[发明专利]用于汽车顶棚的热塑性半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯泡沫塑料领域，具体涉及一种热塑性半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，这种热塑性硬质聚氨酯泡沫主要应用于汽车顶棚。

背景技术

一般而言，聚氨酯软泡主要应用于家具领域，泡沫开孔、柔软、延伸率较高；聚氨酯硬泡主要应用于建筑、家用电器等方面的保温材料，泡沫闭孔、刚性较大、较脆。这些应用领域中，或者是把泡沫切割成需要的形状，或者是把反应原料浇注到模具中反应成型。但是在汽车顶棚的生产工艺中，首先是把聚氨酯泡沫切割成一定厚度的片材，与其它材料复合增强，然后通过热定型，形成所需的形状，要求泡沫具有较好的热塑性。事实上汽车顶棚的这种热成型工艺是一个可逆过程，升高温度后成型好的顶棚会逐渐趋向于初始形状。因此，从高分子材料的理论来讲，用于汽车顶棚的热塑性聚氨酯泡沫需要具有适当的玻璃化温度，使得泡沫既具有好的热塑性，又要避免夏季高温天气使得泡沫形状的恢复，引起车顶的变形。

用于汽车顶棚的聚氨酯泡沫需要顺应汽车工业的发展趋势，满足轻量化、吸声的要求。要求泡沫低密度化、具有较好的吸声效果是目前技术研究的方向。但是，制备较低密度的泡沫时，底部经常会出现较大的泡孔，影响泡沫的利用率、造成浪费。

正如该领域人们所熟知的，聚氨酯泡沫是由异氰酸酯组分和多元醇组分反应而成，多元醇大体上可根据所含的分子链段的不同分为聚酯型和聚醚型两种，针对不同的聚氨酯制品需要选择不同结构的多元醇。在热塑性泡沫的制备工艺中，由于泡沫的体积较大经常会出现一些缺陷，比如开孔性不好导致的泡沫收缩，泡沫底部泡孔粗大或凹陷导致利用率低、浪费严重，烧芯会导致泡沫性能变差，存在安全隐患等。

CN1227230公开了一种热塑性硬质聚氨酯泡沫的合成方法，在多元醇组分中用到了一种聚酯醚多元醇，聚酯醚多元醇是经过酯化或酯交换反应而成，需要反应温度较高、时间较长，从而能耗较高；专利中也没有提及聚酯醚多元醇在制备热塑性泡沫时具有的优点。

CN101117399公开了一种汽车顶棚用聚氨酯泡沫的制备方法，多元醇组分是聚酯和聚醚的混合物，本发明优点主要是采用全水发泡，彻底淘汰了ODS，制品密度均匀，泡孔结构好，抗压强度高，本发明中没有提及聚酯或聚醚的选择在泡沫制备工艺上的优点，聚酯、聚醚的结构种类繁多，应用于聚氨酯泡沫的制备也引其结构种类的不同而使制品性能差异较大，本专利中没有提及选择聚醚或聚酯的具体指标。而且由于聚酯、聚醚的结构和分子量有较大的差别，一般不会均匀地混合在一起，这样在使用前需要再充分地混合，往往会在生产中造成不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于汽车顶棚的热塑性半硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，制备的热塑性聚氨酯泡沫具有较高的底部利用率、较低的密度、不烧芯和较高的吸声系数。

为达到以上目的，本发明的技术方案如下：

一种用于汽车顶棚的热塑性半硬质聚氨酯泡沫，其特征在于，它是由包括组合聚醚多元醇与水、催化剂和表面活性剂的混合物的A料，与作为B料的MDI体系异氰酸酯经发泡工艺制得，原料的配方如下：

100重量份的组合聚醚多元醇；

5.5～7.0重量份的水；

0.5～1.5重量份的表面活性剂；

0.1～0.4重量份的反应型胺催化剂；

0.3～1重量份的常规胺催化剂；

0～5重量份的交联剂及

150～195重量份的MDI体系异氰酸酯。

优选的配方如下：

100重量份的组合聚醚多元醇；

6～6.5重量份的水；

0.5～1重量份的表面活性剂；

0.1～0.2重量份的反应型胺催化剂；

0.5～1重量份的常规胺催化剂；

1～3重量份的交联剂及

165～180重量份的MDI体系异氰酸酯。

优选地，所述的组合聚醚多元醇与MDI体系异氰酸酯的重量比为：150～195，优选100∶160～185，更优选100∶165～180，再更优选100∶170～180。

优选地，A料和B料的重量比例是100∶140-180，优选100∶150-180，更优选100∶155-175，再更优选100∶160-170。