一种聚氨酯硬泡仿木材料的制备方法技术

本发明专利技术描述了一种聚氨酯硬泡仿木材料的制备方法，该聚氨酯硬泡仿木材料是以聚醚多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂等的混合物为白料，以多亚甲基多苯基多异氰酸酯为黑料，在白料和黑料的温度均为２３－２５℃，机械搅拌速度为２０００－３０００ｒ／ｍｉｎ，白料／黑料（质量比）１００／１０５－１１０的条件下，将一定量的混合料注入模具后，３５℃恒温半小时脱模，即可得到聚氨酯硬泡仿木材料。白料中的聚醚多元醇为ＧＲ－４１１０、ＧＲ－４０３和ＧＥ－２１０的混合物；催化剂为ＳＦＣ、Ａ３３和ＰＣ－４１的混合物；泡沫稳定剂为ＡＫ－８８０５，发泡剂为ＨＣＦＣ－１４１ｂ和Ｈ↓［２］Ｏ的混合物；阻燃剂为ＤＭＭＰ。黑料为ＰＭ－２００、Ｓｕｐｒａｓｅｃ　５００５或Ｄｅｓｍｏｄｕｒ　４４Ｖ２０Ｌ中的一种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体地说，本专利技术 涉及一种以聚醚多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂等的混合物为白料，以多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)为黑料，二者在一定条件下按一定比例混合、反应成型制备聚氨酯硬泡仿木材料的方法。
技术介绍
天然木材的用途广泛，是人们生产生活中必不可少的使用材料。但若干年 来，由于森林资源的过度开采以及对现有森林资源缺乏足够的保护，造成了生 态环境的恶化和水土的大量流失，因而一些国家己严令控制天然林业资源的开 采与开发，制止滥砍滥伐。所以，木材的替代问题已逐渐引起人们的广泛关注。 现有用于合成木材的原料有多种， 一般用无机或有机填料与粘合剂采用模压 工艺制造。无机填料有碳酸钙、滑石粉等，有机填料主要是稻草、秸秆及麻类 等天然纤维，用于仿木材料的树脂主要有聚氯乙烯、聚酯、聚苯乙烯、ABS等， 但普遍存在制品对环境污染大、制品使用寿命短，强度差等问题。聚氨酯结构泡沬塑料是20世纪70年代中期发展起来的一种中高密度微孔 材料，由于这种材料的刚性和机械强度高，密度低，但承载能力强，可以替代 密度较大的传统石膏板、聚酯、玻璃钢等其他材料，用来合成木材。近年来，聚氨酯硬泡仿木材料已经成为各国科研工作者研究和开发的一个 新领域。在天然木材的许多传统应用领域，聚氨酯硬泡仿木材料己经部分替代 了木材，如在木质家具、门窗、电器外壳、木盆、雕刻装修器件、镜框等方面 得到了广泛的使用，并且此种材料可钉、可刨、可锯，且外观、手感、密度和 天然木材类似，还有防潮、防虫蛀、阻燃、无需油漆等优于木材的特点。聚氨酯硬泡仿木材料是一类中高密度的结构性硬质聚氨酯泡沬塑料，它具 有微细的泡孔结构，密度通常高于0.2g/cm3，用于合成木材的聚氨酯硬质泡沫塑 料具有致密坚韧的表皮，使得这种合成材料不仅具有木材的外观和密度范围， 而且制品的整体强度较高，而制件的芯部可以做到较低的密度，因而可以减轻 制件的重量。聚氨酯仿木材料与天然木材相比明显的优点是可以通过模具设计，模塑成 型批量生产各种形状，成型工艺简单，产品重复性能优良，生产效率高，特别 是精确复制各种复杂的雕刻工艺品，形态逼真，省时省工，可以产品可实现大 规模工业化生产，生产工艺简单， 一次成型生产效率高。强度比天然木材高， 密度比天然木材低，耐酸碱性和防腐性能优异。另外，该种材料根据需要可以 具有很强的阻燃性能，制品的氧指数和烟密度可以在一定范围内进行调节，满 足不同的使用要求。因而聚氨酯硬泡仿木材料可替代天然木材用作各类高档制 品，深受用户的欢迎，所以近10年我国聚氨酯硬泡仿木材料在家具木业、装饰工程等行业中得到了迅速的发展。
技术实现思路
本专利技术提供了，以聚醚多元醇、催化 剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂等的混合物为白料，以多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)为黑料，二者在一定条件下按一定比例混合、浇注、反应 成型制备聚氨酯硬泡仿木材料。本专利技术是通过以下措施来实现的本专利技术公开了，此种仿木材料是由白 料和黑料在一定的反应条件、 一定比例下混合、反应成型制得的。白料是由聚 醚多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂等的共混物组成，黑料 为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。