32%。 作为进一步地改进，本专利技术所述的组合吸热填料为小分子物质与高分子粉末的混 合物，所述的小分子物质为醋酸钠、碳酸钠、氢氧化铝、氢氧化钡或氯化钙中的一种或几种 的混合物，高分子粉末为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯、改性聚乙烯、改性聚丙 烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、共聚尼龙中的一种或 几种的混合物。 作为进一步地改进，本专利技术所述的组合吸热填料中小分子物质的添加量为1?5 份，高分子粉末的添加量为3?15份。 一种根据权利要求1至5中任意一项所述的轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫 的制备工艺，具体制备步骤如下： (1)将聚醚多元醇与催化剂、开孔剂等各种添加剂按预设配比搅拌混合均匀，搅拌 速度1200r/min，时间lmin ;(这里的速度和时间，最好是一个范围） (2)将两种或多种吸热填料按预设配比加入高速球磨机中，在喷洒硅烷或钛酸酯 偶联剂的同时进行球磨混合，以300?800r/min的速度混合10?30min后得到组合吸热 填料； (3)将组合吸热填料加入混合好的组合聚醚多元醇中，高速搅拌一段时间； (4)将异氰酸酯迅速倒入步骤3得到的混合液中，高速搅拌15?40s，速度为 1000 ?2500r/min ; (5)将步骤（4)中得到的混合液倒入发泡箱中，并放入热电偶以跟踪测试泡沫中 心的温度，待泡沫接触热电偶端部后每隔lmin记录温度，直至温度下降后停止记录，发泡 介绍后，切割并测试PU泡沫的密度均匀性、开孔率、拉伸及弯曲性能。 作为进一步地改进，本专利技术所述的步骤（2)中，偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯 类偶联剂。 作为进一步地改进，本专利技术所述的步骤（3)中，搅拌时间为30?90s，速度为 500 ?1500r/min。 采用本专利技术的有益效果如下： 依据本专利技术可有效解决箱式发泡过程中散热问题，避免烧芯问题，既可降低散热 不均对泡沫性能造成的影响，密度均匀性与开孔率得到明显改善，亦可完全杜绝生产过程 中的安全隐患。且得益于组合吸热填料中高分子树脂组分的加入，依据本专利技术方案得到的 PU泡沫，其拉伸性能、压缩性能与抗冲性能均有不同程度的提高且泡沫整体的孔洞更小、更 致密、分布更均匀，开孔率也得到改善，从而有利于提高泡沫的吸音与透气性能并生本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫，其特征在于，PU泡沫的原材料包括三种物质：100份(质量分数)组合聚醚多元醇，140～190份异氰酸酯，5～15份的组合吸热填料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：傅华康，楼娣，蒋义钐，刘国旺，马国维，
申请(专利权)人：浙江华江科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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