一種低形變聚氨酯減震緩沖塊的制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種低形變聚氨酯減震緩沖塊的制備方法，解決現有技術中汽車用聚氨酯緩沖塊動態疲勞后變形率高，以提產品在連續工作環境中安全性和舒適性的技術問題。其加工步驟為：1)異氰酸酯預處理；2)預聚體制備；3)擴鏈劑制備；4)共混；5)澆注成型；6)后硫化工藝；制得低形變聚氨酯減振緩沖塊，在保持緩沖塊的動態疲勞性能和綜合性能的前提下，降低了緩沖塊疲勞后變形率。本發明的制備方法采用改性的MDI與高分子多官能度的醚類多元醇反應，制備了硬段相和軟段相均含有一定化學交聯的微孔彈性體材料，解決了目前中高端汽車對動態疲勞后形變量小的緩沖塊需求。
【專利說明】一種低形變聚氨酯減震緩沖塊的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子材料制備領域，具體涉及一種以硬軟相均交聯的MDI型、低形 變聚氨酯減震緩沖塊的制備方法。

【背景技術】
[0002] 由于聚氨酯微孔彈性體具有優異的動態和靜態力學性能，特別適合用于汽車用減 振緩沖塊材料，其主要的原材料主要有多元醇、異氰酸酯、催化劑、發泡劑、勻泡劑等；其制 備工藝主要包括預聚體制備、物料混合、注塑成型和后退火等步驟；其主要的化學反應包含 凝膠反應，即羥基與異氰酸酯反應生成氨基甲酸酯；發泡反應：即水發泡劑與異氰酸酯反 應生成脲基甲酸酯和二氧化碳的過程。
[0003] 中國專利Z1200710094632. 9公開了一種以對苯二異氰酸酯（Proi)為異氰酸酯組 分的聚氨酯微孔彈性體的制備方法，該方法通過預聚體制備、混合、模塑、
[0004] 后熟化等步驟，改進了微孔彈性體材料壓縮永久變形性。但是動態疲勞后變形有 別于靜態壓縮永久變形，動態疲勞后變形率更能揭示材料的連續工作能力。


【發明內容】

[0005] 本發明要解決現有技術中汽車用聚氨酯緩沖塊動態疲勞后變形率高，以提高產品 在連續工作環境中安全性和舒適性的技術問題，提供一種低形變聚氨酯減震緩沖塊的制備 方法。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：
[0007] -種低形變聚氨酯減震緩沖塊的制備方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟（1)異氰酸酯預處理：
[0009] 過量的二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)與碳化二亞胺反應制備-NCO基含量20%? 26%的具有一定交聯度的改性的異氰酸酯；
[0010] 步驟⑵預聚體制備：
[0011] 將步驟（1)中得到的改性的異氰酸酯與脫水后的聚四氫呋喃多元醇于70?80°C 反應60?120min，形成-NCO基含量6?10 %的預聚體；
[0012] 步驟⑶擴鏈劑制備：
[0013] 將分子量為1800?2200聚醚多元醇升溫至100度，加入占分子量為1800?2200 聚醚多元醇的質量分數為5%?10%的、分子量為4000?10000的三官能度聚醚多元醇， 再加入占分子量為1800?2200聚醚多元醇的質量分數為2. 5%?3. 5%的水發泡劑、催化 劑和勻泡劑混合物，制得擴鏈劑；
[0014] 其中，水發泡劑、催化劑和勻泡劑的質量比例為3:1:5 ;
[0015] 步驟⑷共混：
[0016] 使用低壓發泡機將步驟（2)制得的預聚體與步驟（3)制得的擴鏈劑按照質量比為 100:80?90的比例混合后得到混合物料；
[0017] 步驟（5)澆注成型：
[0018] 將步驟⑷制得的混合物料快速注入到40?70°C硫化機上，快速合模，硫化15? 30min，脫模，得到燒注成型的樣件；
[0019] 步驟（6)后硫化工藝：
[0020] 將步驟（5)制得的澆注成型的樣件放置在100?120°C烘箱內后硫化24h。
[0021] 在上述技術方案中，步驟（1)中所述的改性的異氰酸酯的-NCO基含量24 %? 25%。
[0022] 在上述技術方案中，步驟（3)中所述的三官能度聚醚多元醇為聚環氧丙烷多元醇 或聚四氫呋喃多元醇。
[0023] 在上述技術方案中，步驟（3)中所述的三官能度聚醚多元醇的分子量為5000? 6000。
[0024] 在上述技術方案中，步驟（3)中所述的催化劑為二辛酸錫或三亞乙基二胺。
[0025] 在上述技術方案中，步驟（3)中所述的勻泡劑為DC193或3042。
[0026] 本發明的有益效果是：
[0027] 本發明提供的一種低形變聚氨酯減震緩沖塊的制備方法與現有技術相比的區別 在于，本申請方法使用的異氰酸酯的成分為MDI、多元醇為有交聯度的醚類多元醇、及由高 分子量的三官能度聚醚多元醇制得擴鏈劑。本申請方法采用碳化二亞胺改性MDI，引入硬度 相交聯，同時在軟段相中引入高分子量的三官能度聚醚多元醇，增加了軟段相的化學交聯， 在不影響緩沖塊的動態疲勞性能和綜合力學性能的同時，降低了緩沖塊疲勞后的形變率， 滿足目前中高端汽車對緩沖塊的疲勞后形變率的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0029] 圖1為本發明實施例1制備的緩沖塊疲勞40萬次后的形態圖。

