專利名稱：低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法及所用組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法，以及該方法采用的原料組合物，屬于高分子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車業(yè)多采用合成材料作為汽車內(nèi)飾件，而這些內(nèi)飾件中的VOC(即揮發(fā)性有機(jī)化合物)會釋放到車內(nèi)環(huán)境，會導(dǎo)致較為嚴(yán)重的汽車車內(nèi)環(huán)境污染。德國和美國早在上世紀(jì)九十年代就頒布了汽車內(nèi)飾件的有機(jī)物散發(fā)限制標(biāo)準(zhǔn)如SAEJ1756 (美國)，VDA278 (德國)。我國先于2007年也出臺了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ/T400-2003 ;后于2012年3月，正式實施由環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》。通常來說，汽車車內(nèi)VOC的主要來源是車內(nèi)塑料和橡膠部件、織物、油漆涂料、保溫材料、粘合劑等所含的有機(jī)溶劑、助劑、添加劑等揮發(fā)性成分。這些成分釋放到車內(nèi)環(huán)境后，就會造成空氣污染；再加上汽車空間窄小，車內(nèi)空氣量本來就不多，且汽車密閉性較好，這種污染對人體的危害程度比房屋內(nèi)空氣污染還要嚴(yán)重。汽車車內(nèi)VOC主要包括苯、甲醛、丙酮、二甲苯等，會使人出現(xiàn)頭痛、乏力等中毒癥狀。此外，內(nèi)部裝飾豪華的轎車更容易產(chǎn)生污染，其內(nèi)部裝飾使用的真皮、桃木、電鍍、金屬、油漆和工程塑料等，如果處理不當(dāng)都會產(chǎn)生有害物質(zhì)，極大地?fù)p害著車內(nèi)駕乘人員的健康。高回彈聚氨酯泡沫材料是上世紀(jì)七十年出現(xiàn)的襯墊材料，舒適性能優(yōu)越，但由于使用了冷熟化工藝，需要較通用聚氨酯軟泡大得多的叔胺催化劑用量，從而使汽車車廂內(nèi)的有機(jī)物排放量大大超標(biāo)；同時，用以增加泡沫襯墊支撐性能的聚合物多元醇中，其原料苯乙烯丙烯腈也成為有機(jī)物排放量的來源。據(jù)申請人所知，現(xiàn)有技術(shù)采用乙烯基單體接枝的聚合物多元醇、無羥基的叔胺催化劑、無羥基的硅油泡沫穩(wěn)定劑制備所得高回彈聚氨酯泡沫材料中，VOC含量高達(dá)576 μ g/g，其有機(jī)物排放量非常高。現(xiàn)在亟需開發(fā)低有機(jī)物排放的高回彈聚氨酯泡沫材料，以滿足汽車工業(yè)對汽車內(nèi)飾件的環(huán)保要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法及所用組合物，制得高回彈聚氨酯泡沫材料VOC含量極低，健康環(huán)保。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下:申請人經(jīng)實踐研究發(fā)現(xiàn)，高回彈聚氨酯泡沫材料中VOC的主要來源有:乙烯基單體 共聚反應(yīng)獲得聚合物多元醇的過程中生成的低相對分子量產(chǎn)物，反應(yīng)過程中采用的低相對分子量叔胺催化劑和低相對分子量硅油泡沫穩(wěn)定劑。申請人認(rèn)為，如果在制備過程中，能夠避免生成上述產(chǎn)物，并避免使用上述催化劑和穩(wěn)定劑，應(yīng)能獲得VOC含量較低的高回彈聚氨酯泡沫材料。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟:第一步、在容器內(nèi)按重量份加入增強(qiáng)劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、2.5-3.8份去離子水、以及原料MDI ;混勻得發(fā)泡料；所述增強(qiáng)劑為60-100份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚，或者60-100份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚和30-40份PIPA多元醇；所述催化劑為0.12-0.8份羥值276mgK0H/g的叔胺和
0.06-0.6份羥值510mgK0H/g的叔胺；所述泡沫穩(wěn)定劑為0.6-1.0份羥值60mgK0H/g的硅氧烷聚氧化丙烯聚氧化乙烯共聚物；所述原料MDI為65-73份氨基甲酸酯改性的MDI ；第二步、將第一步所得發(fā)泡料注入模具中發(fā)泡成型即得成品。本發(fā)明方法進(jìn)一步完善的技術(shù)方案如下:優(yōu)選地，所述第一步中，混勻前按重量份加入交聯(lián)劑；所述交聯(lián)劑為5份雙(N-乙基苯胺)甲烷，或者5份1，4- 二仲丁氨基苯和0.8份二乙醇胺。