半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法、夹层部件及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种半硬质聚氨酯泡沫，由包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分反应得到，所述异氰酸酯反应性组分包含：环氧乙烷含量为5～50wt％的聚醚多元醇1，环氧乙烷含量为55～95wt％的聚醚多元醇2，聚合物多元醇，即接枝共聚型聚醚多元醇，聚酯多元醇1，催化剂，发泡剂，表面活性剂。所述聚氨酯泡沫不需要额外添加黏合剂即可用于多层结构的制备，具有优异的力学性能、耐热老化性能、耐湿热老化性能、耐气候交变老化性能以及优异的爆破可靠性、舒适性。本发明专利技术还提供了所述聚氨酯泡沫的制备方法，以及包含所述聚氨酯泡沫的夹层部件的制备方法及用途。

Semi rigid polyurethane foam and preparation method, sandwich component, preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法、夹层部件及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种半硬质聚氨酯泡沫，特别是用于仪表板的半硬质聚氨酯泡沫，所述材料的制备方法，以及包含所述聚氨酯泡沫的夹层部件及其制备方法。
技术介绍
汽车仪表板是汽车内饰中最重要的零部件之一，需要具备舒适的手感和良好的冲击吸收性能。半硬质聚氨酯泡沫由于其良好的硬度、弹性以及优异的吸能、防震、抗冲击等性能，广泛应用于市场上中高端车型仪表板的制备。近年来随着行业的发展、消费需求的升级和安全舒适性等方面需求提高，用于汽车仪表板的材料也需要进一步提升性能。除常规性能外，对极端条件下仪表板的性能，尤其是舒适性、耐低温、耐老化、安全气囊爆破等性能需要加强。专利CN105820303A公开了低密度汽车仪表板用聚氨酯泡沫及其制备方法和应用，该泡沫配方体系原料成本高，制备泡沫的力学性能在老化后损失率过大，回弹率低舒适性差，且低温性能只考虑泡沫而未涉及复合的基材，部件老化后的低温性能不足。因此，需要提供一种技术方案解决现有技术中存在的舒适性、耐低温、耐老化、安全气囊爆破等性能需要加强的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种半硬质聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫不需要额外添加黏合剂即可用于多层结构的制备，具有优异的力学性能、舒适性能、耐低温性能、耐热老化性能、耐湿热老化性能、耐气候交变老化性能以及优异的爆破可靠性。本专利技术还提供了所述聚氨酯泡沫的制备方法，以及包含所述聚氨酯泡沫的夹层部件及其制备方法。为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案如下：半硬质聚氨酯泡沫，由异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分反应得到，所述异氰酸酯反应性组分包含：环氧乙烷含量为5～50wt％的聚醚多元醇1，环氧乙烷含量为55～95wt％的聚醚多元醇2，聚合物多元醇，即接枝共聚型聚醚多元醇，聚酯多元醇1，催化剂，发泡剂，表面活性剂。优选地，所述异氰酸酯反应性组分包含：聚醚多元醇1，平均官能度为2～4.5，优选2～4，羟值为10～50mgKOH/g，优选15～35mgKOH/g，由环氧乙烷和环氧丙烷反应得到，环氧乙烷含量为15～45wt％；聚醚多元醇2，平均官能度为2～5，优选3～4；羟值为15～200mgKOH/g，优选20～150mgKOH/g，进一步优选40～110mgKOH/g，由环氧乙烷和环氧丙烷反应得到，环氧乙烷含量为60～75wt％；聚合物多元醇，即接枝共聚型聚醚多元醇，平均官能度2～4.5，优选2～3，羟值为15～50mgKOH/g，优选20～40mgKOH/g，固含量20～50wt％，优选25～45wt％；聚酯多元醇1，羟值为20～200mgKOH/g，优选25～60mgKOH/g，由直链二元醇和直链二元酸反应得到；催化剂；发泡剂；表面活性剂。本专利技术中，所述异氰酸酯组分指的是具有异氰酸酯基团的一类化合物，其实例包括但不限于甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、环己烷二亚甲基二异氰酸酯(HXDI)、三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NBDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)等，以及这类单体的预聚物、改性产物、多聚体等，这类异氰酸酯化合物可以单独或组合使用。优选地，所述异氰酸酯组分NCO含量为20～34％，优选25～32％。本专利技术中，所述聚醚多元醇1指的是由多元醇起始、环氧烷聚合而成的一类化合物，采用起始剂的实例包括但不限于乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、戊二醇、己二醇、二乙二醇、三乙二醇、一缩二丙二醇，一缩二乙二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇等，采用的环氧烷的实例包括但不限于环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等。环氧烷单体可以是嵌段加成也可以是无规加成，但优选嵌段加成，进一步优选环氧丙烷聚合，末端进行环氧乙烷嵌段加成。本专利技术中，所述聚醚多元醇2指的是由多元醇起始、环氧烷聚合而成的一类化合物，环氧烷单体可以是嵌段加成也可以是无规加成，但优选无规加成。聚醚多元醇2可以提高异氰酸酯反应性组分和异氰酸酯组分的反应活性和反应均衡性，提高泡沫成型性、熟化、工艺宽容度。本专利技术中，所述聚合物多元醇指的是由聚醚多元醇、乙烯基单体反应得到的一类接枝共聚多元醇，其中，所述聚醚多元醇可以采用本领域常见的聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚多元醇等，所述乙烯基单体可以采用丙烯腈、苯乙烯、偏氯乙烯、羟烷基丙烯酸酯和烷基丙烯酸酯等，优选丙烯腈和/或苯乙烯。本专利技术中，所述聚酯多元醇1中，所述直链二元醇指的是具有直链结构的二元醇，不含侧链，优选碳原子数为2～12的脂肪族二元醇，其实例包括但不限于乙二醇、1,3-丙二醇、1,4丁二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、1,5戊二醇、1,6己二醇、1,7庚二醇、1,8辛二醇、1,9壬二醇、1,10-癸二醇等，可以单独或组合使用。所述直链二元酸指的是具有直链结构的二元酸，不含侧链，优选碳原子数为2～12的脂肪族二元羧酸，其实例包括但不限于丁二酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等，可以单独或组合使用。聚酯多元醇1可以有效提高泡沫层的拉伸强度、撕裂强度等力学性能。本专利技术中，所述催化剂指的是对异氰酸酯和活性氢原子具有催化活性的一类化合物，其实例包括但不限于三乙基胺、三丁基胺、三亚乙基二胺、N-乙基吗啉、N,N,N’,N’-四甲基-乙二胺、五甲基二亚乙基-三胺、N,N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、乙酸锡(II)、辛酸锡(II)、乙基己酸锡、月桂酸锡、二丁基氧化锡、二丁基二氯化锡、二丁基二乙酸锡、二丁基马来酸锡、二辛基二乙酸锡等，这类催化剂可以单独或组合使用。本专利技术中，所述发泡剂可以选择本领域常用的物理发泡剂、化学发泡剂等，包括但不限于水、一氯二氟代甲烷、一氯一氟代甲烷、二氯二氟代甲烷、三氯氟代甲烷、丁烷、戊烷、环戊烷、己烷、环己烷、庚烷、空气、CO2和N2中的一种或多种，优选为水。本专利技术中，所述表面活性剂，其实例包括但不限于例如主要结构为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物等，这类表面活性剂可以单独或组合使用。本专利技术中，所述异氰酸酯反应性组分还可以包含交联剂，所述交联剂可以采用本领域常用的交联剂，如多元醇、多元胺等，可以列举的实例包括但不限于三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、苯二胺、山梨醇等，这类交联剂可以单独或组合使用。本专利技术中，所述异氰酸酯反应性组分还可以包含扩链剂，所述扩链剂可以采用本领域常用的扩链剂，如二元醇、二元胺、二元酚等，可以列举的实例包括但不限于乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、丁二醇、环己二醇、甲胺、乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于，由包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分反应得到，所述异氰酸酯反应性组分包含：环氧乙烷含量为5～50wt％的聚醚多元醇1，环氧乙烷含量为55～95wt％的聚醚多元醇2，聚合物多元醇，即接枝共聚型聚醚多元醇，聚酯多元醇1，催化剂，发泡剂，表面活性剂；/n优选地，所述异氰酸酯反应性组分包含：聚醚多元醇1，平均官能度为2～4.5，优选2～4，羟值为10～50mgKOH/g，优选15～35mgKOH/g，由环氧乙烷和环氧丙烷反应得到，环氧乙烷含量为15～45wt％；聚醚多元醇2，平均官能度为2～5，优选3～4；羟值为15～200mgKOH/g，优选20～150mgKOH/g，进一步优选40～110mgKOH/g，由环氧乙烷和环氧丙烷反应得到，环氧乙烷含量为60～75wt％；聚合物多元醇，平均官能度2～4.5，优选2～3，羟值为15～50mgKOH/g，优选20～40mgKOH/g，固含量20～50wt％，优选25～45wt％；聚酯多元醇1，羟值为20～200mgKOH/g，优选25～60mgKOH/g，由直链二元醇和直链二元酸反应得到；催化剂；发泡剂；表面活性剂。/n...

