一种聚氨酯组合物及其海绵制品的制备制造技术

本发明专利技术是一种聚氨酯组合物及其海绵制品的制备，该聚氨酯组合物包括多元醇组分和预聚体组分；其中，以重量份计，多元醇组分包括：40～60重量份的至少一种数均分子量为1000～2500的聚醚酯多元醇，40～60重量份的至少一种数均分子量为3000～5000的聚醚多元醇，10～20重量份的至少一种小分子二元醇，1～3重量份的羟基官能度为2的聚硅氧烷化合物，5～10重量份的二价酸酯，预聚体组分通过预聚反应得到，以重量份计，预聚体组分包括：45～65重量份的至少一种多异氰酸酯，30～55重量份的至少一种数均分子量为1000～2500的聚醚酯多元醇。采用本发明专利技术方法得到的聚氨酯海绵产品，不仅可保证其与表皮和鞍座骨架粘接效果，且聚氨酯发泡充分均匀，此外，显著提高了聚氨酯海绵的力学性能、弹性、舒适度。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯组合物及其海绵制品的制备
本专利技术涉及一种聚氨酯组合物，并涉及由该聚氨酯组合物得到的海绵制品，属于聚氨酯组合物制备的

技术介绍
自行车作为一种绿色环保的交通工具，自行车骑行已成为重视环保和健康的人们的首选出行方式，其中，自行车坐垫是与人体直接接触且受力最大的部分，主要由上层表皮、中间海绵层、下层硬质鞍座骨架做成，坐垫的舒适度与支撑性直接影响人们在骑行过程中的感受。坐垫的中间海绵层除提供缓冲减震作用提高舒适度外，还需保证与上层尤其是下层鞍座骨架的粘接牢固度保证坐垫的支撑性。目前，市场上自行车坐垫逐步采用一体成型的新兴技术：将上层表皮(PVC革或PU革)抽真空使其吸附在模具内腔内，并在上模固定好硬质鞍座骨架，然后注入聚氨酯原料并发泡，一体成型得到坐垫。一体成型技术由于工艺流程简单导至出现就已得到了迅速推广，然而该工艺同样面临很多问题，其中最常见的例如：聚氨酯海绵层与上层表皮或鞍座骨架的粘接不牢，聚氨酯海绵层发泡不均匀或充分、弹性、力学性能不好等问题，导致产品废品率大幅增多。改善粘接不牢问题的常规方式是在骨架或表刷胶提高粘接性，但反而增加了工艺流程同时胶水也会影响环境；对于聚氨酯发泡层的改进也没有明显的技术突破。
技术实现思路
技术问题：为解决上述存在的技术缺陷，本专利技术目的是提供一种聚氨酯组合物，本专利技术另一个目的是提供由该聚氨酯组合物得到的海绵制品以及包括在自行车坐垫上的应用，采用本专利技术方法得到的聚氨酯海绵产品，不仅可保证其与表皮和鞍座骨架粘接效果，且聚氨酯发泡充分均匀，此外，显著提高了聚氨酯海绵的力学性能、弹性、舒适度。技术方案：本专利技术所述的聚氨酯组合物，包括多元醇组分和预聚体组分；其中，以重量份计，多元醇组分包括：40～60重量份的至少一种数均分子量为1000～2500的聚醚酯多元醇，40～60重量份的至少一种数均分子量为3000～5000的聚醚多元醇，10～20重量份的至少一种小分子二元醇，1～3重量份的羟基官能度为2的聚硅氧烷化合物，5～10重量份的二价酸酯，预聚体组分通过预聚反应得到，以重量份计，预聚体组分包括：45～65重量份的至少一种多异氰酸酯，30～55重量份的至少一种数均分子量为1000～2500的聚醚酯多元醇。其中，所述的聚醚酯多元醇通过数均分子量250～650的聚醚二元醇为起始剂，与二元酸、二元醇缩合反应得到；所述的聚醚二元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧四亚甲基二醇中的一种及以上，二元酸选自丁二酸、戊二酸、己二酸中的一种及以上，二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、丁二醇中的一种及以上。所述的聚醚多元醇通过至少含2个羟基的多元醇为起始剂与环氧乙烷和/或环氧丙烷聚合反应得到；所述的至少含2个羟基的多元醇选自季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油、丙二醇、乙二醇、二甘醇、二乙二醇以及这些原料化合物的混合物中的一种及以上；聚醚多元醇中环氧乙烷质量占比小于环氧丙烷质量占比。所述的小分子二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、戊二醇中的一种及以上；所述的聚硅氧烷化合物为羟基封端的线性聚二甲基硅氧烷，其数均分子量为5000～10000。所述的二价酸酯选自丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、已二酸二甲酯中的一种或一种以上的混合物。所述的二价酸酯为丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、已二酸二甲酯的混合物，其质量比为丁二酸二甲酯：戊二酸二甲酯：已二酸二甲酯＝3：(3～5)：(3～5)。所述的多异氰酸酯为芳香族多异氰酸酯中的二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、甲苯二异氰酸酯TDI、萘二异氰酸酯NDI以及其异构体和/或衍生物和/或改性聚合物中的一种及以上。所述的多元醇组分还包括催化剂、发泡剂和添加剂，其中，催化剂选自三乙烯二胺、二甲基环己胺、N-甲基二环己胺、五甲基二亚丙基三胺、双(二甲氨基乙基)醚、N-甲基咪唑、1,8-二氮杂环十一烯、二丁基二月桂酸锡；所述的发泡剂为水，所述的添加剂包括抗氧化剂、热稳定剂、抗水解剂、匀泡剂中的一种及以上；所述的匀泡剂选自L-1507、L-1580、Y-10366中的一种及以上；所述的预聚体组分还包括辅助剂，为副反应阻止剂的磷酸。本专利技术的聚氨酯组合物的海绵制品的制备方法为：所述的聚氨酯组合物通过在熔融温度下将多元醇组分、预聚体组分别充分搅拌或预聚反应后并分别密封保存；通过将多元醇组分和预聚体组分混合均匀后注入模具中反应充分发泡得到聚氨酯海绵制品。