用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組份的製作方法
2023-07-10 17:49:41
專利名稱：用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組份的製作方法
技術領域：
本發明屬於聚氨酯材料領域，特別涉及用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組份。
背景技術：
隨著時代的發展，當今社會對木材的需求量日益增大，但是森林資源或者木材資源是非常有限的，人們開始試著採用髙分子材料來替代木質材料，如目前已經開發出聚氨酯仿木材料來替代木材。聚氨酯是一種新興的且使用最為廣泛的一種髙分子材料，由於聚氨酯製品硬度可以調節，而且密度範圍非常寬，非常適合生產替代木材的產品。
現有的聚氨酯仿木材料一般分為聚醚型和聚酯型兩類，然而現有的聚氨酯仿木材料的強度較差(抗張力強度、抗撕裂強度都較差，非常脆)、不耐磨、並且尺寸穩定性不好，在運輸過程中容易變形和損壞，因此一般只能用於生產對強度和尺寸要求不高的製品，諸如裝飾材料、相框、花盆等，使用範圍非常有限， 一般無法應用於製鞋業、家具業等。
另外，現有的技術中的聚氨酯仿木材料的密度範圍一 般在0. 35g/cm3~xxxg/cm3， 一般無法製作出低密度的聚氨酯仿木材料，當密度低於0.35g/cm3時，材料硬度很差，易收縮，尺寸穩定性很差，適用範圍非常有限。
發明內容
為了解決以上技術問題，本發明一方面提供了一種用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的多元醇組分，所述的多元醇組分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作為擴鏈劑的小分子二元醇、催化劑、發泡劑和勻泡劑，其中，所述的原料配方還包括一種添加劑；該添加劑為硬脂酸鈣、納米級碳酸鈣、小分子聚酯多元醇三種成分通過機械方式混合形成的混合物；所述的聚酯多元醇由聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇組成，所述的小分子多元醉由乙二醇和二乙醇胺組成，所述的催化劑為三乙烯二胺；所述的發泡劑為水；所述的勻泡劑為二甲基矽氧烷。所述的機械方式是指用純機械的或者說純物理的方式將所述的三種成分混合在一起，例如將三種成分混在一起，進行攪拌混勻，或者攪拌加研磨混勻。
所述的納米級碳酸鈣(納米級採用國際通用的標準，即小於lOOmn以內的稱為納米級)是指粉末平均粒徑小於100nm的碳酸鈣粉體。
所述的多元醇組分的製備採用本領域技術人員所熟知的製備方法， 一般來說，可以將各原料配方按一定比例混合物，並在一定溫度下攪拌一段時間，便能夠製得多元醇組分。本領域技術人員可以根據具體製品要求來選擇製備過程中所採用的聚酯多元醇、小分子多元醇、催化劑、發泡劑、勻泡劑的配方比例以及反應溫度、時間等反應條件。聚酯多元醇、擴鏈劑、催化劑、發泡劑和勻泡劑均為製作聚酯型聚氨酯仿木材料的多元醇組分中的常規原料物質，這些物質的配比應當是本領域技術人員所熟知的。
所述的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇為普通的聚酯多元醇。聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的合成原料為乙二醇、二乙二醇、己二酸。聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的合成原料為乙二醇、二乙二醇、苯酐、己二酸。這兩種聚酯多元醇的製備方法可以採用本領域技術人員所熟知的聚酯多元醇的製備方法。
採用上述技術方案的多元醇組分，發明人經過大量的實驗研究，研發出上述的這種特殊添加劑，其中添加這種特殊添加劑的多元醉組分，再結合添加特定組合的聚酯多元醇(包括聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇，尤其是後一種聚酯多元醇中引入了苯環)，以及相應擴鏈劑、勻泡劑、催化劑等，所製作出來的聚酯型聚氨酯仿木材料的性能優異強度髙(抗張力強度、抗撕裂強度、模量都大大提髙，不發脆)、尺寸穩定性非常好、耐磨性也很好，可以適用於生產強度要求較髙的仿木材料製品，諸如鞋底、家具等產品，應用範圍更廣；另外，採用該多元醇組分，可以製作出密度
範圍約為0.25g/cm3~l. 10g/cm3的聚酯型聚氨酯仿木材料，應用範圍可以更廣。作為上述技術方案的進一步改進，所述的添加劑為硬脂酸鈣、納米級碳酸鈣、分子量為560-630的聚二甘醇己二酸酯多元醇通過機械方式混合形成的混合物。
優選的，所述的硬脂酸鈣、納米級碳酸鈣、分子量為560-630的聚二甘醇己二酸酯多元醇三者之間的重量比為1: 1: 1。
所述的添加劑的加入量，本領域技術人員可以根據具體製品要求來選擇添加劑的加入量， 一般來說加入的量越多，製品的強度越高，優選的，添加劑的加入量佔所述多元醇組分重量的25%~40%。