【技术特征摘要】
1.半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于，由包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分反应得到，所述异氰酸酯反应性组分包含：环氧乙烷含量为5～50wt％的聚醚多元醇1，环氧乙烷含量为55～95wt％的聚醚多元醇2，聚合物多元醇，即接枝共聚型聚醚多元醇，聚酯多元醇1，催化剂，发泡剂，表面活性剂；
优选地，所述异氰酸酯反应性组分包含：聚醚多元醇1，平均官能度为2～4.5，优选2～4，羟值为10～50mgKOH/g，优选15～35mgKOH/g，由环氧乙烷和环氧丙烷反应得到，环氧乙烷含量为15～45wt％；聚醚多元醇2，平均官能度为2～5，优选3～4；羟值为15～200mgKOH/g，优选20～150mgKOH/g，进一步优选40～110mgKOH/g，由环氧乙烷和环氧丙烷反应得到，环氧乙烷含量为60～75wt％；聚合物多元醇，平均官能度2～4.5，优选2～3，羟值为15～50mgKOH/g，优选20～40mgKOH/g，固含量20～50wt％，优选25～45wt％；聚酯多元醇1，羟值为20～200mgKOH/g，优选25～60mgKOH/g，由直链二元醇和直链二元酸反应得到；催化剂；发泡剂；表面活性剂。


2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯组分NCO含量为20～34wt％，优选25～32wt％。


3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述直链二元醇不含侧链，优选碳原子数为2～12的脂肪族二元醇，所述直链二元酸不含侧链，优选碳原子数为2～12的脂肪族二元羧酸。


4.根据权利要求1～3任一项所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯组分中异氰酸酯基团与异氰酸酯反应性组分中活性氢原子的摩尔比为90～120：100，优选95～105：100。


5.根据权利要求4所述的聚氨酯泡沫，其特征在于，以所述异氰酸酯反应性组分的总质量计：
聚醚多元醇1用量为40～70％，优选50～60％；
聚合物多元醇用量为3～30％，优选5～20％；
聚醚多元醇2用量为10～50％，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹铖，王晓星，赵军，赵恒平，沈沉，赵怡，
申请(专利权)人：万华化学北京有限公司，万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11