本专利技术的聚氨酯海绵制品用于自行车坐垫、座椅，作为提供缓冲、弹性及一定支撑性的海绵层。特别是在自行车坐垫的用途，可通过一体成型技术，在聚氨酯组合物的发泡过程中直接在上层表皮和下层支架中形成聚氨酯海绵中间层，制成自行车坐垫。有益效果：1、特定聚醚酯多元醇、聚醚多元醇混合使用，一方面提高聚氨酯海绵的力学性能，另一方面避免多元醇结构差异而导致的产品质量不稳定的问题；2、多元醇组分与预聚体组分中特定聚醚酯多元醇、羟基封端的聚硅氧烷化合物、二价酸酯的协同配合以及在多异氰酸酯存在下，即使发泡得到的聚氨酯海绵制品在密度很低，仍具备优良的力学性能，且保持较佳的舒适感，舒适因子(SAG因子)数值高；3、采用本专利技术的聚氨酯组合物作为自行车坐垫的海绵中间层，申请人意外发现，组合物在非反应型物质二价酸酯存在下，产品固化效果反而很好，成型时间普遍在4min内，同时，无需另外刷胶，海绵体与鞍座骨架和表皮材料的粘接性优异。具体实施方式下面根据具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。本专利技术的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本专利技术。作为示例的，本专利技术的聚氨酯组合物通过以下步骤制备得到的：多元醇组分：将聚醚酯多元醇、聚醚多元醇、小分子多元醇、聚硅氧烷化合物、二价酸酯、催化剂、发泡剂、和/或添加剂在30～50℃下充分混合2～4小时后，密封保存以备用；预聚体组分：将多异氰酸酯、聚醚酯多元醇在60～80℃条件下反应2～3小时，降温至30～40℃，控制-NCO含量相对于B组分的总重量为17～19wt％，密封保存以备用。作为示例的，本专利技术的聚氨酯海绵制品通过以下步骤制备得到的：控制多元醇组分和预聚体组分的温度为45～50℃，按照多元醇组分中活泼氢的摩尔量与预聚体组分的-NCO摩尔量之比为(0.95～1.02)：1混合均匀，注入到模具中，充分反应发泡形成聚氨酯海绵制品；在本专利技术的优选实施例中，按照多元醇组分中活泼氢的摩尔量与预聚体组分的-NCO摩尔量之比为1：1混合均匀，注入到模具中，充分反应发泡形成聚氨酯海绵制品。下述通过具体实施例来说明本专利技术，在本专利技术具体实施例中所用到的物质如下：聚醚酯多元醇1：通过数均分子量500的聚氧四亚甲基二醇为起始剂，与1,6-己二酸、乙二醇缩合反应得到，其数均分子量为1000本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚氨酯组合物，其特征在于，该组合物包括多元醇组分和预聚体组分；/n其中，以重量份计，多元醇组分包括：/n40～60重量份的至少一种数均分子量为1000～2500的聚醚酯多元醇，/n40～60重量份的至少一种数均分子量为3000～5000的聚醚多元醇，/n10～20重量份的至少一种小分子二元醇，/n1～3重量份的羟基官能度为2的聚硅氧烷化合物，/n5～10重量份的二价酸酯，/n预聚体组分通过预聚反应得到，以重量份计，预聚体组分包括：/n45～65重量份的至少一种多异氰酸酯，/n30～55重量份的至少一种数均分子量为1000～2500的聚醚酯多元醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯组合物，其特征在于，该组合物包括多元醇组分和预聚体组分；
其中，以重量份计，多元醇组分包括：
40～60重量份的至少一种数均分子量为1000～2500的聚醚酯多元醇，
40～60重量份的至少一种数均分子量为3000～5000的聚醚多元醇，
10～20重量份的至少一种小分子二元醇，
1～3重量份的羟基官能度为2的聚硅氧烷化合物，
5～10重量份的二价酸酯，
预聚体组分通过预聚反应得到，以重量份计，预聚体组分包括：
45～65重量份的至少一种多异氰酸酯，
30～55重量份的至少一种数均分子量为1000～2500的聚醚酯多元醇。


2.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述的聚醚酯多元醇通过数均分子量250～650的聚醚二元醇为起始剂，与二元酸、二元醇缩合反应得到；
其中，聚醚二元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧四亚甲基二醇中的一种及以上，二元酸选自丁二酸、戊二酸、己二酸中的一种及以上，二元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、丁二醇中的一种及以上。


3.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述的聚醚多元醇通过至少含2个羟基的多元醇为起始剂与环氧乙烷和/或环氧丙烷聚合反应得到。


4.根据权利要求3所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述的至少含2个羟基的多元醇选自季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油、丙二醇、乙二醇、二甘醇、二乙二醇以及这些原料化合物的混合物中的一种及以上；
聚醚多元醇中环氧乙烷质量占比小于环氧丙烷质量占比。


5.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述的小分子二元醇选自乙二醇、丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，赵叶宝，吴章兴，林剑，
申请(专利权)人：浙江华峰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33