優(yōu)選地，所述第一步中，所述PIPA多元醇采用以下方法制成:首先，將2.84份三乙醇胺、0.5份辛酸亞錫、45份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚混合，得第一混合物；其次，將7.16份MD1-50、45份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚混 合，得第二混合物；接著，于室溫下，將第一混合物和第二混合物勻速注入三口反應(yīng)容器內(nèi)，并持續(xù)攪拌反應(yīng)液，當(dāng)反應(yīng)液變成乳白色后，繼續(xù)攪拌至少半小時，即得PIPA多元醇。優(yōu)選地，所述第一步中，所述聚氧化丙烯氧化乙烯基醚的相對分子質(zhì)量為4800、端羥基中至少三分之二為伯羥基。優(yōu)選地，所述第一步中，所述原料MDI中游離NCO含量為26.5% 27.5%。優(yōu)選地，所述第二步中發(fā)泡成型條件為:乳白時間為12-13秒，上升時間為89-94秒，脫模時間為170-180秒。本發(fā)明還提供一種用于制備低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的組合物，其特征是，由以下組分按重量份構(gòu)成:增強(qiáng)劑、交聯(lián)劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、2.5-3.8份去離子水、以及原料MDI ；所述增強(qiáng)劑為60-100份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚，或者60-100份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚和30-40份PIPA多元醇；所述交聯(lián)劑為5份雙(N-乙基苯胺)甲烷，或者5份1，4- 二仲丁氨基苯和0.8份二乙醇胺；所述催化劑為0.12-0.8份羥值276mgK0H/g的叔胺和0.06-0.6份羥值510mgK0H/g的叔胺；所述泡沫穩(wěn)定劑為0.6-1.0份羥值60mgK0H/g的硅氧烷聚氧化丙烯聚氧化乙烯共聚物；所述原料MDI為65-73份氨基甲酸酯改性的MDI。本發(fā)明組合物進(jìn)一步完善的技術(shù)方案如下:優(yōu)選地，所述聚氧化丙烯氧化乙烯基醚的相對分子質(zhì)量為4800、端羥基中至少三分之二為伯羥基。優(yōu)選地，所述原料MDI中游離NCO含量為26.5% 27.5%。本發(fā)明制得的高回彈聚氨酯泡沫材料不僅具有合格的性能指標(biāo)，還具有VOC含量極低的特性，可徹底克服現(xiàn)有高回彈聚氨酯泡沫材料VOC含量過高的缺陷。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。實施例1本實施例低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法，包括以下步驟:第一步、在容器內(nèi)加入相對分子質(zhì)量為4800、端羥基中至少三分之二為伯羥基的聚氧化丙烯氧化乙烯基醚60重量份，PIPA多元醇40重量份，去離子水2.5重量份，羥值276mgK0H/g的叔胺0.8重量份，羥值510mgK0H/g的叔胺0.06重量份，羥值60mgK0H/g的硅氧烷聚氧化丙烯聚氧化乙烯共聚物0.6重量份，游離NCO含量26.5 % 27.5 %的氨基甲酸酯改性的MDI (即二苯基甲烷二異氰酸酯)73重量份，混勻得發(fā)泡料；其中，聚氧化丙烯氧化乙烯基醚的CAS號為25791-96-2，可采用天津石化三廠出品的TEP330N ;羥值276mgK0H/g的叔胺催化劑可采用美國空氣產(chǎn)品公司出品的NE300 ;羥值510mgK0H/g的叔胺催化劑可采用亨斯曼公司出品的DPA ;羥值60mgK0H/g的硅氧烷聚氧化丙烯聚氧化乙烯共聚物可采用美國空氣產(chǎn)品公司出品的DC2525 ;氨基甲酸酯改性的MDI可采用煙臺萬華聚氨酯股份有限公司出品的Wannate MDI 8018。PIPA多元醇采用以下方法制成:首先，將2.84份三乙醇胺、0.5份辛酸亞錫、45份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚(可采用天津石化三廠出品的TEP-330N)混合，得第一混合物；其次，將7.16份MD1-50 (可采用萬華公司生產(chǎn)的Wannate MDI_50)、45份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚(可采用天津石化三廠出品的TEP-330N)混合，得第二混合物；接著，于室溫下，將第一混合物和第二混合物勻速注入三口反應(yīng)容器內(nèi)，并持續(xù)攪拌反應(yīng)液(優(yōu)選攪拌轉(zhuǎn)速為4000rpm左右)，當(dāng)反應(yīng)液變成乳白色后，繼續(xù)攪拌至少半小時，即得PIPA多元醇(黏度為2000cPs 左右)。第二步、將第一步所得發(fā)泡料注入模具中發(fā)泡成型，乳白時間為12秒，上升時間為94秒，脫模時間為178秒；即得成品。經(jīng)檢測，本實施例所得高回彈聚氨酯泡沫材料的各項數(shù)據(jù)如下:
權(quán)利要求