優選的，所述的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的分子量為1450-1550;所述的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的分子量為1150~1250。
進一步優選的，所述的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇與所述的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的質量比為1:2 1: 3。
本發明另一方面還提供了一種與上述多元醇組分配合使用的用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的聚氨酯預聚體組分，所述的聚氨酯預聚體組分的原料配方包括聚酯多元醇、異氰酸酯，其中，所述的聚酯多元醇為聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇；所述的異氫酸酯為4， 4-二苯基甲垸-2-異氰酸酯。
所述的聚氨酯預聚體組分還可以採用本領域技術人員熟知的能夠用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的其他任意聚氨酯預聚體組分。該組分製備採用本領域技術人員所熟知的製備方法， 一般來說，可以將各原料配方按一定比例混合物，並在一定溫度下攪拌一段時間，便能夠製得聚氨酯預聚體組分。本領域技術人員可以根據具體製品要求來選擇製備過程中所採用的聚酯多元醇、異氰酸酯的配方比例以及反應溫度、時間等反應條件。
本發明另一方面還提供了一種用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組份，其由聯用的兩個組分組成，所述的兩個組分為上述的多元醇組分和上述的聚氨酯預聚體組分。
本發明另一方面還提供了一種聚酯型聚氨酯仿木材料，其由上述的多元醇組分和上述的聚氨酯預聚體組分按一定比例混合進行反應而製成。聚氨酯鞋底材料的製備方法採用本領域技術人員所熟知的方法，多元醇組分和聚氨酯預聚體組分的混合比例、以及反應的溫度、時間等反應條件，本領域技術人員可以根據具體製品的要求來進行選擇。
具體實施例方式
以下是本發明的具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。實施例1:
1、聚酯多元醇的製備，可以採用常規的聚酯多元醇製備方法，本是實施例中採用氮氣降壓法來製備。
分子量約為1500的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的製備過程 向反應釜中依次加入乙二醇50g、 二乙二醇50g、己二酸90g,打開攪拌， 開始升溫，升溫至135~140^時恆溫1小時穩定脫水速度(通過精餾塔，塔頂溫 度保持〈102'C)後繼續升溫，升溫至180X:左右氮氣切換從下部通入，並逐步 加大氮氣量強化脫水。升溫至225士51C恆溫，恆溫1小時後加入催化劑並開始 抽真空，進行酯交換，從抽真空開始計時4小時後每2小時取一次樣品中控分 析至最終酸值<1,羥值為53~59,恢復常壓，氮氣切換上部通入，開始降溫， 降溫至120X:即可取樣做最終分析並包裝。
分子量為1200的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的製備過程 製備方法同聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇，原料為乙二醇50克，二乙 二醇50克，苯酐20克，己二酸65克。
2、 添加劑的製備
將硬脂酸鈣、納米級碳酸鈣粉體(粉末平均粒徑約為60mn)、分子量為600 的聚二甘醇己二酸酯多元醇按質量比1: 1: 1混合，攪勻，經研磨機研磨成膏 狀即可。
3、 合成聚氨酯預聚體組分
原料分子量約為1500的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇18g、異氰酸 酯30g;
向反應釜依次加入異氰酸酯和聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇，將反應 釜溫度控制在70—80"，反應3小時後測NCO當量；調整NCO當量到220， 即製成聚氨酯預聚體組分。
4、 合成多元醇組分
原料分子量約為1500的聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇12g、分子量 為1200的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇30g、乙二醇18g、 二乙醇胺 0.5g、蒸餾水0.8g、 二甲基矽氧烷0.4g、三乙烯二胺0.8g、上述方法製得的添加 劑30g;向另一反應釜中依次加入聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇、聚乙二醇二 乙二醇苯酐己二酸酯多元醇、乙二醇、二乙醇胺、蒸餾水、二甲基矽氧烷、三 乙烯二胺、添加劑，將反應釜溫度控制在50—6(TC，攪拌一小時後測水分，調 整水分合格後(水分大約為0.55%),即製得多元醇組份。
