一种新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，由以下重量份数的组分制成：多元醇A组分100份，催化剂

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯
，特别是涉及一种新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，传统车用革除少量高档车使用真皮外，其余基本都是聚氯乙烯(PVC)革、溶剂型聚氨酯革和少量聚烯烃热塑性弹性材料(TPO)。PVC/TPO在生产过程中需添加大量增塑剂等助剂，产品存在异味、不环保、增塑剂析出等缺陷；溶剂型聚氨酯革性能优异，但其生产过程污染严重，含大量对人体有害的N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)溶剂。
[0003]聚氨酯材料是由碳
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碳键为基本结构组成的有机高分子聚合物，属于可燃物质。用聚氨酯材料生产的各类产品与制品，在人们的社会活动中随处可见；由于它们处在各种环境中，引发火灾的几率较高。由各种引火源引发聚氨酯材料的燃烧以及伴随燃烧产生的烟雾毒性，已成为消防安全密切关注的重点之一，对于车用内饰的材料已制定了日益严格的阻燃标准和法规。
[0004]新能源汽车具有显著的节能环保、生态友好等优点，是新世纪应对能源危机和环境污染的重要举措，必将成为汽车消费市场的主流产品。新能源汽车的突破性发展有赖于各关键部件的创新支撑，特别因其高度关注车辆的节能、安全性，因而对材料的轻质、高强等物性提出了更为严苛的要求。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料及其制备方法。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，由以下重量份数的组分制成：
[0008][0009][0010]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，其中，由以下重量份数的组分制成：
[0011][0012]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，其中，所述多元醇A组分为聚醚多元醇和小分子二元醇混合物。
[0013]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，其中，所述聚醚多元醇为聚四亚甲基醚二醇(PTMG)聚合物；所述小分子二元醇为乙二醇或丁二醇；所述多元醇A组分由以下质量百分比的组分组成：聚醚多元醇90
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95％，小分子二元醇2
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8％。
[0014]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，其中，所述催化剂
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1为胺类催化剂；所述催化剂
‑
2为胺类催化剂有机金属催化剂；所述P系阻燃剂为磷酸铵盐和聚磷酸铵中的一种或两种。
[0015]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，其中，所述异氰酸酯B组分为聚醚多元醇、聚碳多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的混合物。
[0016]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，其中，所述聚醚多元醇为聚醚二元醇；所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃二醇(PTMG)聚合物；所述异氰酸酯B组分由以下质量百分比的组分组成：聚醚二元醇30
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40％，聚碳酸酯二元醇30
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40％和二苯基甲烷二异氰酸酯30
‑
40％。
[0017]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，其中，所述P系阻燃剂添加量在25
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35phr；所述Al(OH)3阻燃剂添加量在5
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15phr。
[0018]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019](1)按配比准备原料，将所述多元醇A组分、催化剂
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1和催化剂
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2及P系阻燃剂、Al(OH)3阻燃剂按照比例预先搅拌分散均匀，得到混合液；
[0020](2)分别将步骤(1)中所述混合液和异氰酸酯B组分加入至对应A料罐和B料罐中；所述混合液和异氰酸酯B的质量比为133～147:104～116；
[0021](3)无溶剂浇注设备开启，浇注头混合腔内按照设计比例将A料罐和B料罐中物料进行瞬时混合并开始浇注上浆；
[0022](4)烘箱内多元醇A组分和异氰酸酯B组分反应，烘箱温度为110
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130℃；反应时间为1.3
‑
1.8min；
[0023](5)烘箱出口控制反应干湿度贴合超纤基布或针织面料布；
[0024](6)再进入下一道烘箱进行后期反应熟化过程，熟化温度130
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140℃，熟化时间10
‑
15min；最后离型纸与聚氨酯复合材料分离。
[0025]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，其中，步骤(5)中采用NY/PE定岛共轭复合超纤成型与双向高频高密度针刺技术制备超纤基布，所述超纤基布为高密度针刺基布，密度>0.25g/cm3。
[0026]本专利技术有益效果：
[0027]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料，通过调配软硬段单体分子量、调节预聚体聚合度、复配催化剂，提升各反应组份的转化程度和聚氨酯链结构，优化了无溶剂聚氨酯配方，使得无溶剂聚氨酯发泡技术与环保阻燃剂协同作用，既解决聚氨酯易燃的问题，又能达到新能源轻量化的设计理念。选用的阻燃剂不含卤素，环保且不影响组分间反应。产品进行GB 8410阻燃测试达到A
‑
0水平，且余焰时间≤10s；满足车用内饰阻燃性能要求。研发中试验多种无溶剂与不同阻燃剂的试验方案，发现：(1)其他APP类型阻燃剂(即聚磷酸铵(P系)阻燃剂)影响反应，熟化慢甚至不固化；(2)阻燃效果差，水平燃烧无法达到GB8410对车用内饰材料要求的燃烧速度≤100，内测结果D
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127.5mm/min，燃烧距离：255mm，燃烧持续时间120S，不合格。
[0028]本专利技术所述的新能源汽车专用阻燃聚氨酯复合材料的制备方法，采用原位缩聚工艺通过精确控制温度、反应时间、各组分配比，调控聚氨酯弹性体微相分离程度，将无溶剂微发泡底料贴合超纤基布或针织面料，适用于新能源车轻量化、高强物性等设计理念。运用无溶剂聚氨酯原位缩聚技术，在无溶剂条件下异氰酸脂和多元醇的原位缩聚反应，分子链形成氨基甲酸酯基团，通过催化剂控制反应速率、反应温度条件，调节泡孔大小；聚氨酯材料与阻燃剂结合，增强聚氨酯的耐热分解性，可通过减少溶剂的使用而达到低VOC排放目的，同时合理运用微相分离技术调控树脂发泡特性，既实现产品轻质化要求，又确保高强的物理性能。
[0029]本专利技术方法运用原位非均相聚合技术在磷系、氢氧化物等阻燃颗粒物表面预先包裹聚氨酯，制备胶囊化填充颗粒，再在高速剪切状态下与聚氨酯液态树脂进行共混分散。调控聚氨酯对填料颗粒的胶囊化包裹效率，提升其在树脂中分散均匀性；通过胶囊化磷系和氢氧化物在无溶剂聚氨酯液态树脂中的分散状态，及其对聚氨酯材料力学强度和阻燃性能的影响，在满足阻燃要求前提下确定最佳的协同增强工艺和配方，以提升新能源汽车超纤革轻质、高强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
阻燃剂按照比例预先搅拌分散均匀；(2)分别将步骤(1)中所述混合液和异氰酸酯B组分加入至对应A料罐和B料罐中；所述混合液和异氰酸酯B的质量比为133～147:104～116；(3)无溶剂浇注设备开启，浇注头混合腔内按照设计比例将A料罐和B料罐中物料进行瞬时混合并开始浇注上浆；(4)烘箱内多元醇A组分和异氰酸酯B组分反应，烘箱温度为110
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130℃；反应时间为1.3
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1....

【专利技术属性】
技术研发人员：汪旗，戴丽，王腾飞，章建剑，朱彦芳，周云峰，许健，高海权，
申请(专利权)人：浙江禾欣新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：