【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖對本發明做以詳細說明。
[0031] 實施例1
[0032] 過量的二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)與碳化二亞胺反應制備-NCO基含量25%的 具有一定交聯度的二苯基甲烷二異氰酸酯；將其與脫水后的聚四氫呋喃多元醇于70°C反 應120min形成-NCO基含量10 %的預聚體；將分子量為2000聚醚多元醇升溫至100度，力口 入占分子量為2000聚醚多兀醇的質量分數為5%分子量為4000三官能度聚環氧丙燒多兀 醇，加入占分子量為2000聚醚多元醇質量分數為3%的水發泡劑、二辛酸錫和DC193得到擴 鏈劑；其中水發泡劑、二辛酸錫和DC193的質量比例為3:1:5 ;使用低壓發泡機將預聚體與 擴鏈劑按照質量比為100:80的比例混合；所制備的混合物料快速注入到70°C硫化機上，快 速合模，硫化15min，脫模；將澆注成型的樣件放置在KKTC烘箱內后硫化24h。結果見附表 1〇
[0033] 圖1為本實施例制備的緩沖塊疲勞40萬次后的形態圖。圖1及附表1表明：疲勞 前緩沖塊的總高度Hl為64. 5。在0-4kN正弦加載、頻率為2Hz的條件下，40萬次疲勞后緩 沖塊的總高度H2為61. 8,疲勞后形變率為4. 12%，說明了本申請方法制備的緩沖塊能夠達 到很優異的疲勞后形變率。
[0034] 實施例2
[0035] 過量的二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)與碳化二亞胺反應制備-NCO基含量20%的 具有一定交聯度的二苯基甲烷二異氰酸酯；將其與脫水后的聚四氫呋喃多元醇于70°C反 應120min形成-NCO基含量8%的預聚體；將分子量為2200聚醚多元醇升溫至100度，力口 入占分子量為2200聚醚多兀醇的質量分數為7. 65%分子量為5000三官能度聚環氧丙燒 多元醇，加入占分子量為2200聚醚多元醇的質量分數為2. 5%的水發泡劑、三亞乙基二胺 和3042得到擴鏈劑；其中水發泡劑、三亞乙基二胺和3042的質量比例為3:1:5 ;使用低壓 發泡機將預聚體與擴鏈劑按照質量比為100:90的比例混合；所制備的混合物料快速注入 到70°C硫化機上，快速合模，硫化15min，脫模；將澆注成型的樣件放置在KKTC烘箱內后硫 化24h。結果見附表1。
[0036] 附表1表明：疲勞前緩沖塊的總高度Hl為64. 6。在0-4kN正弦加載、頻率為2Hz 的條件下，40萬次疲勞后緩沖塊的總高度H2為62. 0,疲勞后形變率為4. 02%。
[0037] 實施例3
[0038] 過量的二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)與碳化二亞胺反應制備-NCO基含量26%的 具有一定交聯度的二苯基甲烷二異氰酸酯；將其與脫水后的聚四氫呋喃多元醇于80°C反 應60min形成-NCO基含量6 %的預聚體；將分子量為1800聚醚多元醇升溫至100度，力口 入占分子量為1800聚醚多兀醇的質量分數為10%分子量為10000三官能度聚四氫呋喃多 元醇，加入占分子量為1800聚醚多元醇的質量分數為3. 5%的水發泡劑、三亞乙基二胺和 3042得到擴鏈劑；其中水發泡劑、三亞乙基二胺和3042的質量比例為3:1:5 ;使用低壓發 泡機將預聚體與擴鏈劑按照質量比為100:80的比例混合；所制備的混合物料快速注入到 40°C硫化機上，快速合模，硫化30min，脫模；將澆注成型的樣件放置在120°C烘箱內后硫化 24h。結果見附表1。
[0039] 附表1表明：疲勞前緩沖塊的總高度Hl為64. 8。在0-4kN正弦加載、頻率為2Hz 的條件下，40萬次疲勞后緩沖塊的總高度H2為62. 2,疲勞后形變率為4. 01 %。
[0040] 附表1 :緩沖塊的疲勞40萬次后形變率
[0041]

