一種快速脫模耐候型聚氨酯反應注射成型用組合物及其製備方法
2023-05-04 23:41:11
專利名稱：一種快速脫模耐候型聚氨酯反應注射成型用組合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及聚氨酯領域，特別涉及聚氨酯反應注射成型(PU-RM)材料和工藝。
背景技術：
聚氨酯反應注射成型(Polyurethane-ReactionInjection Molding)簡稱PU-RIM,是直接從低粘度、高反應活性原料通過快速反應製造複雜製件的工藝技術。各種原料在進入模腔前瞬間相互高速碰撞混合，並在模腔中反應，形成模腔形狀的固體聚合物，完成一個模塑周期。 聚氨酯反應注射成型工藝與澆注型聚氨酯彈性體不同，所需能量少，反應迅速，成型周期短。與傳統的熱塑性樹脂注射成型原理完全不同，RM是在模腔中進行聚合反應，而不是藉助冷卻形成固體聚合物。PU-R頂材料具有良好的物理機械性能、優越的工藝性以及較強的耐候性，同時能夠滿足輕量化的要求，因而廣泛應用於汽車、火車、飛機等交通工具的內外飾件等諸多領域。4，4』 - 二環己基甲烷二異氰酸酯，俗稱氫化MDI，在室溫下為無色至淺黃色液體，有刺激性氣味，不溶於水，溶於丙酮等有機溶劑。在溫度低至10 15°C會結晶。因此，使用起來有諸多不便。ZL200780012104.2公開了一種以HDI和IPDI為基礎的PU-R頂材料。IPDI三聚體和HDI縮二脲粘度均較大(IPDI三聚體40°C下粘度仍在5000mpa.s左右)，且IPDI價高較氫化MDI高。物料粘度是影響RM工藝中兩組份混合效果和材料性能的一項關鍵指標，且對RM機的使用壽命也有較大影響，粘度越大設備負荷越重，對高壓泵和管路有較大程度損傷，導致設備維護維修成本提高。專利文獻US201002225公開了一種以氫化MDI合成預聚體的技術，採用氫化MDI與聚醚多元醇製備端NCO基團的預聚體，通過混入一定量IPDI單體，降低或避免了整個預聚物體系的結晶趨勢。這種方法雖有效降低了整個體系的結晶溫度，但由於單體IPDI的引入，大大降低了該預聚體的反應活性，會造成材料性能和生產效率的下降。專利文獻EP0379246A2公開了一種可噴塗的光穩定聚氨酯的製備方法，該專利包含了一種基於氫化MDI的方法:使用氫化MDI的改性物與多元醇的組合物通過反應注射成型工藝進行反應，在模具中製得了可以快速脫模的聚氨酯材料，該材料具有較好的力學性能和光穩定性。該方法中使用聚乙二醇系改性物對氫化MDI進行改性，對該組分的反應活性並無提高。專利文獻中使用了通用的催化劑以及擴鏈劑，且使用的環烷酸鉛對環境危害較為嚴重。專利文獻CN101768251A公開了一種通過RM工藝用於汽車玻璃包邊的聚氨酯彈性體及其製備方法。該發明使用了芳香族體系改性異氰酸酯實現了高性能和快速脫模，但芳香族異氰酸酯的耐光老化性較差
發明內容
本發明解決的第一個技術問題是提供一種快速脫模耐候型聚氨酯反應注射成型用組合物。本發明解決的第二個技術問題是提供一種該組合物的製備方法。本發明組合物包括A、B兩組分，A組分為含有活性-OH組分的料液，包含多種以活性-OH為官能團的物質，並包含特定的催化劑，必要時，還可包含適量的顏料、抗氧劑、紫外吸收劑、內脫模劑等助劑；B組分為含有活性-NCO基團的料液，由4，4』_ 二環己基甲烷二異氰酸酯及改性劑組成。本發明提供的快速脫模耐候型聚氨酯反應注射成型用組合物，按質量份計包括以下組成:A組分:聚醚多元醇50% 90%，擴鏈劑I % 20%，交聯劑I % 30%，顏料O 10%，抗老化劑I % 5%，複合催化劑0.01% 3%，優選0.1% 3%。所述複合催化劑由有機錫、有機鉍、有機溶劑及雙環脒類化合物組成，有機錫為4 6份，有機溶劑為2 4份，且有機錫與有機溶劑共8份，有機鉍為2份，雙環脒類化合物為15份。所述有機錫具有以下通式:
