汽车内饰用热塑性硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种汽车内饰用热塑性硬质聚氨酯泡沫 塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国的汽车行业发展迅猛，轿车呈现爆发式的增长。随着汽车的快速发 展，汽车的轻量化、舒适性等已经越来越成为人们关注的焦点。汽车内饰材料作为汽车的 重要组成部分，已经引发了人们足够的重视。热塑性硬质聚氨酯泡沫塑料有着不可比拟的 优越性，已经逐步取代其他材料，广泛应用于汽车内饰顶棚的制造，由其制作的顶棚具有质 轻、隔热、吸音等优越性能。
[0003] 多元醇组合料作为制备热塑性聚氨酯硬泡的原料，包括多种多元醇及助剂、发泡 剂等。一方面，目前传统聚醚多元醇来源于石油，随着近年来石油价格昂贵同时会影响环境 保护，因此急需开发天然材料以替代石油制品，同时普遍应用的聚氨酯泡沫绝大多数使用 氟利昂、141b等发泡剂，均对大气层有破坏作用，全水发泡体系由于发泡过程中只生成二氧 化碳，成为最具有环保特性的发泡体系，由于需要大量的水作为发泡剂保证整体密度，而水 与异氰酸酯反应生成大量热，容易造成泡沫烧心等问题。另一方面，在中高档车型中，伴随 着轻量化的发展趋势，还对顶棚内饰有较高的力学性能要求，这些都导致了顶棚系统有着 较高的技术门槛。
[0004] 因此开发应用于汽车内饰的环保型低密度热塑性硬质聚氨酯泡沫塑料具有较高 的经济价值。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种汽车内饰用热塑性硬质聚氨酯泡沫塑料，环保、成本低、 高开孔率、较高的延伸率、较优的延伸效果和较优的力学性能；本发明同时提供了汽车内饰 用热塑性硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，科学合理、简单易行。
[0006] 本发明所述的汽车内饰用热塑性硬质聚氨酯泡沫塑料，由A组分和B组分组成，A 组分和B组分的重量比为1 : 1.7-1. 8,其中，
[0007] A组分由如下重量百分比的原料制成：
[0008]
[0009]
[0010] B组分为改性MDI。
[0011] 所述的菜籽油衍生物为菜籽油与小分子多元醇的醇解产物，其中小分子多元醇为 乙二醇、丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺或季戊四醇中的一种或几种。
[0012] 所述的三乙醇胺为抚顺佳化石化公司产品，甘油为上海油脂厂产品，三羟甲基丙 烷为湖北盛天恒创生物科技有限公司产品。
[0013] 所述的菜籽油为湖北日月油脂股份有限公司市售产品。
[0014] 所述的菜籽油衍生物的制备方法，步骤如下：
[0015] (1)称取菜籽油与小分子多元醇倒入反应釜中，加入PbO为催化剂，通氮气置换 后，开始搅拌，同时升温至150-250°c反应1. 5-2. 5小时，得到菜籽油衍生物；
[0016] (2)在反应釜中加入抗氧剂，75-85°C搅拌0· 5-1. 5h，搅拌充分后放出。
[0017] 步骤（1)中所述的小分子多元醇与菜籽油的摩尔比为1.8-2. 0 : 1。
[0018] 步骤（1)中所述的PbO用量为小分子多元醇重量的0.7-0. 9%，优选0.8%。
[0019] 步骤（2)中所述的抗氧剂为无 BHT液体酚类复合型抗氧剂，其用量为小分子多元 醇重量的〇. 5-0. 8% ;优选为ChicPU3318和ChicF96 (上海奇克氟硅材料有限公司，市售产 品）的混合物，两者重量比为1:3-3:1。
[0020] 所述的聚醚多元醇为聚醚多元醇A和聚醚多元醇B ;聚醚多元醇A为YNW-210E(山 东一诺威新材料有限公司），羟值为127±5,粘度为150±30,以丙二醇为起始剂，KOH为 催化剂，与环氧丙烷开环聚合后，用环氧乙烷封端的高活性聚醚多元醇，环氧乙烷占聚醚分 子量的27% ;聚醚多元醇B为YNW-304T (山东一诺威新材料有限公司市售产品），羟值为 380±5。
[0021] 所述的聚酯多元醇为6255 (江苏富盛市售产品）。
[0022] 所述的交联剂为GJ9701 (高桥石化市售产品）；泡沫稳定剂为B8870 (赢创公司市 售产品）；开孔剂为0-501，粘度150-400,相对密度0. 9-1，南京鼎晨化学科技发展公司市售 产品；发泡催化剂为A-33与DMDEE的混合物，A-33与DMDEE的重量比为1-2:2. 7-3. 5 ;凝 胶催化剂为有机锡类催化剂，优选辛酸亚锡T-9。
[0023] 所述的改性MDI为DG5412,此为山东一诺威聚氨酯股份有限公司市售产品。
[0024] 本发明所述的汽车内饰用热塑性硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，步骤如下：
[0025] (I)A组分的制备：将制备的菜籽油衍生物、聚醚多元醇、聚酯多元醇装入反应釜 中搅拌10-15min然后加入水、发泡催化剂、凝胶催化剂、泡沫稳定剂、交联剂、开孔剂，在常 温下搅拌反应，搅拌2-3小时，即可装桶备用；
[0026] (2) B组分的制备：将改性MDI称量备用；
[0027] 使用时，将A组分与B组分通过高压浇注机均匀混合，注入模具，经过成型熟化，制 得产品。
[0028] 解决问题的关键在于：一是寻找合适的天然材料替代石油产品合成聚醚，解决石 油制品替代问题，同时在聚醚中选用合适的抗氧剂解决在环保型全水组合料下游应用时存 在的烧心问题；二是通过聚醚多元醇体系、聚酯体系、合适的泡沫稳定剂、催化剂等的搭配 下，制备出在较低的密度下具有较高的延伸率和较优的延伸效果的泡沫。
[0029] 本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0030] 本发明以菜籽油衍生物为主要聚醚成分，解决石油制品替代问题，同时在制备过 程中加入抗氧剂，解决在环保型全水组合料下游应用时存在的烧心问题，环保、成本低，同 时组合料以菜籽油及其醇解物为主要成分的前提下，通过选择聚醚多元醇体系、聚酯多元 醇、合适的泡沫稳定剂、催化剂、开孔剂等，制备出能在更低的密度下具有高开孔率、较高的 延伸率和较优的延伸效果、较优的力学性能的泡沫，满足了高档轿车对于汽车顶棚内饰要 求。
【具体实施方式】
[0031] 以下结合实施例对本发明做进一步描述。
[0032] 实施例1
[0033] (1)菜籽油衍生物的制备：
[0034] 取小分子多元醇混合物（三乙醇胺、甘油和三羟甲基丙烷摩尔比为3:5:2) 20Kg， 它们与菜籽油的摩尔比为2 : 1，倒入反应釜中，加入0.16Kg的PbO催化剂，通氮气置换后， 开始搅拌，同时升温至210°C反应2. 5小时，得到菜籽油衍生物（即醇解产物）；之后在反应 釜中加入ITO318抗氧剂0. 075Kg和ChicF96抗氧剂0. 025Kg，85°C搅拌lh，搅拌充分后放 出。
[0035] (2) A组分的制备：
[0036]
[0037]
[0038] 将上述制备的菜籽油衍生物、聚醚多元醇、聚酯多元醇装入反应釜中搅拌lOmin， 然后加入水、发泡