【權利要求】
1. 一種低形變聚氨酯減震緩沖塊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟（1)異氰酸酯預處理： 過量的二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)與碳化二亞胺反應制備-NCO基含量20 %?26% 的具有一定交聯度的改性的異氰酸酯； 步驟（2)預聚體制備： 將步驟（1)中得到的改性的異氰酸酯與脫水后的聚四氫呋喃多元醇于70?80°C反應 60?120min，形成-NCO基含量6?10 %的預聚體； 步驟（3)擴鏈劑制備： 將分子量為1800?2200聚醚多元醇升溫至100度，加入占分子量為1800?2200聚 醚多元醇的質量分數為5%?10%的、分子量為4000?10000的三官能度聚醚多元醇，再 加入占分子量為1800?2200聚醚多元醇的質量分數為2. 5%?3. 5%的水發泡劑、催化劑 和勻泡劑混合物，制得擴鏈劑； 其中，水發泡劑、催化劑和勻泡劑的質量比例為3:1:5 ; 步驟⑷共混： 使用低壓發泡機將步驟（2)制得的預聚體與步驟（3)制得的擴鏈劑按照質量比為 100:80?90的比例混合后得到混合物料； 步驟（5)澆注成型： 將步驟（4)制得的混合物料快速注入到40?70°C硫化機上，快速合模，硫化15? 30min，脫模，得到燒注成型的樣件； 步驟（6)后硫化工藝： 將步驟（5)制得的澆注成型的樣件放置在100?120°C烘箱內后硫化24h。
2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述的改性的異氰酸酯 的-NCO基含量24 %?25 %。
3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3)中所述的三官能度聚醚多元 醇為聚環氧丙烷多元醇或聚四氫呋喃多元醇。
4. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3)中所述的三官能度聚醚多元 醇的分子量為5000?6000。
5. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3)中所述的催化劑為二辛酸錫 或三亞乙基二胺。
6. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3)中所述的勻泡劑為DC193或 3042。
【文檔編號】C08J9/08GK104341579SQ201410583695
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】王杰, 郇彥, 周宇飛, 楊小牛, 滕騰, 張明遠, 黃憶南, 陳麗萍 申請人:中國科學院長春應用化學研究所