一種聚氨酯發(fā)泡材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車(chē)材料領(lǐng)域，特別涉及一種聚氨酯發(fā)泡材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的具有巨大的推動(dòng)作用，得到了各國(guó)的廣泛承認(rèn)，汽車(chē)也得到了迅猛的普及和發(fā)展。隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)提出了越來(lái)越多的要求，其中眾多需求與汽車(chē)密封性相關(guān)，如汽車(chē)的隔音、隔熱、隔塵效果。
[0003]受車(chē)身結(jié)構(gòu)和性能制約，一般地，在白車(chē)身及整車(chē)種存在部分潛在密封不良的部位，通常的做法是使用空腔發(fā)泡材料，在白車(chē)身涂裝過(guò)程200°C的高溫下發(fā)泡，起到密封效果。但在一些情況下，部分車(chē)身結(jié)構(gòu)受制于邊界因素不能更改，無(wú)法安裝空腔發(fā)泡材料，使用器具也無(wú)法操作，對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及產(chǎn)品性能都有極大的負(fù)面影響。
[0004]而一種室溫注射型空腔發(fā)泡材料，即通過(guò)室溫條件下將發(fā)泡材料采取注射的方式到達(dá)目標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)低溫固化發(fā)泡，將很好的解決這一問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種聚氨酯發(fā)泡材料，其可以通過(guò)注射的方式達(dá)到目標(biāo)位置，在室溫下實(shí)現(xiàn)空腔發(fā)泡，能在對(duì)車(chē)身結(jié)構(gòu)影響最小的情況下，實(shí)現(xiàn)密封性要求。
[0006]本發(fā)明提供了一種聚氨酯發(fā)泡材料，包括A組分和B組分，
[0007]所述A組分是由脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷和二異氰酸酯反應(yīng)得到的聚異氰酸酯預(yù)聚體；
[0008]所述B組分為多元交聯(lián)劑和有機(jī)鉍催化劑；所述多元交聯(lián)劑為二元醇、多元醇、二元胺或多元胺；
[0009]所述脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷、二異氰酸酯和交聯(lián)劑的摩爾比為0.2 ?0.75: 0.75 ?0.1: 1: 0.05 ?0.55 ;
[0010]所述有機(jī)鉍催化劑的質(zhì)量為脂肪族二元醇和端羥烷基聚二甲基硅氧烷總質(zhì)量的0.1 ?1.
[0011]優(yōu)選的，所述脂肪族二元醇為聚四氫呋喃醚二醇或者C6?C10的脂肪族二元醇。
[0012]優(yōu)選的，所述端羥烷基聚二甲基硅氧烷的端羥基烷基如式I?式VI所示:
[0013]-(CH2)n0H(I) ； -(CH2)30C2H40H(II)
[0014]-(CH2)30CH2CHMe0H (III) ； -(CH2)30CH(OH)CH20H (IV)；
[0015]-(CH2) 30CH(CH20H)2 (V) ； -CH2CHMeC6H40H(VI)。
[0016]優(yōu)選的，所述脂肪族二元醇和端羥烷基聚二甲基硅氧烷的摩爾比為1:3?3:1。
[0017]優(yōu)選的，所述多元交聯(lián)劑為C3?C10的多元醇或C3?C10的多元胺。
[0018]本發(fā)明還提供了一種聚氨酯發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟:
[0019](A)將脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷和二異氰酸酯反應(yīng)得到的聚異氰酸酯預(yù)聚體；
[0020](B)所述聚異氰酸酯預(yù)聚體在有機(jī)鉍催化劑作用下與多元交聯(lián)劑反應(yīng)，得到聚氨酯發(fā)泡材料；
[0021]所述多元交聯(lián)劑為二元醇、多元醇、二元胺或多元胺；
[0022]所述脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷、二異氰酸酯和多元交聯(lián)劑的摩爾比為 0.2 ?0.75: 0.75 ?0.1: 1: 0.05 ?0.55 ;
[0023]所述有機(jī)鉍催化劑的質(zhì)量為脂肪族二元醇和端羥烷基聚二甲基硅氧烷總質(zhì)量的0.1 ?1.
