一種超薄聚氨酯材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于超薄材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種超薄聚氨酯材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前手機產(chǎn)品越來越薄，對其中的抗沖擊材料，密封材料的要求也越來越高，現(xiàn)有技術(shù)的泡棉產(chǎn)品普遍較厚，國內(nèi)理想的超薄產(chǎn)品通常也只能達到1_，滿足不了目前技術(shù)的需求。
[0003]中國專利:申請公布號為CN104987702A，申請公布日為2015年10月21日的發(fā)明專利公開了一種聚氨酯泡棉及其制備方法，該聚氨酯泡棉由組分A和組分B聚合形成，組分A包括含有兩個或兩個以上的異氰酸酯基團的異氰酸酯，組分B包括聚乙烯和多元醇，制備時，先將組分A和組分B置于容器中并攪拌均勻形成預聚體，再向所述容器中充入發(fā)泡氣體，使所述容器中的壓強達到IMPa?lOMPa，保持5分鐘?15分鐘，然后將預聚體通過管道輸送至涂布機，并通過所述涂布機將預聚體涂布在基材上，最后將涂布有所述預聚體的所述基材置于固化爐中進行固化成型即可。雖然該發(fā)明通過在異氰酸酯和多元醇中添加聚乙烯，使得異氰酸酯和多元醇聚合形成的聚氨酯泡棉的微觀結(jié)構(gòu)的強度提高，從而改善聚氨酯泡棉的耐磨性，但仍然存在以下缺陷:
該方法先將組分A和組分B直接混合攪拌形成預聚體，即采用將原料一次性混合的方式，該方式使得異氰酸酯無法在體系中分散足夠均勻，因此無法保證異氰酸酯充分反應(yīng)、形成的泡孔分布足夠均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無法保證異氰酸酯充分反應(yīng)、形成的泡孔分布足夠均勻的問題，提供一種可有效保證異氰酸酯充分反應(yīng)、形成的泡孔分布足夠均勻的超薄聚氨酯材料的制備方法。
[0005]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種超薄聚氨酯材料的制備方法，依次包括以下步驟:
步驟一、將聚醚多元醇、水、穩(wěn)定劑、催化劑、擴鏈劑按重量份比70?90:1?5: 0.7?2:0.01?0.05:10?20于40?70°C、15?30MPa下進行高精度計量混合以得到混合料；
步驟二、先向混合料中加入異氰酸酯高速攪拌以形成反應(yīng)物，再將反應(yīng)物真空脫泡，隨后采用反應(yīng)式精密涂布技術(shù)即可制備得到超薄聚氨酯材料，其中，所述異氰酸酯的加入量與混合料中聚醚多元醇的重量份比為10?40:70?90。
[0006]所述步驟一中，混合時間為10?30min;
所述步驟二中，攪拌轉(zhuǎn)速大于等于4000r/min，攪拌時間為I?5min。
[0007]所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分別按百分比含量45%?65%、10%?50%、5%?25%混合而成，其中，聚醚多元醇A為羥值在250?350的三官能團聚醚多元醇，聚醚多元醇B為羥值在25?80的三官能團聚醚多元醇，聚醚多元醇C為羥值在25?80的二官能團聚醚多元醇。
[0008]所述聚醚多元醇A為SK Y-1030聚醚多元醇，所述聚醚多元醇B為P0P3628聚醚多元醇，所述聚醚多元醇C為聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇。
[0009]所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯，所述穩(wěn)定劑為二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，所述催化劑為三亞乙基二胺、二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫，所述水為離子交換水或蒸饋水。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明一種超薄聚氨酯材料的制備方法先將除異氰酸酯之外的原料進行高精度計量混合，再加入異氰酸酯混合，真空脫泡后采用反應(yīng)式精密涂布技術(shù)即可制備得到超薄聚氨酯材料，一方面，該方法不僅通過配方的調(diào)整使得整個體系的初始黏度很低，制備得到的聚氨酯材料在未壓縮狀態(tài)的厚度可達0.1mm以下，而且使得聚氨酯材料內(nèi)部泡孔呈半開孔結(jié)構(gòu)，具有高壓縮比，抗沖擊性能和密封性能良好，同時還能保持優(yōu)異的回彈性，另一方面，該方法采用分步混合的方式保證了異氰酸酯在體系中能夠分散足夠均勻，使得形成的泡孔分布足夠均勻，從而確保聚氨酯材料具有優(yōu)良的機械性能。因此，本發(fā)明不僅使得聚氨酯材料厚度較薄、具有高壓縮比、抗沖擊性能和密封性能以及回彈性良好，而且保證了異氰酸酯充分反應(yīng)、形成的泡孔分布足夠均勻。