本专利技术以聚醚多元醇100份、催化剂1.3~1.5份、泡沫稳定剂1.5 2.0 份、发泡剂8.3~9.5份、交联剂甘油1.0~1.2份，阻燃剂7 8份的混合物为 白料；以多亚甲基多苯基多异氰酸酯为黑料，白料与黑料在23-25"C的温度下 进行混合、反应；混合时的搅拌速度为2000-3000r/min，混合后的白料和黑料 注入模具，在35士2。C，恒温0.5-1小时，脱模，得到制品；所述白料与黑料的 质量比为100/105-110;所述单位为质量份。本专利技术制备的聚氨酯硬泡仿木材料，所述白料中的聚醚多元醇为聚醚多元 醇GR-4110 70 78份、GR-4035~15份和GE-210 10 20份的混合物， 单位为质量份。所述催化剂为SFC、 A33和PC-41的混合物；每100份聚醚多元醇中加 入SFC 0.5 0.6份、A33 0.4 0.5份和PC-41 0.3~0.4份，单位为质量份。本专利技术制备的聚氨酯硬泡仿木材料，所述白料中的泡沫稳定剂为AK-8805, 泡沫稳定剂AK-8805的加入量为每100份聚醚多元醇中加入L5 2.0份；发泡剂为HCFC-141b和H20的混合物；每100份聚醚多元醇中加入 HCFC-141b 8~9份和1120 0.3 0.5份，单位为质量份。本专利技术制备的聚氨酯硬泡仿木材料，所述白料中的泡沫稳定剂为AK-8805， 每100份聚醚多元醇中，阻燃剂的加入量为DMMP7 8份，单位为质量份。本专利技术制备的聚氨酯硬泡仿木材料，所述白料是指将聚醚多元醇、催化剂、 泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂等按一定比例机械搅拌，混合均匀而成的。本专利技术制备的聚氨酯硬泡仿木材料，所述的黑料多亚甲基多苯基多异氰酸 酯按不同的厂家所命名的商品名为PM-200、Suprasec 5005或Desmodur 44V20L。本专利技术以白料和黑料在一定条件下混合、反应成型制得聚氨酯硬泡仿木材 料，原料易得、工艺简单，产品性能重复性好，可实现批量生产。并且制品的 表皮厚、强度好，氧指数和烟密度可以在一定范围进行调节，可满足不同的使 用要求，可替代天然木材用作各类高档制品，为聚氨酯硬泡仿木材料的工业化 生产提供了一条有效的途径，因而本专利技术的特点十分突出。 具体实施例方式4催化剂为二甲基环己胺SFC、三乙烯二胺和乙二醇A33和六氢三嗪PC-41 的混合物；泡沫稳定剂为AK-8805，发泡剂为一氟二氯乙烷HCFC-141b和水 H20的混合物；阻燃剂为亚邻酸酯DMMP。黑料为多亚甲基多苯基多异氰酸酯(商 品名为PM-200、 Suprasec5005或Desmodur44V20L;所述PM-200、 Suprasec 5005或Desmodur 44V20L是不同生产厂家的牌号)。表l白料中各原材料的配比原料组成质量比原料组成质量比聚醚多元醇GR-411070催化剂PC-410.3聚醚多元醇GR-40310泡沫稳定剂AK-88051.5聚醚多元醇GR-21020交联剂甘油Glycerol1,0发泡剂H200.3阻燃剂DMMP6.5催化剂SFC0.5发泡剂HCFC-141b8催化剂A330.5黑料为PM-200、 Suprasec 5005或Desmodur 44V20L中的一种； 控制白料和黑料的温度为23-25°C，设备的机械搅拌速度为2000-3000r/min， 按照白料/黑料(质量比)为100/110的比例将一定量的组合料注射到模具中， 35'C恒温半小时脱模，即可得到聚氨酯硬泡仿木材料成品。制得的成品表皮光 洁度好，基本无针孔和气泡，且表皮坚硬，整体硬度高。将成型后的样品放置24小时后测定性能。成品的性能指标如表2所示 表2聚氨酯硬泡仿木材料的物性指标实施例二测试指标物性值测试指标物性值密度/Kg.m-3236形变温度〃c52压縮强度/MPa4.3冲击强度/KJ'm—23.0弯曲强度/Mpa10.7硬度(邵-D)43弯曲模量/MPa362氧指数％23.5表3白料中各原材料的配比原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯硬泡仿木材料的制备方法，其特征在于，以聚醚多元醇１００份、催化剂１．３～１．５份、泡沫稳定剂１．５～２．０份、发泡剂８．３～９．５份、交联剂甘油１．０～１．２份，阻燃剂７～８份的混合物为白料；以多亚甲基多苯基多异氰酸酯为黑料，白料与黑料在２３～２５℃的温度下进行混合、反应；混合时的搅拌速度为２０００～３０００ｒ／ｍｉｎ，混合后的白料和黑料注入模具，在３５±２℃，恒温０．５～１小时，脱模，得到制品；所述白料与黑料的质量比为１００／１０５～１１０；所述单位为质量份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何天华，刘敏，朱晓华，
申请(专利权)人：无锡双象化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]