權利要求
1.一種快速脫模耐候型聚氨酯反應注射成型用組合物，按質量份計包括以下組成: A組分:聚醚多元醇50% 90%，擴鏈劑1% 20%，交聯劑1% 30%，顏料O 10%，抗老化劑I % 5%，複合催化劑0.01% 3%;所述複合催化劑由有機錫、有機鉍、有機溶劑及雙環脒類化合物組成，有機錫為4 6份，有機溶劑為2 4份，且有機錫與有機溶劑共8份，有機鉍為2份，雙環脒類化合物為15份； 所述有機錫具有以下通式:
2.根據權利要求1所述的組合物，其特徵是所述有機鉍是指羧酸鉍或異辛酸鉍。
3.根據權利要求2所述的組合物，其特徵是A組分中所述聚醚多元醇為伯羥基含量>70%，數均分子量為4500 6500的環氧丙烷-環氧乙烷共聚醚三醇的一種或多種；所述擴鏈劑是指乙二醇、I，4- 丁二醇、I，3- 丁二醇、一縮二乙二醇或二乙醇胺中的一種或多種；所述交聯劑是指三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷或三羥乙基異氰脲酸酯中的一種或多種；所述有機溶劑是指丙酮、1，4_ 二氧六環、二甲苯或乙酸乙酯。
4.根據權利要求3所述的組合物，其特徵是B組分中所述二元醇是指聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃二醇或聚酯二醇；三元醇是指選三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷或丙三醇。
5.根據權利要求4所述的組合物，其特徵是B組分中聚氧化丙烯二醇數均分子量為1000 2000，聚四氫呋喃二醇數均分子量為650 2000。
6.根據權利要求4所述的組合物，其特徵是B組分中聚酯二醇是指己二酸與乙二醇、丁二醇、二乙二醇、三乙二醇中的一種或多種共聚而成，數均分子量為2000 3000。
7.根據權利要求4所述的組合物，其特徵是B組分異氰酸根(NCO)含量為20% 28%;25°C粘度為 500 1000mPa.S。
8.根據權利要求1 7之一所述的組合物，其特徵是組合物按照RM工藝生產聚氨酯製品，凝膠時間為8 20s，脫模時間為45 600s，組合物貯存期在6個月以上。
9.根據權利要求1 7之一所述的組合物，其特徵是採用RM工藝注射於模具中45 .600s脫模，取出製品，80°C溫度下熟化0.5 Ih或常溫下放置I周熟化，所得聚氨酯材料具有如下性能:密度:1.00 1.03g/cm3硬度:邵氏50 95A拉伸強度:5 15MPa撕裂強度:10 40N/mm。
10.一種製備權利要求1 9之一所述的組合物的方法，包括以下步驟: A組分:將聚醚多元醇、擴鏈劑、交聯劑、複合催化劑、顏料、抗老化劑加入反應釜中，.25 °C下混合均勻； B組分:將異氰酸酯和改性劑同時加入反應容器，攪拌下加熱升溫至90°C，反應2 .3h，冷卻至室溫出料。
全文摘要
本發明公開了一種快速脫模耐候型聚氨酯反應注射成型用組合物及其製備方法，本發明組合物包括A、B兩組分，A組分為含有活性-OH組分的料液，包含多種以活性-OH為官能團的物質，並包含特定的催化劑，必要時，還可包含適量的顏料、抗氧劑、紫外吸收劑、內脫模劑等助劑；B組分為含有活性-NCO基團的料液，由4，4』-二環己基甲烷二異氰酸酯及改性劑組成。該組合物按照RIM工藝生產聚氨酯製品，凝膠時間8～20s，脫模時間45～600s，組合物貯存期在6個月以上。
文檔編號C08G18/20GK103172822SQ20131012964
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月9日 優先權日2013年4月9日
發明者孫嘉鵬, 董火成, 朱小樹, 李寧, 於文杰 申請人:黎明化工研究設計院有限責任公司