【具體實施方式】
[0011 ]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0012]—種超薄聚氨酯材料的制備方法，依次包括以下步驟:
步驟一、將聚醚多元醇、水、穩(wěn)定劑、催化劑、擴鏈劑按重量份比70?90:1?5:0.7?2:
0.01?0.05:10?20于40?70°C、15?30MPa下進行高精度計量混合以得到混合料；
步驟二、先向混合料中加入異氰酸酯高速攪拌以形成反應(yīng)物，再將反應(yīng)物真空脫泡，隨后采用反應(yīng)式精密涂布技術(shù)即可制備得到超薄聚氨酯材料，其中，所述異氰酸酯的加入量與混合料中聚醚多元醇的重量份比為10?40:70?90。
[0013]所述步驟一中，混合時間為10?30min;
所述步驟二中，攪拌轉(zhuǎn)速大于等于4000r/min，攪拌時間為I?5min。
[0014]所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分別按百分比含量45%?65%、10%?50%、5%?25%混合而成，其中，聚醚多元醇A為羥值在250?350的三官能團聚醚多元醇，聚醚多元醇B為羥值在25?80的三官能團聚醚多元醇，聚醚多元醇C為羥值在25?80的二官能團聚醚多元醇。
[0015]所述聚醚多元醇A為SK Y-1030聚醚多元醇，所述聚醚多元醇B為P0P3628聚醚多元醇，所述聚醚多元醇C為聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇。
[0016]所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯，所述穩(wěn)定劑為二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，所述催化劑為三亞乙基二胺、二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫，所述水為離子交換水或蒸饋水。
[0017]本發(fā)明的原理說明如下:
本發(fā)明提供了一種通過一步法制備超薄聚氨酯材料的方法，得到的產(chǎn)品在未壓縮狀態(tài)下的厚度可達0.1mm以下，產(chǎn)品泡孔孔徑僅為70?120um，且分布較均勻，具有高壓縮比，抗沖擊性能、密封性能和回彈性良好。各步驟具體說明如下:
步驟一:
為精確控制異氰酸酯指數(shù)(異氰酸酯指數(shù)=異氰酸酯的當量數(shù)/多元醇的當量數(shù))，同時精確的控制反應(yīng)體系的黏度，確保整個反應(yīng)的效率，該步驟將除異氰酸酯之外的其他原料進行高精度計量混合。
[0018]步驟二:
該步驟中，后加入異氰酸酯可使其在體系中混合的足夠均勻，并充分反應(yīng)，獲得更好的分散性，這是導致泡孔分布足夠均勻的重要因素。
[0019]另外，將攪拌轉(zhuǎn)速控制在4000r/min以上也有利于保證泡孔分布均勻。
[0020]實施例1:
一種超薄聚氨酯材料的制備方法，依次按照以下步驟進行:
步驟一、將聚醚多元醇、水、穩(wěn)定劑、催化劑、擴鏈劑按重量份比70:1:0.7:0.01: 10于60°C、20MPa下進行高精度計量混合20min以得到混合料，其中，所述穩(wěn)定劑為娃油，所述催化劑為三亞乙基二胺，所述水為離子交換水；
步驟二、先向混合料中加入異氰酸酯以4000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5min以形成反應(yīng)物，再將反應(yīng)物真空脫泡，隨后采用反應(yīng)式精密涂布技術(shù)即可制備得到超薄聚氨酯材料，其中，所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分別按百分比含量45%、30%、25%混合而成，其中，聚醚多元醇A為SK Y-1030聚醚多元醇(羥值290?330)，聚醚多元醇B為(羥值25?29)P0P3628聚醚多元醇，聚醚多元醇C為(羥值54?58)聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇，所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯，所述異氰酸酯的加入量與混合料中聚醚多元醇的重量份比為10:70。
[0021]實施例2:
步驟同實施例1，不同之處在于:
所述步驟一中，聚醚多元醇、水、穩(wěn)定劑、催化劑、擴鏈劑的重量份比為90:5: 2:0.05:20，混合溫度為700C，壓強為30MPa，混合時間為1min，催化劑為二月桂酸二丁基錫；