應用實例(仿木鞋底的合成)
將上述製得的聚氨酯預聚體組份和多元醇組份分別預熱至40C再一同倒 入鞋底澆注機的料罐裡，循環20分鐘；打一小的試杯，確認試杯為發泡中心。
將鞋模(鞋底的鞋模)溫度控制在50-70°C,將料罐裡打好的原料注入鞋模， 50-70"硫化5分鐘，即可取出鞋底。
所製得的鞋底密度為0.3g/cm3,硬度為邵氏93A。強度高、尺寸穩定性非 常好、耐磨性也很好、輕便，適用高檔女髙坡鞋、沙灘鞋、木屐等鞋底。
以上對本發明做了詳盡的描述，其目的在於讓熟悉此領域技術的人士能夠 了解本發明的內容並加以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本 發明的精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。
權利要求
1、一種用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的多元醇組分，所述的多元醇組分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作為擴鏈劑的小分子二元醇、催化劑、發泡劑和勻泡劑，其特徵在於所述的原料配方還包括一種添加劑；該添加劑為硬脂酸鈣、納米級碳酸鈣、小分子聚酯多元醇三種成分通過機械方式混合形成的混合物；所述的聚酯多元醇由聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇組成，所述的小分子多元醇由乙二醇和二乙醇胺組成，所述的催化劑為三乙烯二胺；所述的發泡劑為水；所述的勻泡劑為二甲基矽氧烷。
2、 根據權利要求l所述的多元醇組分，其特徵在於所述的添加劑為硬脂 酸鈣、納米級碳酸鈣、分子量為560~630的聚二甘醇己二酸酯多元醇通過機械 方式混合形成的混合物。
3、 根據權利要求2所述的多元醇組分，其特徵在於所述的硬脂酸鈣、納 米級碳酸鈣、分子量為560~630的聚二甘醇己二酸酯多元醇三者之間的重量比 為1: 1: 1。
4、 根據權利要求1-3任意一項所述的多元醇組分，其特徵在於所述的添 加劑的加入量佔所述多元醇組分的原料配方總重量的25%~40%。
5、 根據權利要求l-3任意一項所述的多元醇組分，其特徵在於所述的聚 乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇的分子量為1450~1550;所述的聚乙二醇二乙二 醇苯酐己二酸酯多元醇的分子量為1150-1250。
6、 根據權利要求5所述的多元醇組分，其特徵在於所述的聚乙二醇二乙 二醇己二酸酯多元醇與所述的聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇的質量比 為1:2 1:3。
7、 一種用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的聚氨酯預聚體組分，所述的聚氨酯預聚體組分的原料配方包括聚酯多元醇、異氰酸酯，其特徵在於所述的聚酯多元醇為聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇；所述的異氫酸酯為4， 4-二苯基 甲烷-2-異氰酸酯。
8、 一種用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組份，其由聯用的兩個組分組 成，所述的兩個組分為權利要求1所述的多元醇組分和權利要求7所述的聚氨 酯預聚體組分。
9、 一種聚酯型聚氨酯仿木材料，其由權利要求1所述的多元醇組分和權利 要求7所述的聚氨酯預聚體組分按一定比例混合進行反應而製成。
全文摘要
本發明涉及一種用於製作聚酯型聚氨酯仿木材料的雙組分，其中多元醇組分的原料配方主要包括聚酯多元醇、作為擴鏈劑的小分子二元醇、催化劑、發泡劑和勻泡劑，所述的原料配方還包括一種添加劑；該添加劑為硬脂酸鈣、納米級碳酸鈣、小分子聚酯多元醇三種成分通過機械方式混合形成的混合物，所述的聚酯多元醇由聚乙二醇二乙二醇己二酸酯多元醇和聚乙二醇二乙二醇苯酐己二酸酯多元醇組成。經添加了這種特殊添加劑以及特定的聚酯多元醇等的多元醇組分所製作出來的聚酯型聚氨酯仿木材料的性能優異強度高、尺寸穩定性非常好、耐磨性也很好，可以適用於生產強度要求較高的仿木材料製品，諸如鞋底、家具等產品，應用範圍更廣。
文檔編號C08G18/00GK101628963SQ20091011599
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月17日 優先權日2009年8月17日
發明者呂華波, 源 周, 平 江 申請人:太倉市旭川樹脂有限公司