[0024]優(yōu)選的，所述步驟(B)中，所述反應(yīng)時(shí)的空氣濕度為60%以上。
[0025]優(yōu)選的，所述步驟⑶中，所述反應(yīng)的溫度為10?40°C。
[0026]優(yōu)選的，所述步驟(B)中，所述聚異氰酸酯預(yù)聚體與多元交聯(lián)劑反應(yīng)時(shí)進(jìn)行攪拌，攪拌的速度為1?20rps。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用脂肪族二元醇和端羥烷基聚二甲基硅氧烷與略過(guò)量的二異氰酸酯形成聚異氰酸酯預(yù)聚體，并最終經(jīng)過(guò)擴(kuò)鏈得到聚氨酯發(fā)泡材料。該種反應(yīng)原料的配合可以降低反應(yīng)活性，實(shí)現(xiàn)室溫固化，特別適合原位注射后吸收空氣中水蒸氣最終固化發(fā)泡，不受車(chē)身結(jié)構(gòu)限制，密封效果好。另外，由于端羥烷基聚二甲基硅氧烷的摻入，不易被腐蝕，可以提高產(chǎn)品的抗氧化性，有利于半封閉環(huán)境如汽車(chē)車(chē)體空腔的密封性施工。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0029]本發(fā)明公開(kāi)了一種聚氨酯發(fā)泡材料，包括A組分和B組分，
[0030]所述A組分是由脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷和二異氰酸酯反應(yīng)得到的聚異氰酸酯預(yù)聚體；
[0031]所述B組分為多元交聯(lián)劑和有機(jī)鉍催化劑；所述多元交聯(lián)劑為二元醇、多元醇、二元胺或多元胺；
[0032]所述脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷、二異氰酸酯和多元交聯(lián)劑的摩爾比為 0.2 ?0.75: 0.75 ?0.1: 1: 0.05 ?0.55 ;
[0033]所述有機(jī)鉍催化劑的質(zhì)量為脂肪族二元醇和端羥烷基聚二甲基硅氧烷總質(zhì)量的0.1 ?1.
[0034]本發(fā)明是一種適用于汽車(chē)內(nèi)部的聚氨酯發(fā)泡材料，其具有合適的固化速率和硬度，能夠通過(guò)注射的方式原位室溫發(fā)泡、固化。
[0035]所述聚氨酯發(fā)泡材料為雙組份聚氨酯，包括A組分和B組分，所述A組分是由脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷和二異氰酸酯反應(yīng)得到的聚異氰酸酯預(yù)聚體。其中，所述脂肪族二元醇優(yōu)選為聚四氫呋喃醚二醇或者C6?C10的脂肪族二元醇。所述端羥烷基聚二甲基硅氧烷可以適當(dāng)降低反應(yīng)的活性，含有端羥烷基聚二甲基硅氧烷越多，預(yù)聚體反應(yīng)越慢，固化時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)泡效果越差。所述端羥烷基聚二甲基硅氧烷的端羥基烷基優(yōu)選為如式I?式VI所示:
[0036]-(CH2)n0H(I) ； -(CH2)30C2H40H(II)；
[0037]-(CH2)30CH2CHMe0H (III) ； -(CH2)30CH(OH)CH20H (IV)；
[0038]-(CH2) 30CH(CH20H)2 (V) ； -CH2CHMeC6H40H(VI)。
[0039]所述二異氰酸酯優(yōu)選為脂肪族二異氰酸酯，以避免生產(chǎn)的材料太硬。
[0040]所述B組分為多元交聯(lián)劑和有機(jī)鉍催化劑；所述多元交聯(lián)劑為二元醇、多元醇、二元胺或多元胺，可以為1，4- 丁二胺、1，4- 丁二醇、丙三醇等，優(yōu)選為C3?C10的多元醇或C3?C10的多元胺。所述有機(jī)鉍催化劑為常用的聚氨酯合成所用的催化劑，優(yōu)選為BiCATZ和 / 或 BiCAT8。
[0041]所述脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷、二異氰酸酯和交聯(lián)劑的摩爾比為 0.2 ?0.75: 0.75 ?0.1: 1: 0.05 ?0.55，優(yōu)選為 0.35 ?0.75: 0.6 ?0.2: 1: 0.05?0.55 ;其中所述脂肪族二元醇和端羥烷基聚二甲基硅氧烷的摩爾比優(yōu)選為 1:3 ?3:1。
[0042]所述有機(jī)鉍催化劑的質(zhì)量為脂肪族二元醇和端羥烷基聚二甲基硅氧烷總質(zhì)量的0.1 ?1.
[0043]本發(fā)明還公開(kāi)了一種聚氨酯發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟:
[0044](A)將脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷和二異氰酸酯反應(yīng)得到的聚異氰酸酯預(yù)聚體；
[0045](B)所述聚異氰酸酯預(yù)聚體在有機(jī)鉍催化劑作用下與多元交聯(lián)劑反應(yīng)，得到聚氨酯發(fā)泡材料；
[0046]所述多元交聯(lián)劑為二元醇、多元醇、二元胺或多元胺；
[0047]所述脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷、二異氰酸酯和多元交聯(lián)劑的摩爾比為 0.2 ?0.75: 0.75 ?0.1: 1: 0.05 ?0.55 ;
[0048]所述有機(jī)鉍催化劑的質(zhì)量為直鏈脂肪族二元醇和端羥烷基聚二甲基硅氧烷總質(zhì)量的0.1?1.2%。
[0049]本發(fā)明制備方法所用的原料與上述技術(shù)方案相同，在此不再贅述。
[0050]按照本發(fā)明，首先將脂肪族二元醇、端羥烷基聚二甲基硅氧烷和二異氰酸酯反應(yīng)得到的聚異氰酸酯預(yù)聚體；
[0051]然后所述聚異氰酸酯預(yù)聚體在有機(jī)鉍催化劑作用下與多元交聯(lián)劑反應(yīng)，得到