所述步驟二中，攪拌轉(zhuǎn)速為5000r/min，攪拌時間為Imin，聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C的百分比含量分別為65%、10%、25%，異氰酸酯的加入量與混合料中聚醚多元醇的重量份比為40:90。
[0022]實施例3:
步驟同實施例1，不同之處在于:
所述步驟一中，聚醚多元醇、水、穩(wěn)定劑、催化劑、擴鏈劑的重量份比為80:3: 1.5:
0.03:15，混合溫度為40 0C，壓強為15MPa，混合時間為30min，催化劑為辛酸亞錫，水為蒸餾水；
所述步驟二中，攪拌時間為5min，聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C的百分比含量分別為45%、50%、5%，異氰酸酯的加入量與混合料中聚醚多元醇的重量份比為25:80。
[0023]對采用上述實施例方法制得的超薄聚氨酯產(chǎn)品進行壓縮力偏轉(zhuǎn)測試，結(jié)果表明:所述產(chǎn)品壓縮至10%厚度時所受的壓強不大于0.lN/mm2，在25°C下的壓縮永久變形不大于3%(25°C下壓縮50%，保持22小時)，同時，該產(chǎn)品可以保持至少90%的初始厚度(70°C下壓縮50%，保持22小時)。
【主權(quán)項】
1.一種超薄聚氨酯材料的制備方法，其特征在于: 所述制備方法依次包括以下步驟: 步驟一、將聚醚多元醇、水、穩(wěn)定劑、催化劑、擴鏈劑按重量份比70?90:1?5:0.7?2:0.01?0.05:10?20于40?70°C、15?30MPa下進行高精度計量混合以得到混合料； 步驟二、先向混合料中加入異氰酸酯高速攪拌以形成反應(yīng)物，再將反應(yīng)物真空脫泡，隨后采用反應(yīng)式精密涂布技術(shù)即可制備得到超薄聚氨酯材料，其中，所述異氰酸酯的加入量與混合料中聚醚多元醇的重量份比為10?40:70?90。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄聚氨酯材料的制備方法，其特征在于: 所述步驟一中，混合時間為10?30min; 所述步驟二中，攪拌轉(zhuǎn)速大于等于4000r/min，攪拌時間為I?5min。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超薄聚氨酯材料的制備方法，其特征在于:所述聚醚多元醇由聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C分別按百分比含量45%?65%、10%?50%、5%?25%混合而成，其中，聚醚多元醇A為羥值在250?350的三官能團聚醚多元醇，聚醚多元醇B為羥值在25?80的三官能團聚醚多元醇，聚醚多元醇C為羥值在25?80的二官能團聚醚多元醇。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超薄聚氨酯材料的制備方法，其特征在于:所述聚醚多元醇A為SK Y-1030聚醚多元醇，所述聚醚多元醇B為POP3628聚醚多元醇，所述聚醚多元醇C為聚丙二醇PPG3000聚醚多元醇。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超薄聚氨酯材料的制備方法，其特征在于:所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯，所述穩(wěn)定劑為二甲基聚硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物，所述催化劑為三亞乙基二胺、二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫，所述水為離子交換水或蒸餾水。
【專利摘要】一種超薄聚氨酯材料的制備方法，該方法先將聚醚多元醇、水、穩(wěn)定劑、催化劑、擴鏈劑按重量份比70～90:1～5:0.7～2:0.01～0.05:10～20于40～70℃、15～30MPa下進行高精度計量混合以得到混合料，再向混合料中加入10～40份異氰酸酯高速攪拌以形成反應(yīng)物，再將反應(yīng)物真空脫泡，隨后采用反應(yīng)式精密涂布技術(shù)即可制備得到超薄聚氨酯材料。本方法不僅使得聚氨酯材料厚度較薄、具有高壓縮比、抗沖擊性能和密封性能以及回彈性良好，而且保證了異氰酸酯充分反應(yīng)、形成的泡孔分布足夠均勻。
【IPC分類】C08G18/76, C08G18/48, C08J9/08, C08G101/00
【公開號】CN105646837
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】郭可銳, 王詩明, 安健鑫
【申請人】湖北祥源新材科技股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月24日