1.種低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟: 第一步、在容器內(nèi)按重量份加入增強(qiáng)劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、2.5-3.8份去離子水、以及原料MDI ;混勻得發(fā)泡料；所述增強(qiáng)劑為60-100份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚，或者60-100份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚和30-40份PIPA多元醇；所述催化劑為0.12-0.8份羥值276mgKOH/g的叔胺和0.06-0.6份羥值510mgK0H/g的叔胺；所述泡沫穩(wěn)定劑為0.6-1.0份羥值60mgK0H/g的硅氧烷聚氧化丙烯聚氧化乙烯共聚物；所述原料MDI為65-73份氨基甲酸酯改性的MDI ； 第二步、將第一步所得發(fā)泡料注入模具中發(fā)泡成型即得成品。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法，其特征是，所述第一步中，混勻前按重量份加入交聯(lián)劑；所述交聯(lián)劑為5份雙(N-乙基苯胺)甲烷，或者5份1，4- 二仲丁氨基苯和0.8份二乙醇胺。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法，其特征是，所述第一步中，所述PIPA多元醇采用以下方法制成:首先，將2.84份三乙醇胺、0.5份辛酸亞錫、45份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚混合，得第一混合物；其次，將7.16份MD1-50、45份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚混合，得第二混合物；接著，于室溫下，將第一混合物和第二混合物勻速注入三口反應(yīng)容器內(nèi)，并持續(xù)攪拌反應(yīng)液，當(dāng)反應(yīng)液變成乳白色后，繼續(xù)攪拌至少半小時，即得PIPA多元醇。
4.據(jù)權(quán)利要求3所述低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法，其特征是，所述第一步中，所述聚氧化丙烯氧化乙烯基醚的相對分子質(zhì)量為4800、端羥基中至少三分之二為伯羥基。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法，其特征是，所述第一步中，所述原料MDI中游離NCO含量為26.5% 27.5%。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法，其特征是，所述第二步中發(fā)泡成型條件為:乳白時間為12-13秒，上升時間為89-94秒，脫模時間為170-180 秒。
7.種用于制備低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的組合物，其特征是，由以下組分按重量份構(gòu)成: 增強(qiáng)劑、交聯(lián)劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、2.5-3.8份去離子水、以及原料MDI ； 所述增強(qiáng)劑為60-100份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚，或者60-100份聚氧化丙烯氧化乙烯基醚和30-40份PIPA多元醇；所述交聯(lián)劑為5份雙(N-乙基苯胺)甲烷，或者5份1，4- 二仲丁氨基苯和0.8份二乙醇胺；所述催化劑為0.12-0.8份羥值276mgK0H/g的叔胺和0.06-0.6份羥值510mgK0H/g的叔胺；所述泡沫穩(wěn)定劑為0.6-1.0份羥值60mgK0H/g的硅氧烷聚氧化丙烯聚氧化乙烯共聚物；所述原料MDI為65-73份氨基甲酸酯改性的MDI。
8.據(jù)權(quán)利要求7所述用于制備低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的組合物，其特征是，所述聚氧化丙烯氧化乙烯基醚的相對分子質(zhì)量為4800、端羥基中至少三分之二為伯輕基。
9.據(jù)權(quán)利要求8所述用于制備低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的組合物，其特征是，所述原料MDI中游離NCO含量為26.5% 27.5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低有機(jī)物排放型高回彈聚氨酯泡沫材料的制備方法及所用組合物。該方法包括第一步、在容器內(nèi)按重量份加入增強(qiáng)劑、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、去離子水、以及原料MDI；混勻得發(fā)泡料；第二步、將第一步所得發(fā)泡料注入模具中發(fā)泡成型即得成品。本發(fā)明制得的高回彈聚氨酯泡沫材料不僅具有合格的性能指標(biāo)，還具有VOC含量極低的特性，可徹底克服現(xiàn)有高回彈聚氨酯泡沫材料VOC含量過高的缺陷。
文檔編號C08G18/50GK103087293SQ201310052809
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月19日
發(fā)明者張志忠, 鄭海廷 申請人:江蘇省化工研究所有限公司